Preprosta razlaga vlaženja zraka:
Kako deluje adsorpcijski sušilnik?
Definicija
Adsorpcijski sušilnik je razvlaževalnik zraka, ki odvaja vlago iz zraka z uporabo lastnosti higroskopskega materiala oziroma tako imenovanega adsorpcijskega sredstva.Način delovanja adsorpcijskega sušilnika
Higroskopski material vpija vlago in tako suši zračni tok. Ta del postopka se imenuje adsorpcijski proces. Za ponovno odvajanje nakopičene vlage iz adsorpcijskega sredstva tako na koncu skozi adsorpcijsko telo teče vroč zrak v nasprotni smeri, pri čemer vroč zračni tok nase prevzema vlago, ki se je nakopičila v adsorpcijskem telesu. Tako poteka desorpcija in ta proces označujemo kot regeneracija.Adsorpcijski material v adsorpcijskem sušilniku večinoma vsebuje higroskopski silikagel, ki je tesno vgrajen v počasi vrtečem rotorju, ki se neprekinjeno vrti med dvema ločenima, nasprotno usmerjenima zračnima tokovoma. Vlažen zračni tok se suši na adsorpcijskem območju rotorja. Na regeneracijskem območju se vlaga, shranjena v adsorpcijskem materialu, odvaja skozi vroč zračni tok, ta pa ga znova sprejme. Ker se načelo delovanja nanaša na adsorpcijo, torej v večji meri na proces, odvisen od temperature in niti ne na kondenzacijo, se uporaba adsorpcijskih sušilnikov priporoča predvsem pri nizkih temperaturah. Poleg tega je s pomočjo adsorpcijskih sušilnikov mogoče doseči tudi zelo nizke vrednosti vlage, na primer, za potrebe farmacije.
Območja uporabe
Za razliko od kondenzacijskih razvlaževalnikov zraka, katerih uporaba je zaradi sistemskih omejitev trenutno uporabljenega hladilnega tokokroga omejena, pa delovanje adsorpcijskih sušilnikov ni omejeno glede temperature in vlage. Kljub temu pa je njihova specifična poraba moči sistemsko višja kot poraba moči kondenzacijskih razvlaževalnikov zraka. Uporabljati bi jih morali v prostorih, kjer je zaradi nizke vlažnosti dovajanega zraka (< 6 g/kg) ali nizkih temperatur okolice upravičena večja poraba energije ali kjer kondenzacijski razvlaževalniki zraka ne morejo več opravljati svoje naloge razvlaževanja. V spodnjem diagramu po Thiekötterju je prikazana groba primerjava specifične porabe moči kondenzacijskih razvlaževalnikov zraka, ki jih poganja hladilno sredstvo, v primerjavi z adsorpcijskimi sušilniki z regeneracijo, ki jo poganja le električna energija.Priključitev
Različne zračne tokove adsorpcijskih sušilnikov je treba speljati prek različnih prezračevalnih kanalov. To se običajno zgodi prek prezračevalne cevi. Kanal za vlažen zrak, ki vodi navzven, mora biti izoliran. Če se zunanji zrak uporablja kot procesni zrak, je treba paziti, da je izhod za vlažen zrak dovolj stran od sesalnega dela za zunanji zrak. Vlažen zrak je treba vedno speljati navzven.Regeneracija in nadzor temperature
Za odvajanje in dovajanje vlage, ki se adsorpcijsko nakopiči v rotorju, je treba odpraviti adhezijske sile, ki delujejo na površino adsorpcijskega sredstva. Zato je treba ustrezno segreti regeneracijski zračni tok. To pa se zgodi s pomočjo predhodno vklopljenega regeneracijskega grelnega telesa. Pri manjših adsorpcijskih sušilnikih regeneracijsko segrevanje vedno poteka električno. Pri večjih agregatih pa se regeneracijske grelnike lahko vzpostavi, kot sledi:Večji adsorpcijski sušilniki omogočajo uporabo različnih sredstev za regeneracijo rotorja. Če je mogoče, se z namenom doseganja maksimalne energijske učinkovitosti že na lokaciji uporabijo sredstva, kot so para, vroča voda ali topla voda črpalke za regeneracijo ali za podporo regeneraciji.
Material, shranjen v rotorju, se segreva s pretokom skozi rotor pri visoki temperaturi okoli 120 °C za odvajanje adsorpcijsko nakopičene vlage. Fazna sprememba v sušilnemu sektorju tako ne poteka idealno adiabatno pri stalni entalpiji. Toploto, ki ostane v rotorju, označujemo kot preostalo toploto in vodi do pregrevanja sušilnega zračnega toka za približno 1,5 K na g/kg sušilne moči. Pri obstoječi preostali toploti 1,3 K/g/kg pregrevanje npr. pri enem sušilnem procesu, znaša 12 na 4,5 g/kg suhega zraka: 1,3 /K/g/kg x (12 – 4,5) g/kg = 9,75 K.
Poznavanje tega dejstva je pomembno za oceno integracije adsorpcijskega sušilnika v celotno zasnovo klimatiziranja prostora, ki ga je treba sušiti. V tehničnih izračunih proizvajalca je preostala toplota že upoštevana, podana pa je dejanska temperatura suhega zračnega toka.
Za doseganje posebej nizke vlažnosti dovodnega zraka je treba predhodno vklopiti površinski hladilnik. Na temperaturno občutljivih območjih je treba temperaturo dovodnega zraka uravnavati s pomočjo dodatnega hladilnika oziroma v kombinaciji z naknadnim grelnim registrom neposredno prek sušilnika. V najboljšem primeru proizvajalec adsorpcijskega sušilnika vse potrebne module že vgradi v ohišje sušilnika, da so pripravljeni za vklop. Pri sušenju neobdelanega zunanjega zraka je treba predhodni grelnik opremiti za namene zaščite proti zamrzovanju.