Sécheurs d'air
L'humidité pouvant avoir des effets aussi importants et coûteux sur votre circuit d'air comprimé, vos équipements et vos produits finaux, le séchage est de la plus haute importance, ce qui fait des sécheurs un élément essentiel de toute stratégie de traitement d'air.
Cependant, l'air de séchage utilise de l'énergie … et l'énergie coûte de l'argent. Plus vous séchez l'air, plus vous avez besoin d'énergie. C'est pourquoi il est essentiel de trouver la technologie qui répond non seulement à vos exigences en matière de qualité de l'air (à la fois celles de la norme ISO 8573-1 et celles qui garantissent la protection de votre circuit d'air comprimé et de vos équipements), mais également de réduire vos coûts d'exploitation.
La meilleure façon (et la plus simple) de choisir la technologie de sécheur optimale pour votre exploitation est de déterminer les exigences en matière de point de rosée de votre application.
Si elle est inférieure à 3 °C (37.4 °F), vous devrez probablement utiliser un sécheur par adsorption. Ils peuvent atteindre des PDP de -40°C, ce qui les rend adaptés pour fournir de l'air très sec pour les applications plus critiques.
Alors découvrons un peu mieux ces différents types de sécheurs.
Sécheurs frigorifiques (ou réfrigérés)
En fait, ces sécheurs (qui peuvent être refroidis par air ou par eau) refroidissent l'air chaud et humide provenant du compresseur. Lorsque la température chute, l'humidité se condense et peut être purgée de l'air comprimé à l'aide d'une purge d'eau.
Ensuite, l'air comprimé est réchauffé dans l'échangeur de chaleur air-air par l'air entrant à température ambiante afin de s'assurer qu'aucune condensation ne se forme à l'extérieur du système de tuyauterie. Cet échange de chaleur entre l'air comprimé entrant et sortant réduit également la température de l'air comprimé entrant et, par conséquent, la capacité de refroidissement requise du circuit de réfrigérant.
Nous faisons également la différence entre les sécheurs frigorifiques non cycliques, cycliques et VSD.
Sécheurs non cycliques : Le terme « non cyclique » signifie que ces sécheurs font fonctionner le compresseur frigorifique en permanence et utilisent une vanne de dérivation de gaz chaud pour rediriger le réfrigérant, même en condition de charge totale.
Ils constituent un excellent point de départ pour tous ceux qui cherchent à améliorer la qualité de leur air comprimé tout en achetant un budget. Les sécheurs non cycliques sont des machines très simples et fiables et offrent un minimum d'options pour simplifier leur conception et leur fonctionnement. Ce type de sécheur frigorifique est très abordable car il présente le coût d'investissement initial le plus bas tout en fournissant de l'air comprimé sec et propre.
Les sécheurs non cycliques sont simples à installer et faciles à utiliser, ce qui en fait la référence du marché en matière de performances, de qualité et de capacité à fournir les résultats souhaités. Ils sont idéalement associés à n'importe quel compresseur d'air rotatif à vis, tandis qu'une version haute température est préférée et recommandée pour une utilisation avec n'importe quel compresseur à pistons. Comme son nom l'indique, le terme « non cyclique » signifie que le sécheur fonctionne en permanence, quelle que soit la charge d'air comprimé entrant dans le sécheur. Par conséquent, ils sont moins économes en énergie que les autres options.
Sécheurs cycliques : Contrairement aux versions non cycliques, les sécheurs cycliques utilisent des équipements supplémentaires tels que des contrôleurs de masse thermique ou de fréquence. Cela leur permet d'activer et de désactiver cette fonction en fonction de la demande d'air comprimé entrant dans le sécheur. Cela les rend plus économes en énergie.
Sécheurs VSD : Pour les opérations dont la demande d'air varie, les sécheurs utilisant un entraînement à vitesse variable (VSD) offrent de loin les coûts d'exploitation les plus bas et, par conséquent, le coût de possession le plus bas. Comme la vitesse du moteur du compresseur intégré au sécheur s'adapte automatiquement à la demande d'air, vous verrez vos dépenses en énergie considérablement réduites.
Conseil : les avantages des sécheurs intégrés
Lorsque vous avez la possibilité de choisir entre un sécheur intégré dans le capot du compresseur ou un modèle autonome, il est souvent plus intéressant d'utiliser la version intégrée.
Un sécheur intégré permet de gagner de l'espace, ce qui est souvent un produit précieux dans les salles des compresseurs et les ateliers. En outre, les sécheurs intégrés réduisent les coûts d'installation tout en offrant une solution compacte, silencieuse et pratique pour vos besoins en air comprimé.
Sécheurs par adsorption
Dans un sécheur, l'air comprimé s'écoule sur ce matériau hygroscopique (tel que le gel de silice, les tamis moléculaires ou l'alumine activée) et est ainsi séché. L'échange de vapeur d'eau de l'air comprimé humide dans le dessiccant provoque la saturation progressive du matériau en humidité adsorbée. En conséquence, il doit être “régénéré” régulièrement (c’est-à-dire vidangé de l’eau) pour regagner sa capacité de séchage.
C'est pourquoi les sécheurs d'air par adsorption sont généralement construits avec deux réservoirs de séchage : le premier sèche l'air comprimé entrant tandis que le second est régénéré. Une fois ce processus terminé, les deux réservoirs (également appelés « tours ») permutent les tâches.
Il existe quatre manières de régénérer le dessiccant et la méthode utilisée détermine le type de sécheur par adsorption. Les types plus économes en énergie réduisent vos coûts d'exploitation mais sont généralement plus complexes et, par conséquent, plus coûteux à acheter.
Sécheurs par adsorption à régénération par purge (« sécheurs sans chaleur ») : Ces sécheurs sont mieux adaptés aux débits d'air plus faibles. Le processus de régénération s'effectue à l'aide d'air comprimé dilaté (« purgé ») et nécessite environ 15 à 20 % de la capacité nominale du sécheur à une pression de service de 7 bar(e).Sécheurs à régénération par purge chauffée : Ces sécheurs réchauffent l'air de purge dilaté au moyen d'un réchauffeur d'air électrique et limitent donc le débit de purge requis à environ 8 %. Ce type de sécheur utilise 25 % d'énergie en moins que les sécheurs sans chaleur.Sécheurs régénérés par surpresseur : L'air ambiant est soufflé sur un réchauffeur électrique et mis en contact avec le dessiccant humide afin de le régénérer. Une petite partie du débit d'air en sortie est ensuite dilatée sur le dessiccant chauffé pour le refroidir à nouveau. Avec ce type de sécheur, seul de l'air comprimé de 2 à 3 % est utilisé pour régénérer le dessiccant. Avec les sécheurs les plus avancés de cette gamme, aucune purge n'est gaspillé. Ces sécheurs zéro perte attrapent la purge qui a été utilisée pour régénérer la tour saturée et qui est ramenée à l'entrée du sécheur. Pour ces sécheurs, la consommation d'énergie est inférieure de 40 % à celle des sécheurs sans chaleur.Sécheurs à chaleur de compression (sécheurs « HOC ») : Dans les sécheurs HOC, le dessiccant est régénéré à l'aide de la chaleur disponible du compresseur. Au lieu d'évacuer la chaleur de l'air comprimé dans un refroidisseur final, l'air chaud est utilisé pour régénérer le dessiccant. Ce type de sécheur peut fournir un point de rosée sous pression typique de -20°C sans énergie nécessaire. Un point de rosée inférieur peut également être obtenu en ajoutant des réchauffeurs supplémentaires.
Un type révolutionnaire de sécheur par adsorption
Les sécheurs par adsorption classiques utilisent des milliers de minuscules billes de dessiccant pour sécher l'air. Bien que cette technologie soit efficace, elle présente également des inconvénients. Par exemple, pousser l'air comprimé à travers ce labyrinthe de perles nécessite un peu d'énergie. En outre, le dessiccant se décompose, créant ainsi une poussière fine présentant un risque pour la santé et l'environnement. Enfin, les billes en décomposition peuvent également réduire la qualité de l'air et nécessiter un entretien fréquent.
Atlas Copco a corrigé ces inconvénients avec l'introduction de Cerades™, le premier dessiccant solide au monde. Les sécheurs à dessiccant Cerades consomment moins d'énergie, offrent une meilleure qualité de l'air, nécessitent moins d'entretien et éliminent les risques pour la santé et l'environnement. Au lieu de forcer l'air comprimé à traverser des milliers de billes, Cerades lui permet de circuler dans des tubes structurés droits. Comme l'air ne rencontre aucune résistance, la perte de charge est beaucoup plus faible lors de l'utilisation de ce processus et, par conséquent, il faut beaucoup moins d'énergie pour faire fonctionner le sécheur.
Mais les coûts d'exploitation beaucoup plus faibles ne sont qu'un avantage. Les sécheurs Cerades éliminent également la poussière fine créée dans les sécheurs traditionnels lorsque l'air comprimé force les billes de dessiccant à rebondir et, par conséquent, à se décomposer lentement. Si cette poussière n'est pas filtrée, elle peut contaminer l'air et l'équipement en aval. Le filtrage, en revanche, entraîne des coûts d'exploitation plus élevés. Pire encore, la poussière représente un danger pour la santé et l'environnement, car elle circule dans l'air ambiant lors du remplacement du dessiccant. Cerades se décompose à un rythme beaucoup plus lent, ce qui élimine ce problème de poussière. Cela permet de réduire encore les coûts et de fournir aux utilisateurs un air pur de classe 2 selon la norme ISO 8573-1:2010 pour les particules sans filtration supplémentaire.
Sécheurs à membrane
Ils utilisent un procédé appelé « perméation sélective » des composants gazeux de l'air. Le sécheur est un cylindre qui abrite des milliers de minuscules fibres polymères creuses avec un revêtement intérieur. Grâce à leur perméabilité sélective, ces fibres éliminent la vapeur d'eau.
Voici comment cela fonctionne. L'air comprimé humide entre dans le cylindre. Le revêtement de la membrane permet à la vapeur d'eau de pénétrer dans la paroi de la membrane et de s'accumuler entre les fibres, tandis que l'air sec continue à travers les fibres dans le cylindre à presque la même pression que l'air humide entrant. L'eau perméée est évacuée dans l'atmosphère à l'extérieur du cylindre.
Pour pouvoir éliminer l'eau expulsée du sécheur, les sécheurs à membrane nécessitent généralement une purge d'environ 12 % .
