Механическая осушка воздуха
Способ осушки воздуха путем охлаждения его в аппаратах контактного типа или в поверхностных воздухоохладителях да температуры, при которой выпадает конденсат, широко распространен в технике кондиционирования. Этот процесс применяют обычно, когда кондиционирование воздуда осуществляется в помещениях с избытками теплоты и влаги. Осушка воздуха в этом случае сопутствует охлаждению.Однако иногда для создания и поддержания требуемого состояния воздуха в некоторых помещениях, имеющих избытки влаги без тепловыделений (складские помещения, хранилища техники, некоторые производственные помещения), осушку воздуха применяют как самостоятельный и основной процесс обработки воздуха. В этих случаях применяют установки, в которых воздух осушается в результате его охлаждения ниже температуры точки росы (механические осушители воздуха), а также установки с различными поглотителями водяного пара из воздуха (твердыми и жидкими сорбентами).
Основным элементом механического осушителя воздуха является ребристый поверхностный воздухоохладитель, температура наружной поверхности которого ниже температуры точки росы обрабатываемого воздуха. Чаще всего в механических осушителях воздуха используют воздухоохладители непосредственного испарения — испарители парокомпрессионных фреоновых холодильных машин. В результате теплообмена с поверхностью воздухоохладителя воздух, охлаждаясь, осушается за счет выпадения сконденсировавшегося водяного пара. Если требуется поддерживать температуру воздуха на выходе из осушителя выше той, которая получается после охлажения и осушки, нужно нагревать воздух. В механических осушителях для нагрева воздуха после осушки обычно используют теплоту, которая выделяется в конденсаторе. Для этого охлажденный и осушенный воздух пропускается через конденсатор холодильной машины.
Механический осушитель воздуха, выпускаемый нашей промышленностью, представляет собой фреоновую холодильную машину, в которой наружные ребристые поверхности испарителя и конденсатора омывает обрабатываемый воздух. Охлажденный и осушенный в испарителе воздух проходит через ребристый конденсатор, где нагревается в основном за счет теплоты конденсации хладагента, а также теплоты, связанной с работой компрессора и электродвигателя вентилятора. Вследствие этого температура и энтальпия воздуха на выходе из механического осушителя выше значений этих параметров на входе в осушитель. Конденсация влаги из воздуха в виде капель наблюдается при температуре поверхности испарителя-воздухоохладителя выше О °С. При температуре поверхности 1-2 °С воздух можно осушить до конечного влагосодержания 5 г/кг.
Однако в некоторых случаях требуется более глубокая осушка воздуха, для осуществления которой температура поверхности испарителя должна быть отрицательной. При отрицательных температурах влага из воздуха оседает на поверхности в виде инея, который, постепенно нарастая, ухудшает теплопередачу и, заполняя пространство между ребрами, препятствует прохождению воздуха. Работа осушителя становится цикличной с чередованием периодов осушения воздуха и периодов удаления инея с поверхности воздухоохладителя. Иней в механических осушителях удаляется продувкой воздуха при неработающем компрессоре (при условии, что температура воздуха на входе в осушитель выше 0°С).