Как известно, недостатком адсорбционных осушителей сжатого воздуха с холодной регенерацией являются довольно значительные потери осушенного сжатого воздуха, расходуемого на регенерацию адсорбента. Осушители с горячей регенерацией позволяют использовать для регенерации адсорбента атмосферный воздух.

При этом, при горячей регенерации под небольшим избыточным давлением (когда нагретый атмосферный воздух подается в регенерируемый адсорбер с помощью воздуходувки; например, по такому принципу работают наши осушители серии Concept WE) приходится все равно расходовать некоторую часть сжатого воздуха для проведения следующей за нагревом фазы охлаждения адсорбента.

Для полного исключения потерь сжатого воздуха при регенерации адсорбента, компания ZANDER предлагает свое уникальное, запатентованное решение - адсорбционные осушители с горячей вакуумной регенерацией серии Concept WVM. Осушители WVM не тратят никакого количества сжатого воздуха - как нагрев, так и охлаждение производятся с помощью вакуумного насоса, втягивающего атмосферный воздух в адсорбер под давлением ниже атмоферного (через включенные при нагревании или выключенные при охлаждении нагревательные элементы).

Горячая вакуумная регенерация

Принцип работы осушителей серии WVM проиллюстрирован на схеме справа (на ней, схематично показана адсорбция влаги в левом адсорбере, и проходящая одновременно с ней регенерация в правом адсорбере). В отличие от осушителей с холодной регенерацией, при которой извлечение влаги из адсорбента производится путем продувания, под давлением чуть выше атмосферного, через регенерируемый адсорбер части осушенного воздуха, в осушителях серии WVM используется более эффективная схема регенерации.

Нагрев: Вакуумный насос создает вакуум в верхней части регенерирумого адсорбера, благодаря чему атмосферный воздух, предварительно прошедший через внешний теплоэлектронагреватель, поступает в нижнюю часть адсорбера и проходит через адсорбер снизу вверх. Включение и выключение нагревательных элементов осуществляется по показаниям датчика температуры, установленного сразу после ТЭНа - в результате, температура регенерационного воздуха поддерживается в заданных пределах. Компания ZANDER использует ступенчатые системы нагрева с 2 или 3 раздельно включаемыми комбинациями нагревательных элементов, что позволяет как достичь большей плавности изменений температуры, так и снизить токовую нагрезку на пользовательскую энергосистему. Типичной температурой подачи воздуха регенерации для силикагелей, используемых ZANDER, является +160...+180 °C.

В отличие от осушителей с холодной регенерацией, подача воздуха для регенерации производится в том же направлении, как и сжатого воздуха в фазе адсорбции, т.е. снизу вверх - благодаря этому, нижний слой влагостойкого адсорбента, содержащий в себе наибольшее количество задержанной в предидущей фазе адсорбции влаги, подвергается более интенсивному нагреву. За счет большей влагопоглотительной способности горячего воздуха он способен извлекать из адсорбента влагу со значительно большей эффективностью, регенерируя не только поверхностные, как у осушителей c холодной регенерацией, но и глубинные слои зерен адсорбента - что поволяет использовать и их для поглощения влаги. Поэтому, время полного цикла адсорбции/регенерации у осушителей этого типа составляет несколько часов.

На выходе воздуха регенерации из адсорберов (или, что то же самое, на его входе в вакуумный насос) установлен еще один датчик температуры, по показаниям которого система управления определяет, насколько осушен адсорбент: чем больше влаги все еще содержится в адсорбенте, тем сильнее, по отношению к температуре подачи, будет падать температура регенерационного воздуха по мере его прохождения через адсорбер. Обычно, в наших осушителях показателем надлежащей регенерации адсорбента служит рост температуры на выходе регенерируемого адсорбера до значения +98...+110 °C. Насыщенный забранной из адсорбента влагой регенерационный воздух выводится в атмосферу - при установке осушителей в небольших помещениях, обычно организуют отвод этого воздуха на улицу.

Охлаждение: После завершения фазы регенерации адсорбента, проходящей при высокой температуре пропускаемого через регенерируемый адсорбер воздуха, возникает необходимость в охлаждении адсорбента. В отличие от осушителей других производителей, где охлаждение адсорбента реализовано с помощью продувания через регенерируемый адсорбер части сжатого воздуха с последующим выведением его в окружающую среду, в осушителях ZANDER данная фаза реализована иначе, а именно путем продувания через нагретый адсорбент ненагретого воздуха из внешней среды (при выключенном нагревателе) - при этом какие-либо потери сжатого воздуха отсутствуют. Как и в фазе нагрева, система управления отслеживает изменение температуры протягиваемого через адсорбер воздуха на его выходе по показаниям верхнего датчика температуры.

Набор давления: и нагрев, и последующее охлаждение адсорбента проводятся под небольшим вакуумом. После того, как адсорбер был нагрет, и затем охлажден, во избежание резких перепадов давления необходимо поднять в этом адсорбере давление до уровня рабочего, присутствующего в системе сжатого воздуха. Для этого, в осушителях WVM предусмотрен перепускной клапан на трубе небольшого сечения, соединяющей между собой два адсорбера осушителя. Рост давления контролируется системой управления по датчикам давления, установленным на обоих адсорберах - впрочем, давление в адсорберах контролируется и во всех других фазах работы.

Переключение адсорберов и режим ожидания: после того, как были проведены нагрев и охлаждение адсорбера, и давление в нем было поднято до уровня рабочего, этот адсорбер готов к началу работы, т.е. адсорбированию влаги. Однако, переключение потока происходит не всегда сразу: вначале, система управления определяет, по датчику температуры точки росы, степень насыщенности влагой находящегося в режиме адсорбции адсорбера. Если температура точки росы сжатого воздуха на его выходе все еще ниже запрограммированной, завершивший регенерацию и уже находящийся под давлением адсорбер переходит в режим ожидания - он будет введен в работу только тогда, когда температура точки росы в другом адсорбере поднимется до установленного предела. Разумеется, все это время осушитель не потребляет никакой значительной мощности - и ТЭНы, и вакуумный насос остаются в выключенном состоянии.

Сброс давления: После того, как рабочая нагрузка была переведена на только что отрегенерированный адсорбер, требуется начать регенерацию выведенного из работы адсорбера. Для этого, система управления производит сброс давления из этого адсорбера через фильтры-глушители, а затем начинает его нагрев.

Примечание: Выше мы описали лишь общий принцип работы осушителей WVM. Мы не акцентировали внимание на особенностях конструктивной реализации частей осушителя, обеспечивающих его работу по этой схеме, или на особенностях управляющего алгоритма.

Заключение: Так как осушители с горячей регенерацией вообще, и осушители серии WVM в частности, предназначены для осушения больших объемов сжатого воздуха на крупных промышленных предприятиях, даже относительно небольшие в процентом отношении потери сжатого воздуха, присутствующие у осушителей других производителей, приводят к значительным затратам на электроэнергию, требуемую для производства этого теряемого воздуха. В свете вышеизложенного, полное отсутствие потерь сжатого воздуха у осушителей серии WVM выглядит немалым преимуществом.

Два осушителия WVM 1230 на одном из предприятий Республики Хакассия. Система управления Siemens Simatic S7.

WVM 150

Компания ZANDER является одним из мировых лидеров в производстве адсорбционных осушителей сжатого воздуха и других газов. Многолетние прикладные исследования, проводимые компанией, имели и имеют своей приоритетной направленностью постоянное усовершенствование, прежде всего, именно этого класса производимого оборудования.

 Многолетний опыт проектирования и производства адсорбционных осушителей с горячей регенерацией компании ZANDER позволил добиться идеального соотношения между высокой поглощающей способностью и долгим сроком работы осушающего материала. Наиболее экономичная форма адсорбционных колонн предназначена для обеспечения правильного отношения влагостойкости и высокой эффективности адсорбента.

 Использование вакуумной технологии с низкими значениями температуры регенерации и оптимальной с точки зрения баланса «защищенность от жидкой влаги/эффекивность адсорбции вапоризованной влаги» адсорбентной засыпки обеспечивает оптимальную эффективность и стабильное значение точки росы в течение длительного времени. Используются высококачественные силикагели германского производства.

 Вакуумная система ZANDER снижает давление регенерации. Только нагревание под вакуумом может гарантировать высокую степень активации адсорбента. Вакуумная регенерация также означает низкую температуру испаряющейся влаги. Активное нагревание обеспечивает меньшие затраты энергии и позволяет сократить продолжительность фазы охлаждения.

 Охлаждающий воздух проходит в том же направлении, что и осушенный сжатый воздух. Это предотвращает скапливание влаге на выходе осушителя. Преимущества этой системы: более низкие значения температур; более короткое время охлаждения; низкое потребление энергии; низкое насыщение влагой; короткое время охлаждения и отсутствие необходимости в дорогом сжатом воздухе для охлаждения.

 Конструкция осушителей WVM обеспечивает максимально возможную надежность их функционирования. Для переключения потоков сжатого воздуха и воздуха регенерации/охлаждения используются клапаны с пневматическим управлением. Воздух управления фильтруется и подается на пневмоклапаны через высоконадежные пилотные соленоидные клапаны. Используются отказоустойчивые датчики давления в адсорберах и температуры на входе и выходе воздуха нагревания/охлаждения. Теплоэлектронагреватель снабжен аварийным термостатом. Использованы избыточно-размерные фильтры-глушители.

Осушитель WVM 410 на одном из предприятий Омска. Система управления L1.

Основной экран ZDMC

График изменения температуры на датчике R1 (при охлаждении)

Начиная с 2009 года, осушители серии WVM получили, взамен старой системы управления Sensotronic L1, новую, разработанную специалистами компании ZANDER штатную систему управления ZDMC (англ. Zander Dryer Memory Control). ZDMC - это современная, надежная, дружественная к пользователю система управления, построенная по модульному принципу и имеющая как чрезвычайно удобный интерфейс, так и широкие возможности для внешней коммуникации.

 Цветной дисплей. ZDMC снабжена цветным жидкокристаллическим дисплеем разрешением 320х240 пикселей. На дисплее отображаются все рабочие параметры осушителя - как в текстовом виде, так и виде удобных для быстрого восприятия диаграмм.

 Экранная клавиатура. Дисплей ZDMC служит одновременно и клавиатурой "touchpad". Для навигации по меню Пользователю не нужно запоминать назначение клавиш - нужно просто нажимать на элементы, изображенные на самом дисплее.

 Широкие возможности мониторинга. Система управления хранит в своей памяти изменения всех параметров работы за последние 4 недели. На основе этих данных, Пользователь, с помощью штатных программных средств ZDMC, может создавать отчеты в текстовом виде или в виде графиков и диаграмм. Все операции, совершаемые системой управления, также записываются в память осушителя - и в любой момент 4-недельная история операций может быть выведена на дисплей. ZDMC имеет, помимо, разумеется, ПЗУ и кэша процессора, оперативную память объемом 2 мегабайта и сменную SD-карту объемом 2 гигабайта.

 Программа на языке STEP7. Управляющие алгоритмы осушителя WVM записаны программным кодом на языке STEP7, используемым в широко распространенной системе управления Siemens Simatic S7. Это означает, что любой программист, имеющий навыки работы в программной среде STEP7, сможет легко разобраться и в коде ZDMC. Разумеется, компания ZANDER регулярно выпускает и собственные обновления программного обеспечения.

 Широкие коммуникационные возможности. ZDMC, в своей базовой, стандартной комплектации, снабжена портом Ethernet общеизвестного стандарта RJ45. Дополнительно, ZDMC может быть оснащена интерфейсными картами Profibus (Master или Slave). Также, стандартно имеется целый ряд конфигурируемых входов и выходов - при желании, к ZDMC можно легко подключить и различные внешние устройства и датчики - причем, программное обеспечение ZDMC предусматривает и интеграцию их непосредственно в пользовательский интерфейс.

Некоторые пользователи, как показывает наша практика, уже являются «идейными» приверженцами каких-либо определенных систем управления. Мы с пониманием относимся к предпочтениям наших клиентов - поэтому, при желании, можно заказать и осушитель с другой системой управления, например оригинальной Siemens Simatic S7, системами фирмы Allen Bradley, а также и системами на основе других контроллеров.

Осушитель WVM 85, с заводской термоизоляцией, в Иркутской области. Система управления L1.

Пропускная способность указана приведенной к стандартным атмосферным условиям (температура +20°C, избыточное давление 0 бар), для обеспечения температуры точки росы -40°C при избыточном давлении сжатого воздуха 7 бар, температуре сжатого воздуха на входе в осушитель +35°C и температуре окружающей среды +25°C. Бóльшая пропускная способность и температура точки росы до -70°С - по запросу.

Мин./макс. температура окружающего воздуха +5°С/+50°С. Мин./макс. температура сжатого воздуха на входе +5°С/+40°С

Опционально возможны самые разные нестандартные исполнения.

Если рабочие параметры в Вашем случае отличаются от принятых по умолчанию, для вычисления пропускной способности осушителя серии WVM следует применять следующие поправочные коэффициенты:

Пожалуйста, обращайтесь к нашим сотрудникам для получения дополнительной информации, технико-коммерческих предложений и по любым другим вопросам.