드라이어의 종류
압축공기 드라이어 가이드
드라이어는 압축된 공기 속의 수분을 제거하여 부식과 미생물의 위험을 방지하는 주요 장비입니다. 올바른 기술을 적용하면 시스템과 최종 제품을 효과적으로 보호할 수 있으며 비용을 절감할 수 있습니다.
물론 최고 사양의 드라이어로 시스템을 구축하여 까다로운 기준을 충족하는 것이 가장 이상적입니다. 그러나 현실적으로 항상 가능하지는 않습니다.
압축공기를 건조하는 데는 에너지가 필요하고, 에너지는 비용으로 이어지기 때문입니다. 공기를 더 많이 건조하면 운영 비용이 증가하게 됩니다.
때로는 모든 공기를 완벽하게 건조시키는 것보다 일부만 건조 처리하는 것으로도 시스템과 장비를 충분히 보호할 수 있습니다.
따라서 공기 품질 요구 사항을 충족시키면서도 비용을 관리하는 최적의 균형을 찾아야 합니다.
이를 위한 다양한 선택지를 살펴보겠습니다.
냉동식 드라이어_Refrigerated dryer
냉동식 드라이어는 가장 보편적인 드라이어 유형입니다. 일반적으로 에어/에어 열 교환방식과 에어/냉매 열 교환방식이 있습니다. 이 열 교환에서는 압축된 공기로부터 습기를 제거하기 위해 응축을 이용합니다.
이 드라이어는 공냉식과 수냉식으로 나뉘며, 컴프레서에서 나오는 따뜻하고 습한 공기를 냉각합니다. 이 과정은 냉각기와 열 교환기를 통해 이루어집니다. 공기가 냉각되면서 습기가 응결되고, 배수장치를 통해 공기에서 제거됩니다.
그 후, 공기는 다시 열을 받아 실온으로 가열되어 압력하 노점을 낮춥니다. 이 과정을 거치면 배관 시스템 외부에서 응결을 방지할 수 있습니다.
냉동식 드라이어는 공기의 상대 습도가 50% 미만이어야 효과적으로 작동합니다. 이 드라이어는 비순환, 순환, VSD 등 다양한 형태로 나뉘어질 수 있습니다.
비순환식 드라이어_Non-cycling dryer
비순환식 드라이어는 냉매 컴프레서를 지속적으로 가동하며, 부하가 100%가 아닐 때에는 핫 가스 바이패스 밸브를 활용하여 냉매의 흐름을 조절합니다. 압축 공기의 품질을 향상시키면서도 초기 투자 비용을 절감할 수 있습니다.
설계와 운전이 간단하며 옵션이 제한되어 있어 사용이 편리합니다. 비순환식 드라이어는 깨끗하고 건조한 압축 공기를 필요로 하는 조직에 적합 합니다.
비순환식 드라이어는 간편한 설치와 운영으로 성능과 품질 면에서 높은 평가를 받고 있습니다. 로터리 스크류 에어 컴프레서와 함께 사용될 때에는 어떤 제품이든 사용 가능하지만, 피스톤 컴프레서와 함께 사용될 때는 고온 버전이 권장됩니다.
"비순환" 드라이어는 항상 가동되므로 다른 제품보다 에너지 효율이 낮을 수 있습니다.
순환식 드라이어_Cycling dryer
순환식 드라이어는 비순환식 버전과는 다르게 써멀 메스나 주파수 제어기와 같은 추가 장비를 활용합니다.
이를 통해 압축 공기 수요에 따라 드라이어를 켜고 끌 수 있어 에너지를 더 효율적으로 사용할 수 있습니다. 이러한 특성으로 순환식 드라이어는 다른 제품보다 에너지 효율이 높습니다.
비록 장비 구매비용은 상대적으로 고가일 수 있지만, 순환식 드라이어는 효율성이 높아서 총 컴프레서 운영 비용을 낮춰줍니다.
특히 압축 공기 수요가 일정하지 않은 환경에서 더욱 효과적이며 설치가 간편하고 차지하는 공간이 적으며 소음도 적어 편리합니다.
인버터(VSD: Variable Speed Drive) 드라이어
VSD(인버터) 드라이어는 공기 수요가 변동적인 환경에서 가장 효율적인 장비입니다.
내장된 컴프레서의 모터 속도가 공기 수요에 따라 자동으로 조절되므로 에너지 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 따라서 VSD 드라이어는 소유 비용 면에서도 가장 경제적인 선택입니다.
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내장형 냉동식 드라이어의 장점
냉동식 드라이어는 컴프레서 캐노피에 내장된 모델과 독립형 모델이 있습니다. 내장형 냉동식 드라이어는 컴프레서 캐노피 내부에 내장되어 있기 때문에 별도의 공간이 필요하지 않아 공간 활용에 효율적입니다.
또한, 설치 비용을 절감할 수 있습니다. 공간이 한정되어 있는 공장과 같은 장소에서는 내장형 모델을 선택하는 것이 나은 옵션 일 수 있습니다.
내장형 냉동식 드라이어는 압축 공기 요건을 충족시키는 동시에, 조용하며 편리한 제품입니다.
흡착식 드라이어_Desiccant/adsorption dryer
흡착식 드라이어는 습기를 흡수하는 물질인 흡착제를 사용하여 압축 공기 속의 습기를 제거하는 기능을 합니다. 이러한 흡착제는 공기가 통과할 때 습기를 빼앗아 공기를 건조시키는 역할을 합니다.
흡착식 드라이어에는 일반적으로 두 가지 종류의 흡착제가 사용됩니다. 기존의 흡착식 드라이어는 수천 개의 미세한 겔(알갱이)을 사용하여 공기를 건조시킵니다.
그러나 Cerades™와 같은 혁신적인 제품은 흡착제를 구조화하여 효율성을 높이고 기존 제품에는 없는 많은 장점을 제공합니다.
습한 압축 공기가 흡착제에 습기를 전달하면 흡착제는 흡수된 물로 포화상태가 됩니다. 따라서 흡착제는 정기적으로 재생되어 건조 능력을 회복해야 합니다.
일반적으로 흡착식 드라이어에는 건조 용기가 두 개 포함되어 있어 한 용기가 수분을 제거하는 동안 다른 하나가 재생됩니다.
흡착식 드라이어의 타입은 흡착제를 재생하는 방법에 따라 결정됩니다. 일반적으로 네 가지 재생 방식이 있으며, 각 방식에 따라 에너지 효율이 높을수록 더 복잡하고 비쌉니다.
비가열 흡착식 드라이어: 압축공기 사용량이 적은 곳에 적합한 드라이어입니다. 재생은 팽창된(“퍼지된”) 압축 공기의 힘으로 재생하며 7bar(e)의 작동 압력에서 드라이어 공칭 용량의 15~20% 정도가 필요합니다.
가열식 퍼지 흡착식 드라이어: 전기 히터로 팽창된 퍼지 공기를 가열하여 필요한 퍼지 유량을 8% 전후로 제한하는 드라이어입니다. 이 형식은 비가열 흡착식 드라이어보다 에너지를 25% 덜 소모합니다.
블로어 가열 퍼지식 / 제로퍼지 드라이어: 공기가 전기 히터를 타고 넘으며 젖은 건조제와 접촉하여 건조제를 재생시키는 드라이어입니다. 이 때 나가는 공기의 일부(약 3%)가 가열된 겔을 식혀 수증기를 없애는 데 쓰입니다. 그 결과 이 드라이어는 에너지 소모량이 비가열 흡착식 드라이어보다 40% 적습니다.
압축열 재생 드라이어(“HOC” 드라이어): HOC 드라이어에서는 건조제가 컴프레서에서 나오는 열로 재생됩니다. 애프터 쿨러에서 압축 공기의 열이 배출되지 않고 뜨거운 공기가 건조제를 재생시킵니다. 이 드라이어 형식은 에너지를 전혀 쓰지 않고도 -20°C라는 일반적인 압력하 노점을 실현할 수 있습니다. 히터를 추가하면 압력하 노점을 더 낮출 수도 있습니다.
흡착식 드라이어는 압력 하 노점을 낮추고 까다로운 공기 품질 기준을 충족하기 위해 필수적입니다.
그러나 기존의 흡착식 드라이어에는 몇 가지 단점이 있습니다.
흡착식 드라이어는 작은 흡착제인 겔(알갱이)이 들어있는데, 이를 통해 압축 공기를 건조하는 과정에서 상당한 에너지가 필요합니다.
이러한 건조제는 분해되면서 건강과 환경에 해로운 미세 먼지를 방출할 수 있습니다. 겔이 삭으면 공기 품질이 저하되는 문제도 있습니다.
더 나아가, 주기적으로 유지보수가 필요하다는 단점이 있습니다.
구조화 흡착식 드라이어는 고체 건조제를 사용하여 공기를 건조하는 제품입니다. 아트라스콥코는 세계 최초의 견고한 데시칸트인 Cerades™를 출시하여 기존 기술의 단점을 극복했습니다.
Cerades™ 건조제를 사용한 드라이어는 에너지 소비를 줄이고, 더 깨끗한 공기의 품질을 제공하며, 유지보수가 적게 필요하며, 건강 및 환경 위험을 없애줍니다.
Cerades™는 압축공기를 수천 개의 작은 겔사이로 통과시키는 대신, 구조화된 직선 관을 통해 압축 공기를 흘려보냅니다.공기가 저항을 받지 않기 때문에 압력 강하가 적고 결과적으로 드라이어 작동에 필요한 에너지가 크게 줄어듭니다.
Cerades™는 낮은 운영 비용뿐만 아니라 다양한 장점을 제공합니다.
드라이어 설계와 성능까지 변화시킨 첫 고체 건조제 Cerades™
Cerades™는 드라이어 설계와 성능을 혁신적으로 변화시키는 세계 최초의 고체 흡착제입니다. 기존의 드라이어와는 다르게 Cerades™ 드라이어는 압축 공기가 흡착제 겔을 통과할 때 미세 먼지가 발생하지 않아 분해 속도가 더 느려집니다.
이로 인해 공기와 하류 장비의 오염 가능성이 줄어들며, 미세 먼지 입자를 제거하기 위한 추가 비용이 줄어듭니다. 또한 건조제를 교환할 때 발생하는 먼지가 대기로 방출되는 문제도 해결됩니다.
Cerades™는 빠른 충돌이 없어서 진동에 강하며, 수평으로도 설치할 수 있어서 운수업 등의 까다로운 환경에서도 중단 없이 작동할 수 있습니다.
이로써 사용자는 ISO 8573-1:2010 2등급 입자 순도를 보장받으면서 추가 필터링을 필요로 하지 않습니다.
이러한 기술은 비용을 절감하고 사용자가 더욱 안정적인 공기 품질을 유지할 수 있게 합니다.
멤브레인 드라이어는 조용하고 쉽게 조작할 수 있으며 움직이는 부품이 없어서 신뢰성이 높고 전력 소모가 적습니다. 또한 수리가 거의 필요하지 않습니다.
이 드라이어는 공기 중의 가스 성분을 선택적으로 통과시키는 기술을 사용합니다. 실린더 안에는 미세하고 속이 빈 폴리머 섬유가 수천 개 들어있는데, 이 섬유는 수증기를 제거하기 위해 선택 투과 기술을 활용합니다.멤브레인 드라이어의 작동 원리는 다음과 같습니다. 습한 압축공기가 실린더로 들어오면, 멤브레인 코팅을 통해 수증기가 멤브레인 벽을 통과하여 섬유 사이로 이동합니다. 이 과정을 통해 공기가 건조됩니다.
멤브레인 기술
건조한 공기는 실린더 안의 섬유를 통과하는 동안 유입되는 습한 공기와 비슷한 압력으로 유지됩니다. 이 과정에서 통과된 수증기는 실린더 외부로 배출됩니다.
멤브레인의 성능은 유입되는 공기의 온도와 습도에 따라 영향을 받습니다. 즉 출구에서 일정한 노점을 보장하는 것이 아니라 노점을 낮추는 효과를 제공합니다.멤브레인 드라이어는 설계가 매우 단순하고 안정적이며, 움직이는 부품이 없어 유지보수가 거의 필요하지 않습니다. 다만 이러한 타입의 드라이어는 퍼지공기량이 평균 약 12% 정도입니다.
내 공정의 습도 계산하기
애프터 쿨러와 드레인_Aftercoolers and drains
애프터 쿨러는 압축된 뜨거운 공기를 냉각시켜 파이프 시스템에서 응축된 있는 물을 분리해 내는 열교환기입니다.
수냉식과 공냉식 두가지 유형이 있으며 모두 자동 배출 기능이 있는 수분 분리기를 갖추고 있습니다. 애프터쿨러는 컴프레서와 가까운 곳에 설치하는 것이 좋습니다.수분 분리기는 응축된 물을 약 80~90% 정도 포집합니다. 애프터 쿨러를 통과한 후 압축 공기의 온도는 일반적으로 냉각수보다 약 10˚C 정도 더 높습니다.
그러나 이는 쿨러의 종류에 따라 다를 수 있습니다. 애프터 쿨러는 거의 모든 고정식 설비에 사용됩니다.
아트라스콥코의 컴프레서는 보통 애프터 쿨러가 포함되어 있습니다. 그러나 주변 온도가 매우 높은 시설에서는 추가적인 냉각이 필요할 수 있습니다.
따라서 애프터 쿨러를 추가하면 압축 공기 시스템에 과도한 수분이 들어오는 것을 방지할 수 있습니다.
응축수 드레인
응측수 드레인은 압축 공기 시스템에서 발생하는 물을 효율적으로 제거하는 중요한 부품입니다. 다양한 종류의 드레인이 있으며, 각각의 장단점이 있습니다.
자동 드레인: 이 방식은 압축 공기 시스템에서 가장 낮은 부위에 있는 물을 자동으로 제거합니다. 특허받은 설계로 최소한의 유지보수로 충분합니다. 타이머 드레인: 타이머 드레인은 솔레노이드 밸브와 전자 타이머를 사용하여 응축수를 제거합니다. 사용자가 배출 주기의 타이밍과 길이를 미리 설정할 수 있어 압축공기 손실을 최소화합니다. 경제적이고 설치가 간편하며 자동으로 작동하는 효과적인 솔루션입니다.전자 드레인: 전자 드레인은 지능형 드레인 기능으로 응축수 축적을 모니터링 하고 필요한 경우에만 제거합니다. 불필요한 압축공기 손실을 방지하여 효율성을 높이고 유지 관리를 간소화합니다.
과압축_Over-compression
압축 공기를 건조시키기 위한 가장 간단한 방법은 바로 과압축입니다. 과압축은 원래 사용압력보다 더 높은 압력으로 먼저 공기를 압축하는 프로세스입니다. 그 결과 수증기의 농도가 증가합니다.
이후 공기를 냉각시키면 결과적으로 물이 분리됩니다. 마지막으로 공기가 사용압력으로 팽창하도록 하면 압력하 노점이 낮아집니다.그러나 이 방법은 상황에 따라 적합하지 않을 수 있습니다. 압축 과정에서 많은 에너지가 필요합니다.따라서 에너지 소비가 매우 높아 압축공기 유량이 적은 경우에만 적합하며, 유량이 많아지면 경제적인 부담이 커질 수 있습니다.비용과 에너지 소비를 고려하여 상황에 맞는 적절한 방법을 선택해야 합니다.
응축수 처리 방법
오일 주입식 컴프레서를 사용 하는 경우, 응축수에 유분이 포함되어 있습니다. 따라서 환경 규제를 준수하기 위해 응축수를 적절하게 처리해야 합니다.응축수 속에 있는 미세한 오일 입자는 육안으로 볼 수 없지만 , 올바르게 처리해야 합니다.
잘못된 처리는 환경을 오염 시키고 벌금 및 기업이미지 손상과 같은 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다.최근 몇 년간 재활용 센터를 방문하거나 새로 변경 된 환경 규제의 기사를 눈여겨보셨다면, 폐기물 처리와 관련된 법규가 많음을 알 수 있습니다.
따라서 압축 공기 공급 장치로 인해 법규를 위반하지 않도록 주의해야 합니다.현장에서 컴프레서 뒤쪽에서 응축수 드레인이 어디에 있는지 , 또 이 드레인이 어디에 연결되어 있는지 확인해야 합니다.
모든 응축수는 유분-수분 분리기를 통과하여 오수 배출구로 이동해야 합니다. 배출구가 바로 바닥을 향하거나 일반 플라스틱 용기로 연결된 경우 문제가 될 수 있습니다.
유분-수분 분리기는 쉽게 설치할 수 있습니다. 올바른 장비가 설치되어 있어도 응축수 처리 규정은 지역마다 상당히 다양하므로 유의해야 합니다.
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