A UNA GUÍA DE SECADORES
Los secadores son su línea de defensa más importante contra la humedad en el aire comprimido y, por tanto, contra la corrosión dañina y los microorganismos peligrosos.
La tecnología adecuada puede salvaguardar eficazmente su sistema y sus productos finales y, por tanto, ahorrarle muchos problemas y costes.
Evidentemente, sería fácil utilizar simplemente los secadores más eficaces, es decir, los que pueden ayudarle a cumplir los requisitos de calidad del aire más estrictos, para proporcionar a su sistema una protección óptima.
Sin embargo, esa no es una opción económicamente viable porque el secado del aire requiere energía … y la energía cuesta dinero. Esto significa que cuanto más se seca el aire, más energía se necesita y más suben los costes de funcionamiento. Además, en muchos casos, no tendrá que cumplir estas normas y bastará con un uso limitado de los secadores para proteger su sistema y equipos de aire comprimido.
Por ello, su objetivo debe ser encontrar el equilibrio óptimo entre el cumplimiento de los requisitos de calidad del aire y la reducción de los gastos.
Así que veamos sus opciones.
Los secadores frigoríficos son el tipo más común de secador. Constan de un intercambiador de calor aire-aire y otro aire-refrigerante. Eliminan la humedad del aire comprimido mediante la condensación.
Los secadores frigoríficos pueden estar refrigerados por aire o por agua. Enfrían el aire caliente y húmedo que sale del compresor. En la primera etapa, esto ocurre en el intercambiador de calor aire-aire y en la segunda etapa en el intercambiador de calor aire-refrigerante. A medida que la temperatura desciende, la humedad contenida en el aire se condensa y puede ser drenada del aire comprimido con la ayuda de un drenaje de agua.
A continuación, el aire comprimido se recalienta hasta alcanzar la temperatura ambiente en el intercambiador de calor aire-aire para reducir la PRP del flujo de salida. Esto evita la formación de condensación en el exterior del sistema de tuberías. Este intercambio de calor entre el aire comprimido entrante y el saliente también reduce la temperatura del aire comprimido entrante y, por lo tanto, reduce la capacidad de refrigeración necesaria del circuito de refrigerante.Para que sea eficaz, la humedad relativa del aire comprimido debe ser inferior al 50%.
También distinguimos entre secadores frigoríficos no cíclicos, cíclicos y VSD.
Secadoras no cíclicos: El término “no-cíclico” significa que estos secadores hacen funcionar el compresor de refrigeración de forma continua y utilizan una válvula de derivación de gas caliente para redirigir el refrigerante incluso en condiciones que no son de plena carga.
Los secadores no cíclicos son una buena solución para las operaciones que esperan mejorar la calidad de su aire comprimido manteniendo bajos los costes de inversión. Se trata de máquinas muy sencillas y fiables que cuentan con un mínimo de opciones para simplificar tanto su diseño como su funcionamiento. En resumen, estos secadores frigoríficos presentan el menor coste de inversión inicial al tiempo que proporcionan aire comprimido seco y limpio.
Los secadores no cíclicos son fáciles de instalar y sencillos de manejar, lo que los convierte en el estándar en términos de rendimiento, calidad y capacidad de ofrecer los resultados deseados. Son ideales para cualquier compresor de aire de tornillo rotativo, mientras que la versión de alta temperatura es preferible y recomendable con cualquier compresor de pistón. Como su nombre indica, “no-cíclico” significa que el secador funcionará continuamente, independientemente de la carga de aire comprimido que entre en el secador. Por lo tanto, son menos eficientes energéticamente que otras opciones.
Secadores cíclicos: A diferencia de las versiones no cíclicas, los secadores cíclicos utilizan elementos adicionales como masa térmica o reguladores de frecuencia. Esto les permite encenderse y apagarse en función de la demanda de aire comprimido que llega al secador. Esto los hace más eficientes energéticamente.
Aunque los secadores cíclicos son más caros, su mayor eficiencia se traduce en menores costes del ciclo de vida – especialmente para operaciones con una demanda de aire fluctuante. Son muy fiables y ofrecen la comodidad de una fácil instalación, un tamaño reducido y un bajo nivel sonoro.
Secadores VSD: Si la demanda de aire es fluctuante, los secadores con accionamiento de velocidad variable (VSD) ofrecen los costes de funcionamiento más bajos y, por tanto, también el menor coste de propiedad. En este caso, la velocidad del motor del compresor integrado en el secador se ajusta automáticamente a la demanda de aire y, por tanto, reduce drásticamente los gastos de energía.
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Consejo: Las ventajas de los secadores integrados
Puede elegir entre un secador integrado en la cubierta del compresor o un modelo independiente. En ese caso, la versión integrada suele ser la mejor solución.Un secador integrado ahorra espacio, que suele ser un bien preciado en las salas de compresores y en los talleres. También reduce los costes de instalación y ofrece una solución pequeña, más silenciosa y cómoda para sus necesidades de aire comprimido.
Un desecante es un material que absorbe la humedad. Uno de los desecantes más conocidos es el gel de sílice que contienen las bolsitas que se incluyen en los envases de los productos para mantenerlos secos.También denominado material higroscópico, el desecante se utiliza en los secadores para adsorber la humedad contenida en el aire comprimido. El aire fluye sobre el material, desprende su humedad y se seca.
Hay dos tipos principales de desecantes. Tradicionalmente, los secadores desecantes han utilizado miles de pequeñas perlas para secar el aire. Ahora, sin embargo, Atlas Copco ha introducido Cerades™, un innovador desecante estructurado que hace que los secadores sean mucho más eficientes y ofrece otras ventajas. Puede obtener más información sobre Cerades a continuación.
El intercambio de vapor de agua del aire comprimido húmedo con el desecante hace que el material se sature gradualmente con agua adsorbida. Como resultado, el material higroscópico tiene que ser regenerado regularmente para recuperar su capacidad de secado.
Por ello, los secadores de aire por adsorción suelen estar diseñados con un par de recipientes de secado: El primero seca el aire comprimido entrante mientras el segundo se regenera. Una vez finalizado este proceso, los dos recipientes (también denominados “torres”) cambian de tarea.Hay cuatro formas de regenerar el desecante. El método utilizado determina el tipo de secador de adsorción. Los tipos más eficientes desde el punto de vista energético suelen ser más complejos y, por tanto, también más caros.
Secadores de adsorción regenerados por purga (“secadores regenerados en frío”): Estos secadores son los más adecuados para los caudales de aire más pequeños. Su proceso de regeneración tiene lugar con la ayuda de aire comprimido expandido (“purgado”) y requiere aproximadamente el 15-20% de la capacidad nominal del secador a una presión de trabajo de 7 bar(e).
Secadores regenerados por purga caliente: Estos secadores calientan el aire de purga expandido mediante un calentador de aire eléctrico y, por lo tanto, limitan el flujo de purga necesario a alrededor del 8%. Este tipo consume un 25% menos energía que los secadores regenerados en frío.
Secadores regenerados por soplante: El aire ambiente se sopla sobre un calentador eléctrico y se pone en contacto con el desecante húmedo para regenerarlo. Una pequeña parte del aire saliente, aproximadamente el 3%, se utiliza para enfriar las perlas calentadas y eliminar el vapor de agua. El resultado es un consumo de energía un 40% menor que el de los secadores regenerados en frío.
Secadores reactivados por el calor de la compresión (secadores “HOC”): En los secadores HOC, el desecante se regenera utilizando el calor disponible del compresor. En lugar de evacuar el calor del aire comprimido en un refrigerador posterior, el aire caliente se utiliza para regenerar el desecante. Este tipo de secador puede proporcionar un punto de rocío a presión típico de -20°C sin necesidad de añadir energía. También se puede obtener un PRP más baja añadiendo calentadores adicionales.
Como hemos aprendido, normalmente se necesita un secador de adsorción para alcanzar bajos puntos de rocío a presión y cumplir las normas de calidad del aire más estrictas.
Aunque los secadores tradicionales hacen su trabajo, tienen algunos inconvenientes. Por ejemplo, contienen miles de pequeñas perlas de desecante.
Empujar el aire comprimido a través de esta masa de perlas para secarla requiere bastante energía. Además, el desecante puede descomponerse, creando un polvo fino que es un peligro para la salud y el medio ambiente. Por último, las perlas en descomposición también podrían provocar una reducción de la calidad del aire. Otro inconveniente de los secadores que utilizan perlas es que requieren un mantenimiento frecuente.
Ahora, Atlas Copco ha abordado estos inconvenientes con la introducción de Cerades™ – el primer desecante sólido del mundo.
Los secadores Cerades consumen menos energía, ofrecen una mejor calidad de aire, requieren menos mantenimiento y eliminan los riesgos para la salud y el medio ambiente.
En lugar de forzar el aire comprimido a través de miles de perlas, Cerades permite que fluya a través de tubos estructurados rectos. Como el aire no encuentra resistencia, la caída de presión es mucho menor y, como resultado, se requiere mucha menos energía para hacer funcionar el secador.Pero los costes de funcionamiento mucho más bajos son sólo una de las muchas ventajas.
Los secadores Cerades eliminan el polvo fino que se crea en los secadores tradicionales cuando el aire comprimido obliga a las perlas de desecante a rebotar y, como resultado, a descomponerse gradualmente. Si ese polvo no se filtra, puede contaminar el aire y los equipos posteriores. La eliminación de estas partículas de polvo se traduce en mayores costes de funcionamiento.
Lo peor de todo es que este polvo es un peligro para la salud y el medio ambiente porque circula en el aire ambiente cuando se sustituye el desecante.
Como Cerades se descompone a un ritmo mucho más lento, elimina este problema del polvo. Esto reduce aún más los costes y ofrece a los usuarios la pureza del aire ISO 8573-1:2010 Clase 2 en partículas sin ninguna filtración adicional.
Además, la ausencia de rebotes hace que Cerades sea resistente a las vibraciones, lo que permite su montaje horizontal y garantiza un funcionamiento continuo en aplicaciones rigurosas, por ejemplo en la industria del transporte.
Estos secadores son silenciosos, fáciles de manejar, no tienen partes móviles, consumen poca energía y requieren un servicio mínimo (principalmente los filtros antes del secador).
Utilizan un proceso llamado “permeación selectiva” de los componentes gaseosos que contiene el aire. El secador consiste en un cilindro que alberga miles de diminutas fibras de polímero huecas con un revestimiento interior. Gracias a su permeabilidad selectiva, estas fibras eliminan el vapor de agua.Así es como funcionan los secadores de membrana: Cuando el aire comprimido húmedo entra en el cilindro, el revestimiento de la membrana permite que el vapor de agua atraviese la pared de la membrana y se acumule entre las fibras. Mientras tanto, el aire seco sigue atravesando las fibras del cilindro casi a la misma presión que el aire húmedo entrante. El agua permeada se expulsa a la atmósfera fuera del cilindro.
La temperatura y la humedad del aire entrante definen el rendimiento de la membrana. En lugar de proporcionar un punto de rocío fijo a la salida, proporcionan una supresión del punto de rocío. Su diseño es muy sencillo y fiable. No tienen componentes móviles, lo que las hace 100% libres de mantenimiento. Sin embargo, el consumo medio de purga de este tipo de secadores se sitúa en torno al 12%.
Calcule la humedad de su aire
Refrigeradores posteriores y purgas
Además de su secador, también puede necesitar un refrigerador posterior. ¿Qué es eso?
Un refrigerador posterior es un intercambiador de calor que enfría el aire comprimido caliente para precipitar el agua que, de otro modo, se condensaría en el sistema de tuberías. Tanto los refrigeradores posteriores refrigerados por agua como por aire están equipados con un separador de agua con drenaje automático. Los refrigeradores posteriores deben colocarse cerca del compresor.
Los separadores de agua recogen aproximadamente el 80-90% del agua de condensación. Un valor común para la temperatura del aire comprimido después de pasar por el refrigerador posterior es de aproximadamente 10˚C por encima de la temperatura del refrigerante. Sin embargo, esto puede variar dependiendo del tipo de refrigerador. En prácticamente todas las instalaciones fijas se utiliza un refrigerador posterior.
Todos los compresores Atlas Copco están equipados con un refrigerador posterior. Sin embargo, las instalaciones con temperaturas ambiente extremadamente altas pueden necesitar una refrigeración adicional. Los refrigeradores posteriores adicionales evitan que el exceso de humedad entre en su sistema de aire comprimido.
Las purgas son otra parte importante de los sistemas de aire comprimido. Sin embargo, a menudo se ignoran, lo que puede ser un error muy costoso.
Mientras que los otros equipos de tratamiento de aire pueden capturar la humedad de su sistema de aire, son las purgas las que se encargan de expulsarla del sistema.Las purgas pueden instalarse en muchos lugares diferentes – desde los secadores o refrigeradores posteriores hasta los filtros y el punto de uso.
Para proteger su sistema de forma óptima, Atlas Copco ofrece una amplia gama de purgas de alta calidad. Estas son sus diferentes opciones:
Purgas automáticas: Estos drenajes eliminan el agua que se acumula en el punto más bajo del sistema de aire comprimido. Además de realizar el trabajo de forma automática, su diseño patentado también garantiza que sólo se requiera un mantenimiento mínimo.
Purgas temporizadas: Estos purgadores eliminan el condensado mediante una válvula solenoide en combinación con un temporizador electrónico. Permiten a los operadores preseleccionar el tiempo y la duración de los ciclos de drenaje. Esto minimiza la pérdida de aire comprimido. Los purgadores con temporizador son una solución rentable, compacta, fácil de instalar y totalmente automática.
Purgas electrónicas: Una función de drenaje inteligente supervisa la acumulación de condensado y sólo lo elimina cuando es necesario. Esto ayuda a evitar pérdidas innecesarias de aire comprimido.
¿Se puede utilizar la sobrecompresión?
La sobrecompresión puede ser el método más sencillo para secar el aire comprimido. Se trata de un proceso en el que el aire se comprime primero a una presión superior a la de trabajo prevista. Como resultado, la concentración del vapor de agua aumenta.
A continuación, el aire se enfría y, como resultado, se separa el agua. Por último, se deja que el aire se expanda hasta alcanzar la presión de trabajo, lo que da lugar a un menor PRP.
Entonces, ¿la sobrecompresión es para usted? Depende. Como este proceso consume mucha energía, sólo es adecuado para caudales de aire muy pequeños antes de que los costes sean prohibitivos.
Cómo eliminar correctamente el condensado
Si utiliza tecnología de inyección de aceite, el condensado incluirá restos de aceite. En ese caso, debe saber cómo eliminar correctamente el condensado de forma responsable para no infringir ninguna ley medioambiental.
Las diminutas partículas de aceite que contiene el condensado no son visibles a simple vista. Aun así (o más bien, por eso) requieren una eliminación adecuada. Hacerlo de forma incorrecta perjudicaría al medio ambiente y podría acarrear multas y una pérdida de reputación.
Cualquiera que haya visitado un centro de reciclaje en los últimos años o haya seguido la abundancia de nuevas normativas medioambientales, sabe que hay muchas normas relativas a la eliminación de residuos, así que no deje que su suministro de aire comprimido le deje expuesto a violar alguna de ellas.
Dé un paseo alrededor de sus equipos de aire comprimido: debería poder ver los desagües de condensado que salen de la parte trasera de los compresores y secadores. Compruebe hacia dónde van las tuberías. Lo ideal es que todos vayan a un separador de agua y aceite y, a continuación, a un desagüe de residuos.
Si van directamente de un desagüe al suelo o simplemente a un contenedor de plástico estándar, esto debería levantar una bandera roja. Los separadores de agua y aceite son muy fáciles de instalar. Tenga en cuenta que, incluso con el equipo correcto, hay muchas normas diferentes sobre la eliminación de condensados y las reglas pueden variar de una región a otra.
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