圧縮空気中でのコールドドライヤーとアフタークーラーの乾燥プロセス
すべての大気中には水蒸気が含まれており、高温では水蒸気が多くなり、低温では水蒸気が少なくなります。空気が圧縮されると、水の密度が増加します。たとえば、動作圧力が 7 bar、流量が 200 l/s のコンプレッサーは、相対湿度 80%、20°C の空気から圧縮空気パイプライン内に 10 l/h の水を放出できます。パイプや接続機器内の結露による干渉を避けるために、圧縮空気は乾燥している必要があります。乾燥工程はアフタークーラーと乾燥設備で実施されます。「圧力露点」(PDP) という用語は、圧縮空気中の水分含有量を表すために使用されます。これは、現在の動作圧力で水蒸気が水に凝縮し始める温度を指します。PDP 値が低いということは、圧縮空気中の水蒸気が少ないことを意味します。
空気容量 200 リットル/秒のコンプレッサーは、1 時間あたり約 10 リットルの凝縮水を生成します。このときの圧縮空気の温度は20℃です。アフタークーラーと乾燥装置の使用により、配管や機器内の結露によるトラブルを回避します。
露点と圧力露点の関係
さまざまな乾燥機を比較するときに覚えておくべきことは、大気露点と圧力露点を混同しないことです。たとえば、7 bar および +2°C での圧力露点は、-23°C での常圧露点と等しくなります。フィルターを使用して水分を除去する（露点を下げる）ことは機能しません。これは、さらに冷却すると水蒸気が凝縮し続けるためです。圧力露点に応じて乾燥装置の種類を選択できます。コストを考慮すると、露点要件が低いほど、空気乾燥の投資と運転費用が高くなります。圧縮空気から水分を除去するには、冷却と分離、過圧縮、膜、吸収、吸着乾燥の 5 つの技術があります。
アフタークーラー
アフタークーラーは高温の圧縮ガスを冷却する熱交換器で、高温の圧縮ガス中の水蒸気を水に凝縮させ、配管システム内で凝縮させます。アフタークーラーは水冷または空冷で、通常は水を自動的に排出する水分離器を備えており、コンプレッサーの近くにあります。
凝縮水の約 80 ～ 90% がアフタークーラーの水分離器に集められます。アフタークーラーを通過する圧縮空気の温度は、一般的に冷却媒体の温度より10℃高くなりますが、クーラーの種類によって異なる場合があります。ほとんどすべての定置型コンプレッサーにはアフタークーラーが付いています。ほとんどの場合、アフタークーラーはコンプレッサーに組み込まれています。
さまざまなアフタークーラーと水分離器。水分離器は、空気の流れの方向と速度を変えることにより、圧縮空気から凝縮水を分離できます。
コールドドライヤー
凍結乾燥とは、圧縮空気を冷却、凝縮させて分離し、大量の凝縮水を生成することを意味します。圧縮空気が冷却されて凝縮した後、ダクトの外側で再び凝縮が起こらないように、圧縮空気は再び室温まで加熱されます。圧縮空気の入口と出口の間の熱交換により、圧縮空気の入口温度が低下するだけでなく、冷媒回路の冷却負荷も軽減されます。
圧縮空気を冷却するには、密閉型冷却システムが必要です。インテリジェントな計算制御を備えた冷凍コンプレッサーにより、冷凍ドライヤーの消費電力を大幅に削減できます。冷媒乾燥装置は、露点が+2℃～+10℃および下限の圧縮ガスに使用されます。この下限値が凝縮水の凝固点となります。これらは別個のデバイスにすることも、コンプレッサーに組み込むこともできます。後者の利点は、占有面積が小さく、搭載するエアコンプレッサーの性能を確保できることです。
圧縮、後冷却、凍結乾燥の一般的なパラメータ変更
冷凍式乾燥機で使用される冷媒ガスは地球温暖化係数（GWP）が低いため、乾燥剤が誤って大気中に放出されても地球温暖化を引き起こす可能性は低いです。環境法で規定されているように、将来の冷媒は GWP 値が低くなります。
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