Jak wynika z naszego wpisu na blogu Dobre, złe i mokre, zwiększona koncentracja wilgoci i kondensatu w (sprężonym) powietrzu może być prawdziwym problemem. Może między innymi negatywnie wpływać na bezpieczeństwo, wydajność i trwałość infrastruktury, a także na jakość produktu końcowego.
Dlatego ten wpis mówi o jednej z najczęściej używanych metod usuwania tej wody. Jak widać, nie jest to magiczna sztuczka, ale 100% nauki.
2 kwietnia 2020
Wilgotność względna: od tego wszystko się zaczyna
Jeśli chodzi o usuwanie wody z równania — i z powietrza systemowego — wszystko zależy od tego, jak mokre jest powietrze początkowo, jak suche ma być docelowo, a także w jakim czasie ma to nastąpić.
Zacznijmy od wilgotności, która już znajduje się w powietrzu. Jest ona zwykle wyrażona w postaci „wilgotności względnej”.
Wilgotność względna (RH%) to procent maksymalnej ilości wilgoci, jaką może zawierać powietrze (w danej temperaturze i ciśnieniu), zanim wystąpi kondensacja. Innymi słowy, jak pełna jest szklanka, zanim zacznie przelewać. Ale wilgotność względna to nie tylko wskazanie ilości wody w powietrzu, ale także ilości wody, jaką powietrze może jeszcze wchłonąć, tj. jego zdolności do suszenia! Jeśli na przykład wilgotność względna powietrza otoczenia w danym zakładzie wynosi 20%, oznacza to, że pozostałe 80% można wykorzystać do absorpcji wilgoci. Tak więc z naszej perspektywy, szklanka nigdy nie jest w połowie pełna, jest w połowie pusta! Lub, jak w tym przypadku w 4/5 pusta. Zakładając, że możemy generować ciągły przepływ powietrza, to 4/5 można w tym równaniu wykorzystać do usunięcia wody i z systemu w zakładzie.
Punkt rosy: gdzie chcemy się znaleźć
Poziom suchości, jaki chcemy osiągnąć, jest zazwyczaj wyrażany w postaci punktu rosy, tj. temperatury, w której woda w danym powietrzu ulegnie kondensacji — jak rosa na porannym trawniku, mgła na oknie łazienki lub lód na ściankach zamrażarki.
Im bardziej wilgotne jest powietrze, tym wyższa jest temperatura, przy której tworzy się rosa. A im bardziej jest suche, tym chłodniejsze musi być, zanim to nastąpi. Warto o tym pamiętać, ponieważ w przypadku określonego docelowego punktu rosy powietrze wtryskiwane do celów suszenia musi charakteryzować się taką samą lub (najlepiej) niższą wartością.
Weźmy ostatni przykład: rozmrażanie zamrażarki. Zazwyczaj usunięcie szronu (który jest po prostu zamarzniętą rosą) oznacza stopienie go, zmoczenie gąbką i wytarcie szmatką. Gdy uważasz, że zamrażarka jest już całkowicie sucha, podłączasz ją z powrotem i zanim się zorientujesz, zaczyna się formować nowy lód. Dlaczego? Ponieważ powietrze, które „wtryskujemy” do zamrażarki, miało punkt rosy wyższy niż temperatura robocza zamrażarki. Gdy temperatura spadnie poniżej tego punktu rosy, nawet niewielka ilość wilgoci wewnątrz powietrza ulegnie skropleniu, a następnie zamarznie. I choć w domu jest to niewielka uciążliwość, w środowisku instalacji rurowej procesu, może to być po prostu niebezpieczne! Dlatego też w firmie Atlas Copco Rental używane są suszarki przemysłowe, które pozwalają uzyskać punkt rosy -40°C i niższy.
Temperatura: przyspieszenie procesu
Jeśli chodzi o wpływ na szybkość osiągnięcia pożądanego poziomu suchości, najważniejszą bronią w naszym arsenale jest temperatura.
To właśnie dlatego suszarki do włosów wydmuchują gorące powietrze! Dzięki zwiększeniu temperatury powietrza suszarka zmniejsza wilgotność względną, zwiększając zdolność powietrza do pochłaniania wilgoci. Jednocześnie dodaje energię do układu, powodując odparowanie większej ilości wody.
Istnieje jednak pewien mały haczyk: dodawanie ciepła przyspiesza proces suszenia, ale nie pomaga osiągnąć wyższego poziomu suchości. Bez względu na to, jak gorące jest powietrze, nigdy nie będzie w stanie osiągnąć punktu rosy niższego niż punkt rosy powietrza używanego do suszenia.
Czystość: tajny element
Omówiliśmy już, jak wilgotne, suche, gorące i zimne powinno być powietrze używane do suszenia. Ale jest jeszcze jeden bardzo ważny element w tym równaniu — czystość!
Badania wykazują, że obecność cząstek lub aerozoli w powietrzu może działać jako katalizator, powodując wysycenie i skraplanie w znacznie wyższych temperaturach niż zazwyczaj. Innymi słowy, zanieczyszczone powietrze będzie miało znacznie mniejszą zdolność do gromadzenia wody. Podobnie, jak czystsze silniki wysokoprężne powodują mniejszy smog, czystsze powietrze ma większą zdolność do pochłaniania wilgoci. Dlatego dmuchawy i sprężarki bezolejowe klasy 0 firmy Atlas Copco usuwają praktycznie cały kurz, aerozole olejowe i opary oleju z powietrza osuszającego, zapewniając niezwykle wydajne suszenie.
Zatem podczas kolejnego suszenia powietrznego mającego na celu usunięcie wilgoci lub wody z systemów i sprzętu należy pamiętać, że osiągnięty poziom suchości będzie zależał od punktu rosy używanego powietrza, a czas trwania całej operacji od jego temperatury i czystości. A nie musimy chyba przypominać, że czas to pieniądz.
