露点值影响节能

出口(使用)露点设计(保持)越高设备越耗能?

出口露点品质须以两种方式讨论:
一. 最佳露点
二. 切换露点

一. 最佳露点

  • 当吸附剂吸附一定量之水份后,开始无法将水份完全拦截,致使部份水气逸散至出口。此时出口压缩空气之露点值开始变差,直到露点值掉到设定值时干燥机进行切换流程,压缩空气将被引导至另一再生完成干燥后之吸附槽再进行吸附。
    原吸附槽则进行水份脱附之再生流程,即将潮湿的吸附剂脱水干燥再生,使其能重复使用。
    无论以何种形式再生,理论上再生完成后之吸附剂应完全不含水份才对,因此当刚被再生完之吸附槽开始运转时,理论上出口露点品质应该非常高。
    理论上完全干燥之露点值约为 -273℃,或至少应将最佳露点保持在 -100℃ 以下才是。
    然而实际上,一般吸附式干燥机出口之最佳露点少有可达 -100℃ 以下,甚或 -70℃ 以下亦触不可及。

  • 上述原因主要是吸附剂脱附再生时未把污染完全隔离:
    1. 外气加热:
    利用鼓风机将环境空气加热升温,环境空气本身含有水份。加热温度越高,这些水份停留在设备内部的机率越低。然而加热温度需考虑设备的耐热度,此设计上之限制影响,外气加热时虽然仅有极少量的水气残留,出口露点品质依然会受到影响。
    相较之下,利用 CDA 加热再生则污染疑虑可再降低许多。
    2. 循环冷却:
    鼓风机搭配热交换器,利用密闭循环将吸附剂冷却。
    因为是刚性的密闭空间,当温度降低时循环的环境将产生真空,管路、阀件之密闭性将产生考验,热交换器、加热器等亦有泄漏之疑虑,而最大的泄漏来源在于「鼓风机」。
    因泄漏,环境水气将快速扩散至干燥的设备内部。因此循环冷却设计,水气之污染甚难避免。因此业者会利用「加热冷却反向」的方式将污染源移至吸附上游以尽量减少对出口露点品质之冲击。然而无论如何规避,水气污染的问题依然存在。

  • 利用 CDA 冷却可大幅降低冷却污染之疑虑,然相对付出的成本必定较高,使用则必须评估其中之利弊、得失。

  • 上述可归纳出第一阶段之结论:
    无论加热或冷却流程使用压缩干燥空气进行再生流程会比利用鼓风机进行再生的出口露点品质佳。
    但以气体制造费用的成本考量压缩比 8 与 1.1(空压机出口 7㎏ / cm2 与鼓风机净压 1000 mmH2O 比较 )的制造成本相差 15 ~ 25 倍。故而「出口品质只要合乎要求即可,追求高露点必将消耗更多能源」。这是一般的思考模式。然而却忽略了「吸附效率」这项重点。同批同样的吸附剂,当再生完成后一边 -60℃,一边 -100℃。令其对同样入口条件的饱和压缩空气进行吸附,同样在 -40℃ 时切换。两边切换(吸附)的时间必定不同。若一边吸附时间为 6 小时,一边吸附时间为 8 小时,即两边吸附效率相差 25%。
    上述另一种表达方式为:-60℃ 的干燥机一天需再生 4  次,但 -100℃ 的干燥机一天只须再生 3 次。

  • 若将「吸附效率」因素列入评估,我等可发现其中尚有很大讨论空间,绝不可将高露点与高耗能画上「=」号。

二. 切换露点:-40℃ 与 -70℃ 切换何者较节能?

  • 毋庸置疑的 -40℃ 当然比 -70℃ 节能。但是有谁能提供运转数据,了解两种模式的节能比例为何(?%)?
    干燥机长时间维持在高质量(高露点)的状态下运转,吸附效率会提高,待机时间会拉长,机台相对稳定。反之则运转状况不如前述。

  • 上述若实际节能效率相差 20% 以上,当然成效卓著。
    然而若加入运转稳定因素、吸附效率、压缩干燥空气品质对气动系统及产品良率之影响,亦或实际节能相差在 10%以内时,节能与系统稳定间,须用心评估且作重大的抉择。
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