コンプレッサーに適したエアドライヤーを選択するにはどうすればよいですか?

すべての圧縮空気システムには湿気が含まれており、空気が冷えるにつれて凝縮します。エア ドライヤーは、その水分がツール、バルブ、製品ラインに到達する前に除去するコンポーネントです。このトピックを初めて使用する場合は、概要をご覧ください。圧縮空気乾燥機とは何か、なぜ圧縮空気乾燥機が必要なのか基本的なことを説明します。しかし、適切な乾燥機を選択することは、画一的な決定ではありません。---正しい単位は、コンプレッサーが供給する空気の量、運転時の圧力、環境の温度、そして最も重要なのは、プロセスで実際に必要な空気の乾燥度によって決まります。-

このガイドでは、コンプレッサー用のドライヤを選択するための再現可能な方法を説明します。最初に確認する必要がある要件から始めて、ドライヤ技術、ISO 8573-1 空気品質クラス、サイジングの計算、エネルギーコスト、メーカーを評価する際に重要なサプライヤーの資格情報に進みます。あなたが運用管理者、メンテナンス エンジニア、または圧縮空気処理装置を再販する代理店であるかどうかにかかわらず、以下のフレームワークは漠然とした購入に関する質問を検証可能な仕様のリストに変えます。

コンプレッサーにエアドライヤーが必要な理由は何ですか?

多くのユーザーは、コンプレッサーだけできれいで乾燥した空気を提供できると考えています。ただし、標準のコンプレッサーは空気を圧縮するだけです -、水蒸気は除去しません。

エアドライヤーを設置すると、次のような効果があります。

1. 湿気による損傷を防ぐ-
圧縮空気システム内の水は、錆び、パイプラインの詰まり、空気圧コンポーネントの早期故障を引き起こす可能性があります。

2. 製品の品質向上
食品加工、製薬、エレクトロニクスなどの業界では、汚染を避けるために非常に乾燥したきれいな空気が必要です。

3. メンテナンスコストの削減
乾燥した圧縮空気により、腐食、フィルター交換の頻度、予期せぬ機器のダウンタイムが軽減されます。

4. エネルギー効率の向上
適切なサイズのエアドライヤは圧力損失を低減し、圧縮空気システム全体が効率的に動作するのに役立ちます。

コンプレッサー用エアドライヤーの種類

適切な乾燥機を選択するには、利用可能なさまざまなタイプを理解することから始まります。

1. 冷凍式エアドライヤー

冷凍式エアドライヤーは、圧縮空気を約 3 度 (37 度 F) に冷却して、水分を凝縮して除去します。

利点:

• 費用対効果の高い-
• メンテナンスの必要性が低い
• 一般的な産業用途に適しています

最高のアプリケーション:

• 工場用圧縮空気システム
• 空圧ツール
• 自動車整備工場
• 一般製造業

制限事項:

冷凍式乾燥機は通常、繊細な用途に必要な極めて低い露点を達成できません。

2. 乾燥剤式エアドライヤー

乾燥剤乾燥機は、活性アルミナやモレキュラーシーブなどの吸湿材を使用して水蒸気を除去します。{0}

利点:

• 非常に乾燥した圧縮空気を生成します
• -40度以下の圧力露点を達成可能
• クリティカルなアプリケーションに最適

最高のアプリケーション:

• 医薬品の製造
• 食品および飲料の加工
• 電子機器製造
• 計装空気システム

制限事項:

• 初期投資が高額になる
• 乾燥剤の交換と再生が必要

3. メンブレンエアドライヤー

膜乾燥機は、特殊な中空糸膜を使用して圧縮空気から水蒸気を分離します。{0}

利点:

• コンパクトな設計
• 可動部品なし
• メンテナンスの手間がかからない

最高のアプリケーション:

• 小型圧縮空気システム
• 輸送用途
• リモート機器

制限事項:

• 限られたエアフロー能力
• 大規模システムの運用コストの増加

コンプレッサーの動作条件から始めましょう

冷凍式乾燥機と乾燥剤式乾燥機を比較する前に、その乾燥機が機能するシステムを明確に把握する必要があります。乾燥機の選択は照合作業であり、実際に知っている数字と照合することしかできません。

コンプレッサーとプラントから次の 4 つの入力を収集します。

よくある最初の間違いは、コンプレッサーの馬力や銘板の定格から乾燥機のサイズを決めることです。馬力からは機械が実際にどれだけの空気を供給するかはわかりません。また、銘板の SCFM が実際の動作条件を反映していることはほとんどありません。としてアトラスコプコは乾燥機の選択ガイドで説明しています-、コンプレッサーの自由空気供給量をモーター出力ではなくスペックシートから決定し、平均ではなくピーク時の同時需要に基づいてドライヤーを計画する必要があります。

乾燥機は、生産日の快適な中間時間ではなく、最悪の場合に備えてサイズ設定されているため、ピーク時の需要が重要です。最大出力時に同時に実行できるすべての空気圧消費装置の流量を合計し、その数に合わせて余裕を持って乾燥機のサイズを決定します。適切な作業ルールは、湿気と温度の変動を吸収するために、コンプレッサーのピーク出力よりも約 10 ～ 20% 多い容量を乾燥機に与えることです。

プロのヒント:春ではなく、高温多湿な時期に周囲温度と吸気温度を収集してください。乾燥機のサイズを決めるのは最悪のケースです。4 月には十分に大きく見えた乾燥機も、真夏には小さくなってしまう可能性があります。-

必要な露点に合わせた乾燥技術

動作条件を文書化した場合、決定的な問題は、空気をどの程度乾燥させる必要があるかということです。これは次のように表現されます圧力露点 (PDP)- 圧縮空気中の水蒸気が圧力下で凝縮して液体になる温度。必要な PDP が低いほど、乾燥技術の要求は高くなります (そして通常は高価になります)。

2 つの主流テクノロジーは、異なる露点範囲をカバーします。{0}

• 冷凍式エアドライヤー空気を機械的に冷却して大量の水を凝縮し、およそ +3 度から +10 度 (+38 度 F から +50 度 F) の圧力露点をもたらします。これらは ISO 8573-1 水分クラス 4 ～ 6 に適合しており、パージ エアを消費しません。これらは一般的な工場の空気、ショップツール、およびほとんどの組み立て作業をカバーしますが、約 +3 度未満の露点に確実に到達することはできません。
• デシカント（吸着）乾燥機分子レベルで水分を除去し、ISO 8573-1 クラス 1 ～ 3 を満たす圧力露点 -20 度から -70 度 (-4 度 F から -100 度 F) に達します。プロセス空気が非常に乾燥している必要がある場合、- 製薬、エレクトロニクス、塗料、計器用空気 -、または配管が凍結する周囲条件を通過する場合に必要です。乾燥剤ドライヤはパージエアまたは再生エネルギーを消費するため、ランニングコストが高くなります。メーカーは、コスト効率の高いものから、いくつかの再生バリエーションを提供しています。非加熱および加熱乾燥剤式エアドライヤー-パージ ブロワーと圧縮-の熱を下げる設計。

国際標準化機構は、これらのレベルを ISO 8573-1 標準として成文化しています。Compressed Air and Gas Institute の空気乾燥選択ガイド-水分クラスを圧力露点閾値にマッピングします。

この表から簡単な決定ルールが得られます。ラインが氷点下以上の屋内にあり、プロセスが +3 度以上の露点を許容する場合、冷凍式乾燥機が効率的で低コストの標準となります。-。アプリケーションがクラス 1 ～ 3 を要求する場合、または配電ネットワークの一部が氷点下に下がる可能性がある場合は、乾燥剤乾燥機 (または複合ユニット) がより安全な選択です。Sullair の冷蔵-対-のガイダンス同様の結論に達します。つまり、露点要件が冷却が確実に達成できる温度を下回る場合には、乾燥剤が勝つということです。-さらに詳しく並べて見るには、-- 冷凍式エアドライヤと乾燥剤式エアドライヤの比較エンジニアリングの違いを詳細に分析します。

重要なポイント:冷凍式ドライヤーは負圧露点に達することができません。プロセスで氷点下の乾燥が必要な場合は、空気流量に関係なく、乾燥剤または複合乾燥機に移動する必要があります。-

補正係数を使用して圧縮空気ドライヤーのサイズを決定する方法

テクノロジーを選択しても、乾燥機の定格 SCFM をコンプレッサーの出力に単純に一致させることはできません。乾燥機の定格は、特定の入口温度、周囲温度、圧力などの一連の標準的な入口条件 - を前提としています。サイトの温度が高くなったり、異なる圧力で稼働したりすると、乾燥機の有効容量が、場合によっては劇的に変化します。

正しい手順は、補正係数を適用し、実際の動作点での乾燥機の能力を確認することです。 Sullair は、圧縮空気乾燥機のサイズ設定方法と、SCFM-と-ACFM の違いについて、冷凍式乾燥機と乾燥剤式乾燥機で一般的に使用される公式を使用して明確に説明しています。

冷凍式ドライヤーの場合、実際の能力 (ACFM) は次のように推定されます。

ACFM=定格 SCFM × 入口-圧力補正係数 × 入口-温度補正係数 × 周囲温度補正係数-

乾燥剤付き乾燥機の場合、周囲温度は容量に同様の影響を与えないため、その式では周囲要因が省略されています。

ACFM=定格 SCFM × 入口圧力補正係数 × 入口-温度補正係数

評判の良いメーカーはすべて、乾燥機の資料で補正係数表を公開しています。ケーザー社の空気-システムのサイジング ガイダンスでは、使用する係数を選択する際に、最悪のケース シナリオ -（通常は最も暑く、最も湿気の多い夏）-を適用する必要があると強調しています。

これを具体的にするために、1,000 SCFM コン​​プレッサーを備えたプラントの簡単な例を次に示します。

1. フローベースを確認します。コンプレッサーは 100 psig で 1,000 SCFM を供給します。これはシステムの定格要件です。
2. 入口温度係数を適用します。-乾燥機の入口温度は 40 度 (暑い夏)、一般的な冷凍式乾燥機の係数は約 0.75 です。これまでに必要な容量: 1,000 ÷ 0.75 ≈ 1,333 SCFM。
3. 周囲温度係数を適用します。-コンプレッサー室は 40 度に設定されており、一般的な冷却係数は約 0.88 です。必要な容量: 1,333 ÷ 0.88 ≒ 1,515 SCFM。
4. 圧力を確認してください。乾燥機が大きすぎて使用圧力がシステムより低い場合は、さらに調整が必要になる場合があります。
5. 乾燥機を選ぶその補正容量が補正需要 - を超えています。この場合、メーカーの標準条件で 1,515 SCFM をはるかに上回る定格のユニットです。

実際には、これは、高温プラントの 1,000 SCFM コン​​プレッサーが夏に必要な露点を実際に実現するには、定格 1,500 SCFM 以上のドライヤーが必要になる可能性があることを意味します。この手順を省略すると、ライン内に水が溜まってしまう最も一般的で最も高価な - 方法です。

エネルギー消費と総所有コストを考慮する

乾燥機の選択は、最初の費用だけで決まるわけではありません。{0}}乾燥機が耐用年数にわたって消費するエネルギーは、特に圧縮空気を無駄にする乾燥ユニットの場合、購入価格を大きく上回ることがよくあります。運用コストに基づいて 2 つのテクノロジーを比較すると、状況が変わります。-

以下の表は、典型的なエネルギーの挙動をまとめたものです。

非加熱乾燥剤乾燥機のコスト要因は、継続的に排出されるパージ空気です。コンプレッサーは空気を生成するためにすでに費用を支払っているため、15 ～ 18% のパージ損失は実質的にエネルギーの無駄になります。としてヒートレスドライヤーの効率に関する化学処理の注意事項1,000 SCFM ヒートレス乾燥機をフルタイムで稼働させると、年間約 300,000 kWh を消費する可能性があります -。kWh あたり 0.10 ドルとして年間 30,000 ドル程度になります。からのベンチマーク圧縮空気チャレンジパージと圧力損失のコストを含めると、ヒートレス ドライヤーの有効エネルギーは 100 cfm あたり約 3 ～ 4.5 kW になります。これは冷却乾燥空気のコストの数倍です。-

対照的に、加熱式送風機乾燥剤乾燥機は、ヒーターと送風機の電力の一部と引き換えに、わずか約 0 ～ 3% のパージ損失を実現し、大きな廃棄物の発生源を削減します。加熱式送風乾燥機は通常、10 年間にわたって非加熱ユニットよりも総所有コストを大幅に削減できます。-

冷凍式乾燥機は運転コストが最も低く、おおよその描​​画が可能です。100 scfm あたり 0.6 ～ 0.8 kWフルロード時。 +3 度～+10 度の露点のみを必要とする用途の場合、使用しない乾燥剤-レベルの乾燥にお金を払う理由はほとんどありません。露点要件を満たしつつ、エネルギー消費が最も少ないテクノロジーを選択してください。次に、コミットする前にメーカーの仕様シートでパージと電力のデータを確認してください。-

冷凍式乾燥機とデシカント式乾燥機の組み合わせが合理的な場合

プロセスで本当に氷点下の露点（クラス 1 ～ 3）が必要であるが、スタンドアロンの乾燥剤ユニットによる完全なパージのペナルティを回避したい場合は、{0}複合乾燥機評価する価値がある。複合ユニットは、まず冷却ステージに空気を流し、水分の大部分を凝縮して排出し、次に小さな乾燥剤ステージに通して空気を目標露点まで磨きます。

冷却ステージでは水分負荷の約 85 ～ 88% が除去されるため、乾燥剤ステージで捕捉して再生する水分ははるかに少なくなります。としてハイブリッド冷凍/乾燥剤乾燥機に関する空気のベストプラクティスを遵守、乾燥剤処理前に圧縮空気を冷凍に通すことで、露点 -40 度に到達するコストが大幅に削減されます。複合ドライヤは一般に、スタンドアロンのヒートレス乾燥剤システムよりもはるかに少ないパージ空気とエネルギーの使用で、圧力露点が -40 度以下になります。

製薬、エレクトロニクス、寒冷地の屋外配管など、光熱費をかけずに深い乾燥が必要な用途では、冷蔵ユニットと乾燥剤ユニットを組み合わせたものが露点性能と運転コストの間で最適な点となることがよくあります。-

エアドライヤーのサプライヤーに求められる資質

メーカーを評価する販売代理店または調達チームにとって、機器の仕様は方程式の半分にすぎません。サプライヤーの認証情報によって、乾燥機が実際に仕様どおりに動作するか、クリーンな状態で出荷されるか、設置後のサポートが継続されるかが決まります。ソラントの輸出市場へのサービス提供の経験は、バイヤーが手遅れになるまで一貫してアンダーウェイトとする基準を浮き彫りにしています。

圧縮空気処理サプライヤーを精査するときは、このチェックリストを使用してください。

最も信頼できるサプライヤーとは、品質システム (ISO 9001)、製品コンプライアンス (該当する場合は CE/PED)、および独立したテスト証拠による ISO 8573-1 に対する性能証明という 3 つの柱をすべて同時に示すことができるサプライヤーです。異なるモデルの証明書、クラス番号のない「認定済み」という漠然とした主張、またはテスト文書がない場合は、監査可能な記録を持つサプライヤーに誘導する危険信号です。

⚠️警告:高効率の-油分除去-凝集プレフィルター-なしで乾燥剤乾燥機を運転しないでください。コンプレッサーの潤滑剤がキャリーオーバーすると、乾燥剤媒体が覆われて細孔が詰まり、数週間以内にその吸着能力が永久に破壊されます。

コンプレッサー用のエアドライヤーを選択する際のよくある間違い

善意で選択したとしても、小さな間違いで失敗する可能性があります。-提案された乾燥機を検討するときは、次の落とし穴に留意してください。

• 馬力または銘板に合わせたサイジング動作圧力でのコンプレッサーの実際の自由空気供給の代わりに。
• CFM と SCFM/ACFM の混合、容量計算を静かに変更します。
• ピーク需要と将来の成長を無視すると、実際に発生する負荷ではなく、平均的な使用に合わせて乾燥機のサイズを決定します。
• 忘却補正係数, そのため、紙の上では十分に大きく見える乾燥機でも、夏には小さすぎることがわかります。
• 部屋の状況を見渡す、高温で換気されていないコンプレッサー室に冷凍式ドライヤーを設置すると、その能力が低下します。
• 初期費用の安さで選ぶ10 年間のエネルギーとメンテナンスのコストを比較する必要はありません。-
• 事前濾過のバイパス-乾燥剤を使用した乾燥機では媒体が破壊され、乾燥性能が損なわれます。

購入前に選択フレームワークを構築する

コンプレッサーに適したエアドライヤの選択は、自由空気供給、作動圧力、入口温度と周囲温度、必要な圧力露点などの入力を定義すれば、解決可能なエンジニアリング上の問題になります。これら 4 つの数値から、テクノロジーを特定し、補正係数を使用してユニットのサイズを決定し、運用コストを見積もり、客観的なチェックリストに照らしてサプライヤーを評価できます。ブランド名 - ではなく、このフレームワーク - を手にして購入に踏み切る読者が、最終的に最低の総コストで乾燥した信頼性の高い空気を手に入れることになるのです。

コンプレッサーの仕様を、それに適合するドライヤーの推奨事項に変換するサポートが必要な場合は、次のアプリケーション エンジニアがサポートします。溶剤処理流量、圧力、露点の要件を検討し、施設向けの処理パッケージを設計できます。{0}