Um reservatório de ar comprimido e um secador de ar desempenham funções diferentes, porém complementares, em um sistema de ar comprimido.
O reservatório armazena ar comprimido e ajuda a estabilizar a pressão do sistema durante variações ou demandas de curta duração. O secador remove o vapor de água da corrente de ar comprimido para que o sistema possa atingir o ponto de orvalho sob pressão exigido pelos equipamentos e processos a jusante.
Como esses componentes resolvem problemas diferentes, um não pode substituir o outro. No entanto, isso não significa que todos os sistemas de ar comprimido precisem exatamente da mesma configuração de reservatório e secador.
Então, é necessário utilizar um reservatório de ar comprimido junto com um secador de ar?
Não necessariamente em todas as instalações. Muitos sistemas industriais se beneficiam da capacidade de armazenamento do reservatório porque ela pode suavizar as variações de demanda, reduzir mudanças rápidas de pressão e proporcionar condições operacionais mais estáveis para os equipamentos de tratamento de ar a jusante.
A configuração correta depende do controle do compressor, da demanda de ar, do tipo de secador, da variação de pressão permitida, do gerenciamento de condensado e da disposição geral do sistema.
O que faz um reservatório de ar comprimido?
Um reservatório de ar é, principalmente, um componente de armazenamento de ar comprimido e estabilização do sistema.
Sua principal função não é secar o ar, mas fornecer um volume armazenado que ajude o sistema de ar comprimido a responder de forma mais eficiente às mudanças de demanda.
Estabilização da pressão
A demanda de ar comprimido raramente permanece perfeitamente constante.
Máquinas podem ligar e desligar, válvulas podem abrir repentinamente e vários usuários da produção podem consumir ar ao mesmo tempo.
Um reservatório fornece ar armazenado temporariamente entre a produção do compressor e a demanda da planta, ajudando a reduzir rápidas oscilações de pressão durante essas mudanças.
Isso pode ser particularmente útil em sistemas com picos de demanda frequentes ou de curta duração.
Armazenamento de ar de curta duração
Quando o consumo da planta supera temporariamente a produção do compressor, um reservatório pode fornecer ar comprimido armazenado durante um período limitado.
A duração dessa reserva depende do volume do reservatório, da faixa de pressão disponível e da demanda real de ar.
Um reservatório não deve ser tratado como substituto de uma capacidade adequada do compressor. Em vez disso, ele ajuda o sistema a administrar variações de curta duração sem exigir que o compressor responda instantaneamente a cada mudança de demanda.
Gerenciamento de condensado
À medida que o ar comprimido esfria, parte do vapor de água pode se condensar em líquido.
Se o resfriamento ocorrer antes ou dentro do reservatório, o tanque pode servir como um ponto onde o condensado se acumula antes de ser removido por um dreno adequado.
No entanto, um reservatório de ar comprimido não é um secador de ar.
Por si só, ele não consegue controlar o ponto de orvalho final sob pressão e não deve substituir equipamentos adequados de separação de água, filtragem ou secagem.
O que faz um secador de ar?
Enquanto o reservatório gerencia o volume de ar armazenado e as oscilações de pressão, o secador de ar controla a umidade na corrente de ar comprimido.
O tipo apropriado de secador deve, portanto, ser selecionado de acordo com o ponto de orvalho sob pressão exigido pela aplicação.
Secadores de ar por refrigeração
Um secador de ar por refrigeração resfria o ar comprimido para que o vapor de água se condense e possa ser separado da corrente de ar.
Após o resfriamento, um separador ar-água remove a umidade líquida antes que o ar comprimido tratado siga para os equipamentos a jusante.
Alguns sistemas de secadores de ar por refrigeração da Lingyu fornecem ponto de orvalho sob pressão de 2–10 °C, dependendo da configuração do sistema e das condições operacionais.
Esse tipo de secador é geralmente adequado quando um controle moderado de umidade é suficiente.
Secadores de ar por adsorção
Um secador de ar por adsorção utiliza material adsorvente para remover uma quantidade substancialmente maior de vapor de água do ar comprimido.
A linha de secadores regenerativos por adsorção da Lingyu inclui configurações com pontos de orvalho sob pressão na saída de −20 °C ou −40 °C, dependendo do modelo e da especificação.
Os secadores por adsorção são, portanto, utilizados quando a aplicação de ar comprimido exige um nível de umidade substancialmente menor do que aquele que um secador convencional por refrigeração pode fornecer.
Para mais informações sobre secagem por adsorção, consulte o conteúdo sobre o que é um secador de ar por adsorção e como ele funciona.
Reservatório de ar vs. secador de ar: qual é a diferença?
A forma mais simples de distinguir os dois componentes é:
Reservatório de ar comprimido → gerencia o volume de ar comprimido armazenado e as oscilações de pressão
Secador de ar → gerencia o vapor de água e o ponto de orvalho sob pressão
Um reservatório não pode substituir um secador porque armazenar ar comprimido não garante que o ponto de orvalho sob pressão exigido seja atingido.
Da mesma forma, um secador não pode substituir a capacidade de armazenamento de um reservatório porque remover a umidade não fornece um volume significativo de ar comprimido armazenado para atender picos de demanda de curta duração.
Em muitos sistemas industriais de ar comprimido, ambas as funções são úteis. A questão principal é como esses componentes devem ser posicionados e dimensionados para a aplicação real.
O reservatório de ar precisa ficar antes do secador?
Nem sempre.
A posição do reservatório deve ser selecionada de acordo com a função que o volume armazenado precisa desempenhar no sistema.
Reservatório antes do secador
Um reservatório instalado a montante do secador pode fornecer armazenamento de ar comprimido entre o compressor e os equipamentos de tratamento de ar a jusante.
Se o ar comprimido já tiver sido adequadamente resfriado, o condensado líquido também poderá se acumular no reservatório e ser removido por um dreno apropriado.
Essa configuração pode ajudar a proporcionar condições de entrada mais estáveis para os equipamentos de tratamento a jusante.
Reservatório depois do secador
Um reservatório instalado a jusante do secador armazena ar comprimido já tratado.
Isso pode ser útil quando a planta apresenta picos de demanda a jusante de curta duração, pois o ar seco armazenado pode ajudar a atender ao consumo temporário sem aumentar imediatamente a vazão através do secador.
Reservatórios nos dois lados
Algumas instalações podem utilizar capacidade de armazenamento nos dois lados do sistema de tratamento de ar.
Não existe uma regra universal que exija que todas as instalações de ar comprimido utilizem o reservatório em uma posição específica.
A disposição correta deve ser projetada considerando o compressor, o secador, o perfil de demanda, a estratégia de gerenciamento de condensado e a tubulação da planta.
Para uma visão mais ampla de como esses componentes trabalham em conjunto, consulte o guia sobre compressor e secador como base de um sistema de ar comprimido.
Por que as condições de entrada do secador são importantes
Os secadores de ar são projetados para operar sob condições de entrada definidas.
Se a temperatura, a pressão, a vazão ou a carga de umidade na entrada ultrapassarem significativamente a faixa operacional prevista, o desempenho do secador pode ser afetado.
Um sistema combinado de secagem fornece um exemplo útil.
Nesse tipo de configuração, a etapa por refrigeração primeiro resfria o ar comprimido e remove uma quantidade significativa de umidade. O ar parcialmente seco passa então por uma filtragem para remoção de óleo antes de entrar na etapa de adsorção.
Reduzir a carga de umidade antes do secador por adsorção pode diminuir a carga sobre a etapa de adsorção, reduzir a demanda de regeneração e ajudar a prolongar a vida útil do dessecante.
Isso ilustra um princípio importante de projeto de sistemas de ar comprimido:
As condições de tratamento a montante podem afetar diretamente o desempenho do secador a jusante.
Os secadores por adsorção precisam de maior capacidade de armazenamento?
Não existe uma regra universal que exija que todo secador por adsorção utilize um determinado tamanho de reservatório ou uma proporção fixa entre reservatório e compressor.
Os secadores por adsorção podem ser sensíveis a condições operacionais como vazão, pressão, temperatura de entrada e requisitos de regeneração.
Por exemplo, as especificações dos secadores regenerativos aquecidos por soprador da Lingyu definem pressão de entrada, temperatura de entrada, ponto de orvalho na entrada, consumo de ar de regeneração e ponto de orvalho desejado na saída como parâmetros operacionais.
A capacidade do reservatório pode ser útil quando ajuda a reduzir rápidas variações de vazão ou pressão, mas o tanque deve ser dimensionado de acordo com o sistema real de ar comprimido, e não utilizando um multiplicador fixo baseado apenas no tipo de secador.
Como dimensionar um reservatório de ar comprimido?
O dimensionamento do reservatório de ar deve considerar todo o perfil operacional, em vez de se basear em uma única fórmula universal.
Entre os dados importantes estão:
- Capacidade do compressor
- Método de controle do compressor
- Pressão mínima e máxima do sistema
- Queda de pressão permitida
- Demanda de ar de pico
- Duração do pico
- Comportamento desejado dos ciclos do compressor
- Requisitos de armazenamento a jusante
- Espaço disponível para instalação
Uma planta com demanda contínua e estável de ar pode apresentar requisitos de armazenamento muito diferentes dos de uma instalação com grandes cargas pneumáticas intermitentes.
O reservatório deve, portanto, ser calculado para as condições operacionais reais, e não selecionado apenas com base na vazão do compressor.
Considere a pressão nominal e a queda de pressão do sistema
A pressão nominal do reservatório deve ser compatível com o sistema de ar comprimido no qual ele está instalado.
Ao mesmo tempo, o secador, o reservatório, os filtros, as válvulas, as tubulações e outros componentes de tratamento devem ser avaliados em conjunto quanto à pressão permitida e à queda de pressão.
Tubulações subdimensionadas, válvulas restritivas, filtros contaminados ou uma pressão diferencial excessiva podem reduzir a pressão útil disponível nos equipamentos de produção, mesmo quando o próprio compressor possui capacidade suficiente.
Por isso, o projeto do sistema de ar comprimido deve considerar todo o caminho de tratamento e distribuição, em vez de avaliar apenas os valores nominais de cada equipamento.
Para uma visão mais ampla do sistema, consulte o guia da Lingyu sobre os principais componentes de um sistema de purificação de ar comprimido.
A drenagem de condensado é essencial
Um reservatório só pode ajudar a gerenciar o líquido condensado se esse líquido for efetivamente removido.
O desempenho dos drenos é, portanto, uma parte importante da confiabilidade do sistema.
O condensado acumulado em um reservatório, separador, filtro ou secador pode gerar problemas a jusante em vez de solucioná-los.
Uma estratégia completa de gerenciamento de condensado deve considerar:
- Drenagem do pós-resfriador e do separador
- Drenagem do reservatório
- Drenos dos filtros
- Drenos do secador
- Acesso para inspeção e manutenção
A drenagem automática pode ser útil em sistemas de operação contínua, mas a seleção e a manutenção dos drenos devem corresponder à carga real de condensado e às condições operacionais.
A filtragem do ar continua sendo importante
Nem o reservatório nem o secador de ar devem ser considerados responsáveis pelo controle de todos os contaminantes do ar comprimido.
Partículas e óleo exigem filtragem adequada.
Isso é particularmente importante a montante de secadores por adsorção e de outros equipamentos sensíveis de ar comprimido.
A linha de filtragem da Lingyu inclui vários graus de filtros de precisão para remoção de partículas e óleo, permitindo uma abordagem de tratamento na qual filtragem e secagem desempenham funções complementares.
Quando apropriado, um filtro de precisão para ar comprimido pode fazer parte desse sistema de tratamento.
Para mais detalhes, consulte o guia sobre filtros e secadores de ar comprimido.
Manutenção do reservatório e do secador
Um sistema estável de ar comprimido depende da manutenção tanto dos componentes de armazenamento quanto dos equipamentos de tratamento de ar.
Para o reservatório, a manutenção deve se concentrar em aspectos como:
- Drenagem do condensado
- Corrosão ou danos visíveis
- Manômetros e dispositivos de segurança
- Requisitos aplicáveis de inspeção de vasos de pressão
A manutenção do secador depende do tipo de equipamento, mas pode incluir:
- Funcionamento dos drenos
- Condição dos filtros
- Condição do sistema de refrigeração
- Funcionamento das válvulas
- Condição do adsorvente
- Monitoramento do ponto de orvalho
O desempenho do sistema também deve ser acompanhado ao longo do tempo.
As tendências de pressão e o ponto de orvalho são indicadores particularmente úteis porque mostram se o sistema de ar comprimido continua atendendo aos requisitos de produção.
Se a demanda de ar aumentar inesperadamente, também devem ser investigados possíveis vazamentos. O guia da Lingyu sobre detecção de vazamentos de ar comprimido fornece informações adicionais sobre identificação e gerenciamento de vazamentos no sistema.
Segurança e requisitos para vasos de pressão
Um reservatório de ar é um equipamento sob pressão.
Seus requisitos de projeto, instalação, dispositivos de segurança, inspeção e registro dependem do reservatório específico e das regulamentações aplicáveis no local de instalação.
O código de vaso de pressão exigido, o regime de inspeção, a proteção contra sobrepressão, a indicação de pressão e outras medidas de proteção devem, portanto, ser confirmados de acordo com o reservatório real e os requisitos locais.
Esses requisitos devem ser tratados separadamente da especificação técnica do secador de ar.
Então, é necessário utilizar um reservatório de ar junto com um secador?
Não necessariamente em todos os sistemas de ar comprimido, mas a capacidade de armazenamento e os requisitos de secagem devem ser avaliados em conjunto.
Um reservatório pode ser particularmente útil quando o sistema apresenta:
- Picos de demanda de curta duração
- Rápidas oscilações de pressão
- Ciclos frequentes do compressor
- Necessidade de ar armazenado a jusante
- Demanda variável através do sistema de tratamento de ar
O secador, por sua vez, continua sendo responsável por atingir o nível de umidade e o ponto de orvalho sob pressão exigidos.
Nenhum dos componentes substitui o outro.
Ao projetar ou modernizar um sistema de ar comprimido, é mais útil avaliar todo o processo:
Compressor → resfriamento e separação → reservatório/armazenamento → filtragem → secador → armazenamento/distribuição a jusante
A posição e a capacidade exatas do reservatório podem então ser determinadas de acordo com os controles do compressor, o perfil de demanda, os requisitos do secador, a estabilidade da pressão e a disposição da planta.
Se o próprio secador ainda precisar ser selecionado, o guia de seleção de secadores de ar comprimido fornece o próximo passo lógico.
Conclusão
Um reservatório de ar comprimido e um secador de ar desempenham funções diferentes, porém complementares, em um sistema de ar comprimido.
O reservatório fornece principalmente armazenamento de ar comprimido e ajuda a estabilizar a pressão e a demanda de curta duração.
O secador remove o vapor de água para que o sistema possa atingir o ponto de orvalho sob pressão exigido pelos equipamentos e processos a jusante.
Muitos sistemas industriais se beneficiam do uso de ambos, mas não existe uma regra universal que exija um tamanho específico de reservatório, uma posição específica do tanque ou dois reservatórios para cada instalação de secador.
A configuração mais adequada deve ser projetada considerando:
Demanda de ar → controle do compressor → estabilidade da pressão → gerenciamento de condensado → ponto de orvalho necessário → tipo de secador → filtragem → distribuição.
Ao considerar esses fatores como um sistema integrado, o reservatório e o secador podem ser selecionados e posicionados para proporcionar fornecimento estável de ar comprimido, controle eficaz da umidade e operação confiável dos equipamentos a jusante.
