Artikkelin kirjoitti: Juha-Matti Kuoppala, Condair Oy:n myyntijohtaja
Ilmankuivaimen mitoitus ja valinta
Ilmankuivainprojekti onnistuu parhaiten kun heti alussa tietää, mitä kannattaa kysyä. Kosteustason alentamisessa on nimittäin useampi muuttuja. Jos projekti suunnitellaan alkujaan huonosti, käy helposti niin, että vaaditulle kosteustasolle ei päästäkään, kohteen lämpötilan hallinta hankaloituu tai järjestelmä kuluttaa niin paljon energiaa, ettei sitä käytetä ollenkaan.
Meillä on kokemusta tuhansista kuivausprojekteista ympäri maailman. Tässä listaamme asiantuntijaneuvojamme siihen, mitä ottaa huomioon ilmankuivainprojektissa.
Mikä on kohteen lämpötila?
Kohteen lämpötila on ratkaiseva tekijä teknologiaa valitessa. Kondensoiva ilmankuivain sopii erinomaisesti noin 20 asteen lämpöisiin kohteisiin. Teknologia perustuu siihen, että kosteus tiivistyy viileälle pinnalle, eli mitä viileämpi ilma on, sitä vähemmän kondensaatiota muodostuu.
Mikäli lämpötila on alle 15 astetta, kondensoivan ilmankuivaimen käyttö ei kannata, vaan kohteeseen sopii paremmin adsorptio-ilmankuivain. Adsorptiokuivain käyttää enemmän energiaa ja on hieman monimutkaisempi asentaa, mutta koska se adsorboi vettä ilmasta, se toimii hyvin lämpimissä tai viileissä kohteissa.
Molempien ilmankuivaintyyppien toiminta tuo kuivausprosessin aikana sisäilmaan melkoisesti lämpöä, mikä on myös otettava huomioon. Veden muuntuessa kaasusta nesteeksi, termodynaaminen prosessi tuottaa noin 0,63 kW lämpöä poistettua vesilitraa kohden. Adsorptio-ilmankuivain tuottaa vielä tätäkin enemmän lämpöä. Jotta prosessi-ilmasta imeytynyt kosteus saadaan poistettua kuivaimesta, kuumaa regenerointi-ilmaa johdetaan adsorptioroottorin läpi. Osa regenerointilämmöstä siirtyy myös prosessi-ilmaan lämmittäen sitä entisestään.
Jos kuivattava tila lämmönnoususta johtuen lämpenee liikaa, aletaan herkästi availla ikkunoita ja tuulettaa usein – mikä on kosteudensäädön kannalta haitallista. Tärkeä osa suunnitteluprosessia on ehkäistä lämmönnousua kondensoivan ilmankuivaimen osalta ulkoisilla lauhduttimilla (samalla lailla kuin split-järjestelmällä varustettu ilmastointilaite) tai adsorptio-ilmankuivainten osalta jälkijäähdytysmoduuleilla. Valmistajan pitäisi aina pystyä kertomaan kuinka paljon lämmönnousua tietty järjestelmä tuottaa ja miten parhaiten torjua sitä.
Mikä on vaadittu kosteustaso?
Joissakin kohteissa, esimerkiksi vaatteiden kuivaushuoneissa tai uimahalleissa ei tarvita erityisen kuivia olosuhteita. Jo noin 50–60%RH saattaa hyvinkin riittää. Jos tarvitaan todella alhaista kosteustasoa, kuten esimerkiksi akkujen valmistuksessa, tai erittäin tarkkaa kosteudensäätöä, kuten lääketeollisuudessa, silloin ainoa vaihtoehto on adsorptio-ilmankuivain.
Adsorptio-ilmankuivaimia voidaan laittaa useampi vierekkäin ja niihin voidaan asentaa jäähdytys- tai lämmitysmoduuleita, riippuen mitä ympäristöolosuhteet vaativat. Näin voidaan päästä jopa 1%RH kosteustasoon, mikä on kondensoivalla teknologialla mahdotonta.
Mikäli järjestelmän energiankulutusta halutaan vähentää, voidaan myös osa poistoilman lämmöstä hyödyntää ennen vapauttamista.
Minkälaista energiaa?
Äärimmäisen tärkeä kysymys erityisesti suurikapasiteettisiin projekteihin, koska energiakustannukset ovat korkealla. Kondensoiva ilmankuivain on yleensä energiataloudellisempi vaihtoehto: se kuluttaa noin 0,5-1,5 kW energiaa per kilo poistettua kosteutta. Adsorptio-ilmankuivain käyttää 1-3 kW sähköä poistettua kiloa kohden.
Adsorptio-ilmankuivaimen käyttöön tarvittava energia kuluu lähinnä regenerointi-ilman lämmittämiseen, jonka lämpötila on 90-120 astetta. Mikäli jostain toisesta prosessista on hukkalämpöä saatavilla, voidaan sitä käyttää lämmönvaihtimen kautta regenerointi-ilman esilämmittämiseen ja näin vähentää energiantarvetta. Mikäli järjestelmän energiankulutusta halutaan vielä tästäkin vähentää, voidaan myös osa poistoilman lämmöstä hyödyntää ennen vapauttamista. Näillä menetelmillä voidaan adsorptio-kuivainten energiankäyttöä vähentää merkittävästi.
Mistä ja miten paljon kosteutta tulee?
Jotta voidaan valita oikeankokoinen ilmankuivain, on tärkeää ymmärtää kuinka paljon ilmasta imettävää kosteutta oikein on. On siis listattava kaikki mahdolliset lähteet, joista vettä ja kosteutta tulee, sekä ulkoa että sisältä.
Ulkoa tuleva kosteus: ulkona vallitsevat olosuhteet, kuinka nopeasti ilma kohteessa vaihtuu, kohteen koko ja kohteen olosuhteet. Jotta saadaan selville tarkasti, kuinka paljon kosteutta ilmankuivaimen pitää ulkoa tulevasta ilmasta poistaa, voidaan tehdä psykrometrinen laskelma.
Kohteen mahdollinen sisäinen kosteuskuorma on myös otettava huomioon. Uimahallien allasvesi on hyvä esimerkki. Altaan tilavuus, veden lämpötila ja käyttöajat on huomioitava, kun lasketaan haihtuvaa vesimäärää. Myös ihmisistä vapautuu erinäinen määrä kosteutta riippuen minkälaista aktiviteettia harrastavat.
Kuivaajien valmistaja pystyy saamansa datan avulla määrittämään ja mitoittamaan oikeanlaisen ja oikean kapasiteetin omaavan kuivaajan.
Huoneen koko ei vaikuta pelkästään ilmankuivaimen kokoon, vaan myös kuivatun ilman jakautumiseen huonetilaan.
Minkälainen ja missä huonetila on?
Kysymys on tärkeä asennuksen takia. Adsorptio-ilmankuivaimelle tarvitaan IV-kanava regenerointi-ilmaa varten. Mikäli huonetila sijaitsee keskellä rakennusta, sellaisen asentaminen voi olla haastavaa. Kondensoiva kuivaaja tarvitsee vain jännitesyötön ja viemäriliitännän veden poistoon. Kuivattavan/kuivatun ilman kanavointi on myös mahdollista.
Huoneen koko ei vaikuta pelkästään ilmankuivaimen kokoon, vaan myös kuivatun ilman jakautumiseen huonetilaan. Mikäli ilmankuivaimen puhallusilmamäärä on pienempi kuin kolme kertaa tilan tilavuus, on kuivatun ilman puhallus syytä kanavoida tilaan tasaisen jakautumisen varmistamiseksi.
Kun vastaukset yllä oleviin kysymyksiin tiedetään, on kuivausprojektilla hyvät edellytykset onnistua. On eduksi valita sellainen valmistaja yhteistyökumppaniksi, jonka valikoimassa on sekä kondensoivia, että adsorptio-ilmankuivaimia, jotta valinnassa voidaan kaikki muuttujat ottaa huomioon objektiivisesti. Ja lopuksi: neuvojen kysyminen valmistajalta jo projektin alkuvaiheessa parantaa huomattavasti onnistumisen mahdollisuutta.
