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可変速駆動冷凍式エアドライヤ

Air compressors Refrigerant dryers Air and gas treatment

ほとんどの製造用途では、圧縮空気の需要に変動がありますが、従来型のエアコンプレッサには全開という1種類の速度しかありません。必要な空気が少なければ、大量のエネルギーが無駄に消費されます。一方、可変速駆動(VSD)搭載のエアコンプレッサは、空気の需要に合わせてモータ速度を自動的に調整するため、大幅な省エネになります。そして冷凍式エアドライヤを補完するテクノロジーとして省エネの可変速駆動を適用すると、露点が低く安定するまで乾燥された高品質の空気の供給と省エネを両立できます。

冷凍式エアドライヤの仕組み

Dryer
冷凍式エアドライヤは、低露点まで乾燥された圧縮空気を必要とする業務に不可欠のエアシステムコンポーネントです。第1段階では、圧縮空気がドライヤに入り、空気対空気の熱交換器を通過します。熱交換器は流入空気を事前冷却します。

第2段階では、圧縮空気は空気対冷媒の熱交換器を通過し、圧縮空気の露点を 3°C / + 37°Fまで下げます。空気に含まれる水蒸気が凝縮して液体になり、捕捉され、除去されます。

乾燥空気は、下流の配管で結露が発生しないように、空気対空気の熱交換器で温められ、相対湿度が下げられます。

VSD冷凍式エアドライヤの仕組み

冷凍式エアドライヤには独自のコンプレッサが搭載されており、冷媒ガスを液体に圧縮します。従来型の冷凍式エアドライヤは通常、動作速度が固定のレシプロ(ピストン)コンプレッサを使用しています。そのため、エネルギー効率の観点からは、固定速度のエアコンプレッサと同じく、「オンかオフか」でしか動かないのは欠点です。一方、VSD冷凍式エアドライヤは、スクロールコンプレッサを使用し、可動螺旋エレメントが固定螺旋エレメントの周囲を回ることで空気を圧縮します。コンパクトで静音性に優れ、スクロールエレメントを駆動するインバータは需要に合わせて速度を変えられます。

VSDシステムの同期

VSDエアコンプレッサと同様に、VSD冷凍式エアドライヤも変動する乾燥圧縮空気の需要に合わせて、出力を自動的に調整します。これが可能なのは、ドライヤの制御システムがコンプレッサの制御システムと同じ手段、つまりインバータで速度を調整するからです。空気の需要が変化すると、エアコンプレッサの駆動モータは需要に合わせて速度を上げ下げします。そして冷凍式エアドライヤの冷媒コンプレッサはエアコンプレッサと同期して速度を同時に上げ下げします。

熱質量式(サイクル式)より効率的

熱質量式またはサイクル式と呼ばれる古いテクノロジーでも、冷凍式エアドライヤの効率をある程度上げることはできます。熱質量式エアドライヤは、全開動作と熱質量で冷却する動作を交互に実行します。単純に固定速度(全開またはオフ)しかないドライヤに比べれば改善されていますが、サイクル式ドライヤは熱質量の冷却にエネルギーを消費するため、全体的な省エネ性はあまり高くありません。

露点の安定性

VSD冷凍式エアドライヤの重要なメリットは、周囲の気温にかかわらず、露点が低く安定し、卓越した品質の空気を安定して供給できることです。熱質量式ドライヤでは、圧縮空気の露点が固定速度の冷凍式コンプレッサを始動または停止するインジケータになります。その結果、空気の露点が上下します。この変動により、空気の清浄等級が最大2つ下がります。対照的に、VSD冷凍式エアドライヤは、露点が安定するまで乾燥された、ISO 8573-1の清浄等級4に適合する空気を安定して供給できます

露点清浄等級グラフ