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ーα°DP型ハイグロマスターとアフタークーラーの違い

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当社の冷却式除湿装置、―α°DP型ハイグロマスター
「一般工場でのドレントラブルの要因は外気冷却が大きい。」
「一般工場で使用されるエアー(圧縮空気)は外気温度以下まで冷却されていればドレントラブルは予防できる。」
というコンセプトにより開発された専用のクーリングタワー(冷却塔)からの冷却水を使用して外気温度以下まで圧縮空気の冷却除湿を行う装置です。
一般的な大型空気圧縮機(コンプレッサー)も圧縮熱により上昇した圧縮空気を冷却するためにクーリングタワーからの冷却水を使用して圧縮空気を冷却を行います。この冷却の際に使用される冷却器(熱交換器)はアフタークーラーと呼ばれます。
このコラムではクーリングタワーで冷却する―α°DP型ハイグロマスターと一般的なアフタークーラーの違いについて説明します。

どちらもクーリングタワーで冷却を行いますが、―α°DP型ハイグロマスターとアフタークーラーの大きな違いは「冷却効率」と「セパレーターの有無」です。
―α°DP型ハイグロマスターは効率よく冷却し、凝縮したドレン(水滴)をセパレーターで確実に分離することでクーリングタワーによる冷却で圧縮空気の除湿を行うことができます。

冷却効率

1.アフタークーラーより低い温度で冷却する
 クーリングタワーは循環する水の一部が蒸発するときの気化熱(蒸発熱)を利用して冷却水の温度を下げる設備です。水が連続で蒸発するよう一定の流速で空気を流したときの水の温度を湿球温度といい、湿球温度は気化熱の分だけ外気温度(外気乾球温度)より低い温度となります。湿度が低ければより多く水が蒸発するため湿球温度は低くなり、湿度が高ければ湿球温度は高くなります。
Coolingtower.jpg
 クーリングタワーを循環する冷却水温度は熱交換器による熱負荷のない状態ではその原理上湿球温度となります。つまり、熱交換器の発熱量に対してクーリングタワーの放熱量が充分大きければ湿球温度に近接した温度の冷却水を得ることができます。一般的なアフタークーラーでは圧縮機(コンプレッサー)との兼ね合いもあるため、湿球温度の高低に関わりなく冷却水温度は32℃程度となるようクーリングタワーのファンの発停などのコントロールが行われています。
 一方―α°DP型ハイグロマスターは、ファンを連続運転し冷却水が湿球温度に近接した状態で循環するように設計されており、湿球温度が常に外気温度より低いという関係性から、外気温度よりα℃低い露点温度を実現しています。
 このように―α°DP型ハイグロマスターはアフタークーラーと比較して低い冷却水温度で運転するため、アフタークーラーや他の熱源機器の冷却水を分岐して使用するのではなく、クーリングタワーを専用にする必要があります。

2.高効率の熱交換器で冷却する
―α°DP型ハイグロマスターはアフタークーラーで使用する一般的な熱交換器より高効率な熱交換器を採用しています。効率が高い熱交換器であれば冷却水温度に近接した温度まで圧縮空気を冷却することができます。

 こうして―α°DP型ハイグロマスターはアフタークーラーと比較して低い温度の冷却水と高効率の熱交換器により、通常40℃程度で設計されるアフタークーラーより低い外気温度以下まで圧縮空気を冷却しています。アフタークーラーより装置が大きくなりますが、他の冷凍式や冷却式除湿機など冷凍機を使用する除湿機と比較すると運転コストは数分の1で済みます。

セパレーター

 冷却により発生した凝縮水(ドレン)と空気を分離するのがセパレーターです。 圧縮空気中の水蒸気が冷却により凝縮すると霧状(ミスト状)のドレンとなります。アフタークーラーでも冷却によりドレンが発生しますが、セパレーターがないため冷却後の圧縮空気中に霧状のドレンを含んでおり冷却した温度=露点温度となることはありません。このため、アフタークーラーで圧縮空気温度を外気温度以下まで冷却してもドレントラブルの原因となることがあります。
-α°DP型ハイグロマスターでは霧状のドレンを確実に分離するセパレーターを具備しており、冷却した温度とほぼ一致した露点温度の圧縮空気を得ることができます。

おわりに

一般的なアフタークーラーでは温度の高い順に並べると
圧力下露点温度>圧縮空気冷却温度>冷却水温度>外気温度>外気湿球温度
となるため、圧力下露点温度が外気温度を上回り、この圧縮空気を工場に送気するとドレントラブルの原因となります。
-α°DP型ハイグロマスターは高い冷却効率と除沫性能に優れたセパレータにより
外気(乾球)温度>圧力下露点温度=圧縮空気冷却温度>専用クーリングタワー冷却水温度>外気湿球温度
となることで外気温度以下の圧力下露点温度を得ることができます。
一般用工場エアー(圧縮空気)では外気による冷却でドレントラブルが発生することが多いため、外気温度以下の露点温度まで除湿されていればドレントラブルを防止することができます。このように―α°DP型ハイグロマスターは外気冷却に対して有効な除湿をクーリングタワーの冷却水を使用して行うことができます。

ハイグロマスターはお客様の仕様に合わせて製作いたします。お問い合わせはこちらから。
冷却式除湿機の基本構造についてさらに知りたい方は冷却式(冷凍式)除湿装置の構成要素をご覧ください。
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