Ilmankuivaimen tekniset tiedot – miten mitoittaa ja valita ilmankuivain

Menestyksekkään ilmankuivausprojektin avain on tietää, mitä kysymyksiä on syytä esittää jo alussa. Kosteuden alentamiseen liittyy monia muuttujia. Huono suunnittelu voi johtaa paitsi siihen, että vaadittua kosteustasoa ei saavuteta, myös siihen, että tilan lämpötilan säätö heikkenee merkittävästi tai että järjestelmää ei käytetä liiallisen energiankulutuksen vuoksi.

Tuhansien onnistuneiden ilmankuivausjärjestelmien toimittamisesta saamamme kokemuksen perusteella tässä on yhteenveto tärkeimmistä seikoista, jotka on otettava huomioon kuivausprojektia aloitettaessa.

Mikä on tilan lämpötila?

Tilan lämpötila on ratkaiseva tekijä tekniikan valinnassa. Kondensoivat ilmankuivaintavat toimivat erittäin tehokkaasti noin 20 °C:n huonelämpötilassa. Niiden toiminta perustuu kosteuden kondensaatioon kylmälle pinnalle, joten mitä viileämpi ilma on, sitä vähemmän kondensaatiota muodostuu.

Kun lämpötila laskee noin 15 °C:een tai alle, kondensoivat ilmankuivaimet eivät ole kovin tehokkaita, joten adsorptio-ilmankuivaimet ovat suositeltavin vaihtoehto. Niiden käyttö vaatii enemmän energiaa ja asennus voi olla monimutkaisempaa, mutta koska ne poistavat vettä ilmasta adsorboimalla sitä, ne toimivat hyvin sekä lämpimissä että viileissä tiloissa.

Molemmat ilmankuivaajatyypit lisäävät ilmaan lämpöä kuivausprosessin aikana, joten tämäkin seikka on otettava huomioon. Kun vesi muuttuu kaasusta nesteeksi, termodynaamisesta prosessista syntyy noin 0,63 kW lämpöä jokaista poistettua kosteuden kilogrammaa kohti. Adsorptio-ilmankuivain tuottaa vieläkin suuremman lämpövoiton. Kuuma ilma johdetaan kuivausaineroottorin osan läpi, jotta adsorboitunut kosteus poistuu ulos ja roottorin kuivausominaisuudet säilyvät. Tästä regenerointiprosessista syntyvä jäännöslämpö lisää vielä lisää lämpöä prosessi-ilmaan, kun se kulkee roottorin kuivausosan läpi.

Jos tämä lämpölisäys aiheuttaa tilan ylikuumenemisen, huoneessa olevat ihmiset avaavat usein ikkunoita tuulettaakseen, mutta tämä vaikuttaa haitallisesti kosteuden hallintaan. Tämän lämpövoiton torjuminen kondensoivien ilmankuivaimien ulkoisilla lauhdutinyksiköillä (samanlainen kuin split-ilmastointilaitteissa) tai adsorptio-ilmankuivaimien jälkijäähdytysmoduuleilla on tärkeä osa suunnitteluprosessia. Valmistajan tulisi aina pystyä antamaan tietoa järjestelmän tuottaman lämpövoiton tasosta ja siitä, miten sitä voidaan parhaiten torjua.

Mikä on vaadittu kosteustaso?

Vaatteiden kuivaushuoneiden tai uima-altaiden kaltaisissa ympäristöissä ei tarvita äärimmäisen kuivia olosuhteita. Pelkkä keskitason kosteuden ylläpitäminen noin 50–60 %RH:ssa riittää täyttämään näiden kohteiden tarpeet. Sen sijaan akkutuotannon kaltaisissa prosesseissa tarvittavat matalan kosteuden ympäristöt tai joissakin lääketeollisuuden valmistusprosesseissa vaadittu erittäin tarkka kosteuden säätö tarkoittavat, että adsorptio-ilmankuivain on ainoa vaihtoehto.

Adsorptio-ilmankuivainta voidaan sijoittaa sarjaan peräkkäin yhdessä jäähdytys- tai lämmitysmoduulien kanssa tarkkojen ympäristöolosuhteiden saavuttamiseksi. Tämä tarkoittaa, että ne pystyvät tarjoamaan kosteudenhallinnan jopa 1 %RH:n tarkkuudella, mikä on mahdotonta saavuttaa kondensaatiotekniikalla.

Mitä energialähteitä on käytettävissä?

Korkeiden energiakustannusten vuoksi tämä kysymys on ensiarvoisen tärkeä, erityisesti suurikapasiteettisissa projekteissa. Kondensoiva ilmankuivain on tyypillisesti energiatehokkaampi vaihtoehto, sillä se kuluttaa noin 0,5–1,5 kW energiaa jokaista poistettua kosteuskilogrammaa kohti. Adsorptio-ilmankuivain kuluttaa 1–3 kW sähköä jokaista poistettua kilogrammaa kohti.

Adsorptio-ilmankuivaimen käyttöön tarvittava energia kuluu pääasiassa regenerointiluftvirran lämmittämiseen. Tämän ilmavirran lämpötila on 90–120 °C. Jos toisesta prosessista on saatavilla hukkalämpöä, sitä voidaan käyttää lämmönvaihtimen kautta regeneroint ilmavirran esilämmittämiseen ja energiankulutuksen vähentämiseen. Energiankulutuksen vähentämiseksi entisestään voidaan poistuvaan regenerointilmaan asentaa lämmöntalteenottojärjestelmä, joka talteenottaa osan poistoilman lämmöstä ennen sen vapauttamista. Näiden molempien strategioiden käyttö voi vähentää merkittävästi kuivausainejärjestelmien energiankulutusta.

Mistä kosteus tulee ja kuinka paljon sitä on?

Ilmankuivaimen oikean koon määrittämiseksi on olennaista ymmärtää, kuinka paljon ilmasta on poistettava kosteutta. Tätä varten on otettava huomioon kaikki sisäisistä ja ulkoisista tekijöistä johtuvat kosteuden lähteet.

Ulkoinen kosteuslähde lasketaan ottamalla huomioon ulkoilman olosuhteet, kyseisen tilan ilmanvaihtokertoimen, tilan koon ja sille asetetut vaatimukset. Sen jälkeen voidaan suorittaa psykrometrinen laskelma, jotta saadaan tarkka tieto siitä, kuinka paljon kosteutta ilmankuivaimen on poistettava sisään tulevasta ulkoilmasta vaadittujen sisäolosuhteiden saavuttamiseksi.

Myös sisäiset kosteuden lähteet on kuitenkin otettava huomioon. Jos kyseessä on uima-allas, sisäinen kuormitus on merkittävä. Allas tilavuus, veden lämpötila ja käyttötunnit auttavat laskemaan haihtumisen määrän. Myös ihmiset tuottavat kosteutta, ja sen määrä vaihtelee heidän aktiivisuustasonsa mukaan.

Ilmankuivaimen valmistaja voi auttaa näissä laskelmissa, mutta tarvitsee tarkat tiedot voidakseen määrittää tarkasti kokonaistehon ja lopulta sen, minkä kokoinen ilmankuivaimen on oltava.