Die wesentliche Trocknungsmethode bei der Kondensation ist die Kältetrocknung. Diese Methode nutzt die physikalische Eigenschaft von Luft, die bei kälteren Temperaturen weniger Wasser aufnehmen kann. Das bedeutet, dass der Feuchtigkeitsgehalt der Luft reduziert werden kann, indem die Temperatur der Luft abgekühlt wird. Dies wird durch ein Kältemittel in einem Wärmetauscher realisiert. Dabei entfällt das in der Druckluft enthaltene Wasser in Form von Kondensat.
Das Funktionsprinzip ist in zwei Phasen eingeteilt, um den Wirkungsgrund des Trocknungsverfahrens zu optimieren. In der ersten Phase wird die Druckluft in einen Luft / Luft- Wärmetauscher geleitet. Hierbei wird die neu eingeführte Druckluft mit der bereits durch den Kältetrockner geströmten Druckluft gekühlt. Dabei fallen bereits ca. 70% des in der Druckluft enthaltenen Wasserdampfes als Kondensat aus.
In der zweiten Phase durchströmt die nun bereits gekühlte Druckluft einen Kältemittel / Luft- Wärmetauscher und die Druckluft wird hierbei fast bis zum Gefrierpunkt herunter gekühlt.
1 = Luft / Luft- Wärmeaustauscher 2 = Luft / Kältemittel- Wärmeaustauscher 3 = Kältemittel / Luft- Wärmeaustauscher | 4 = Kondensatableiter 5 = Kältekompressor 6 = Ausdampfer |
Bei der Adsorptionstrocknung wird die Luftfeuchtigkeit durch die unausgeglichenen molekularen Anziehungskräfte an das Trocknungsmittel gebunden. Durch die offene Porenstruktur des Adsorptionsmittels lagert sich an der Oberfläche der Wasserdampf an, ohne eine chemische Reaktion zu verursachen. Häufig wird hierfür Aluminiumoxid, Silicagel, Aktivkohle oder Molekularsiebe benutzt.
Die feuchte Druckluft fließt durch den Adsorptionsmittelbehälter A. Dabei wird die Druckluft getrocknet, indem der Wasserdampf durch die unausgeglichenen molekularen Anziehungskräfte gebunden wird. Wenn die molekularen Anziehungskräfte wieder ausgeglichen sind, muss das Mittel regeneriert werden und auf den zweiten Behälter B umgeschaltet werden. Regeneration bedeutet in diesem Fall, dass dem Adsorptionsmittel die Feuchtigkeit wieder entzogen wird. Wenn also Behälter A zur Trocknung der Druckluft benutzt wird, dann regeneriert sich Behälter B und umgekehrt.
Zu den wesentlichen Regenerationsmethoden gehören die Kaltregeneration und die Warmregeneration. Bei der Kaltregeneration wird ein Teil der getrockneten Druckluft vom Hauptstrom abgezweigt, entspannt und dann durch den Adsorptionsmittelbehälter zurückgeführt. Bei der Warmregeneration wird zusätzlich externe Wärme zum Trocknen hinzugefügt.
Der Membrantrockner nutzt die Eigenschaft, das Wasser eine speziell beschichtete Hohlfaser schneller durchdringt als die Druckluft. Der Membrantrockner besteht hauptsächlich aus einem Bündel von aus Kunststoff hergestellten und beschichteten Hohlfasermembranen. Deren Innenseite ist mit einer dünnen Schicht eines zweiten Kunststoffes beschichtet. Die Fasern sind dabei in ein Rohr eingearbeitet.
Für die richtige Funktion ist es wichtig, dass ein Konzentrationsgefälle zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Hohlfaser vorhanden ist. Dann kann die feuchte Druckluft durch das Innere der Hohlfaser fließen (Innenstrom) und dabei den enthaltenen Wasserdampf durch die Beschichtung nach außen abgeben. Ein sogenannter Spülluftstrom wird anschließend vom Hauptstrom abgezweigt und entspannt.
Durch die Entspannung hat diese Luft nun sehr wenig Feuchtigkeit und kann den vorher abgesonderten Wasserdampf aufnehmen und ungefiltert ins Freie entweichen. Dies geschieht ohne Bildung von Kondensat.
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