冷凍式エアドライヤ完全解説：高品質圧縮空気のための必須知識

編集部注：この記事は2015年に初公開され、正確性、網羅性、新情報の追加のために完全に更新されました。

圧縮空気システムを正常に機能させるには、空気を乾燥させる必要があります。つまり、液状の水分がなく、かつ圧縮空気配管網に入る前に低相対湿度であることが求められます。圧縮空気から水分を除去する方法はいくつかあり、高い空気品質を維持するのに役立ちます。最も普及している機器の一つが冷凍式エアドライヤで、ノンサイクリング型と可変速ドライブ（VSD）型に分類されます。

冷凍式エアドライヤとは？

名前の通り、冷凍式ドライヤは圧縮空気を冷却します。これにより圧縮空気中の水分が凝縮し、空気から分離されます。圧縮空気を低露点まで乾燥させる用途では、重要なシステムコンポーネントとなります。第1段階では、圧縮空気がドライヤに入り、空気-空気熱交換器を通過して予冷されます。第2段階では、空気-冷媒熱交換器を通過して圧縮空気の露点を通常3℃/37°Fまで下げます。空気中の水蒸気が液化し、トラップされて排出されます。乾燥した空気は再び空気-空気熱交換器で温められ、相対湿度を下げて下流配管での結露を防ぎます。

ノンサイクリング型とVSD型の違い

ノンサイクリング（従来型）ドライヤでは、冷媒コンプレッサが連続運転します。周囲温度と圧縮空気流量は変動するため、冷媒温度を調整しシステム内の凍結を防ぐためにバイパスバルブがよく使用されます。従来型冷凍式エアドライヤは通常、一定速度で動作するピストンコンプレッサを採用しています。エネルギー効率の面では、固定速度エアコンプレッサと同じ「オン/オフ」の短所を持ちます。

一方、VSD冷凍式エアドライヤは、固定要素の周りをもう一つのスパイラル要素が公転するスクロールコンプレッサを使用します。コンパクトで静かであり、スパイラル要素を駆動するインバータが需要に合わせて回転数を変えることで省エネを実現します。ほとんどの圧縮空気システムは一定の流量・温度条件下で運転されないため、可変速冷凍制御により低負荷・低温条件下での冷媒コンプレッサを制御します。ドライヤのエネルギー消費を空気需要に合わせることで、運転コストを大幅に削減できます。

VSDコンプレッサを持っている場合、VSDドライヤを選ぶべきか？固定速度コンプレッサなら固定速度ドライヤでよいか？

圧縮空気需要が安定しているプロセスでは、固定速度コンプレッサと固定速度ドライヤの組み合わせがコスト効率に優れます。需要が工程、負荷、シフトによって変動する場合、VSDコンプレッサが圧縮空気生産量を需要に合わせられます。固定速度ドライヤをVSDコンプレッサの最大出力に合わせてサイジングすることも可能ですが、VSDドライヤの「エネルギー消費を需要に合わせる」能力により、さらなるエネルギーと運転コストの削減が可能です。

冷凍式ドライヤのメリット

初期導入コストが低い
運転コストが比較的低い
メンテナンスコストが低い
露点3℃/37°Fを達成可能

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