Filtry odwadniacze

Filtr odwadniacz, znany również pod nazwą filtr osuszacz, to ważny element każdego systemy chłodniczego i klimatyzacyjnego, który powinien być stosowany zarówno w systemach przemysłowych, jak i w rozwiązaniach komercyjnych.

Do czego służy filtr odwadniacz

Główne zadania filtrów odwadniaczy to zabezpieczenie systemu przed wilgocią, kwasami i zanieczyszczeniami stałymi. Ich stosowanie skutecznie przyczynia się do poprawy wydajności systemu oraz ogranicza ryzyko awarii układu chłodniczego. W tym wpisie postaramy się omówić najważniejsze zagadnienia związane ze stosowaniem filtrów odwadniających

Źródła wilgoci w systemach chłodniczych i klimatyzacyjnych

Występowanie wilgoci w układzie chłodniczym i klimatyzacyjnym jest sytuacją niepożądaną, ponieważ może prowadzić nie tylko do spadku wydajności systemu, ale również być przyczyną awarii układu chłodniczego. Jakie mogą być skutki obecności wilgoci w układzie omówimy za chwilę. Najpierw ustalmy, co może być przyczyną jej pojawienia się w układzie.

Jako najczęstsze źródła wilgoci w systemie chłodniczym można wymienić:

- Niewłaściwe obchodzenie się ze smarami POE (poliestrowe)
- Nieprawidłowa technika montażu filtra odwadniacza
- Nieszczelność systemu i uzwojenia silnika
- Nieprawidłowo przeprowadzany serwis układu

Obecność wilgoci w układzie chłodniczym

Wilgoć w układzie jest jedną z częstszych przyczyn awarii instalacji chłodniczej. Przyjrzyjmy się, jakie mogą być efekty jej obecności. Pierwszym z brzegu przykładem problemów związanych z wilgocią w układzie chłodniczym może być jego negatywny wpływ na pracę sprężarki. W sprężarce, problemami wynikającymi z pozostałej w systemie wilgoci, będzie utlenianie elementów metalowych oraz degradacja oleju z substancji czynnych wytworzonych przez zmieszanie wody z olejem. Olej w połączeniu z wilgocią traci swoje właściwości smarne, konsekwencją czego jest zacieranie się elementów w sprężarce oraz większa konsumpcja energii, co może prowadzić nawet do spalenia sprężarki. Dodatkowo woda, która pojawia się w systemie, może wchodzić w reakcję ze smarami poliestrowymi, w efekcie czego dochodzi do powstania kwasów organicznych. Sytuacji nie ułatwia fakt, że POE należą do substancji higroskopijnych, czyli łatwo pochłaniających wilgoć. Kolejnym niepożądanym następstwem pojawienia się wilgoci w układzie chłodniczym może być wymarzanie wody w elementach rozprężnych. Skutkiem wymarzania wody w elementach rozprężnych jest zablokowanie elementu ruchomego, co uniemożliwia regulację dopływu czynnika do parownika. Z kolei brak takiej regulacji może prowadzić do dostania się ciekłego czynnika do sprężarki (zniszczenia jej) lub złego odbioru ciepła w parowniku (temperatura będzie wyższa od zakładanej).

Powyższe przykłady obrazują, jak bardzo niepożądanym zjawiskiem jest wilgoć w układzie chłodniczym. Aby chronić system przed skutkami występowaniem wilgoci, należy skutecznie ograniczyć jej występowanie. Możliwość taką daje stosowanie filtra odwadniacza, który zapewnia utrzymanie układu w stanie suchym i czystym. Filtr osuszacz jest skutecznym sposobem na zabezpieczenie systemu zarówno przed wilgocią, kwasami, jak i zanieczyszczeniami stałymi.

Prawidłowy montaż filtra odwadniacza

Filtry odwadniacze należy montować tuż za skraplaczem, tak aby mieć pewność, że przepływ będzie jednofazowy i czynnik prawidłowo się oczyści. Najczęściej producenci filtrów dopuszczają dowolną orientację montażu filtra odwadniacza. Z takim rozwiązaniem mamy do czynienia również w przypadku filtrów marki Blue Refrigeration serii BLR/DML, BLR/DCL oraz BLR/EK. Nadal jednak rozwiązaniem zalecanym jest montaż w taki sposób, aby filtr odwadniacz zamieszczony był w pozycji pionowej, a wlot ze skraplacza znajdował się w górnym przyłączu. Opcję pionowego montażu filtra osuszacza, szczególnie warto wziąć pod uwagę w przypadku filtrów serii BLR/EK. Zalecenie to wynika z faktu, że wypełnienie tych wkładów stanowi substancja chłonna w postaci granulatu (oraz filtra odpowiedzialnego za odseparowanie cząstek stałych). W przypadku montażu poziomego, narażamy się na ryzyko, że granulat nie będzie odpowiednio ściśnięty i czynnik chłodniczy znajdzie obejście przez powstałą szczelinę, między ziarnami a obudową.

Jak już zostało wspomniane, filtr odwadniacz należy montować na linii cieczowej, przed zaworem rozprężnym, tak aby wskutek nagłego spadku ciśnienia i temperatury woda nie zamarzła. Równie ważne jest unikanie montażu filtrów w miejscach, w których byłyby one narażone na zewnętrzne obciążenia cieplne. Wynika to z faktu, że zdolność absorpcji wody przez filtr osuszacz uzależniona jest również od temperatury. Podczas instalacji odwadniacza, uszczelki znajdujące się na jego końcach należy zdejmować tuż przed podłączeniem filtra osuszacza z resztą instalacji, tak aby uniknąć absorbcji wody z powietrza przez jego rdzeń.

Jak kontrolować wilgoć w układzie

Podczas pracy układu filtr odwadniacz może, na skutek zbyt dużego obciążenia wilgocią i zanieczyszczeniami, powodować spadki ciśnienia co prowadzi do spadku efektywności całej instalacji. W tej sytuacji pomocnym urządzeniem będzie wziernik cieczy z indykatorem wilgotności, który należy montować na przewodzie cieczowym za filtrem odwadniaczem. Za jego pomocą możemy wstępnie ocenić stan instalacji chłodniczej. Wziernik cieczy umożliwia obserwację i ocenę stanu czynnika chłodniczego. Pojawiające się pęcherzyki lub piana mogą oznaczać zbyt małą ilość czynnika chłodniczego, lecz przyczyną ich występowania może być również zbyt duży spadek ciśnienia, co z kolei powinno być sygnałem mówiącym o konieczności wymiany filtra odwadniacza. Natomiast indykator wilgotności umożliwia określenie stopnia wilgotności systemu poprzez zmianę koloru wskaźnika. Barwa zielona indykatora świadczy o tym, że czynnik jest wolny od wilgoci (czynnik chłodniczy jest suchy) czyli jego stan jest prawidłowy. Natomiast kolor żółty indykatora oznacza, że czynnik jest zawilgocony. W takim przypadku konieczna jest wymiana filtra odwadniacza na nowy.

Objawy zatkanego filtra osuszacza

Zacznijmy od tego, że każdy filtr odwadniacz ma swoją żywotność. Właściwości higroskopijne filtra osuszacza wynikają z jego wielkości, jak również zależą od rodzaju wypełniania wkładu (różnice między nimi omówimy w dalszej części). Nie zmienia to faktu, że filtr odwadniacz w układzie chłodniczym powinien być wymieniany przynajmniej co 2 lata, ponieważ po takim okresie eksploatacji wkład nie będzie w stanie skutecznie absorbować wilgoci. Jednocześnie konieczność wymiany filtra odwadniacza może być spowodowana również przez inne czynniki i zdarzenia, jak na przykład wystąpienie nieszczelności układu. Jednym ze sposobów monitorowania wydajności systemu chłodniczego, a tym samym prawidłowej pracy filtra jest obserwacja wziernika cieczy (co omówiliśmy wcześniej). Jakie inne sygnały i nieprawidłowości w pracy układu chłodniczego mogą świadczyć o tym, że konieczna jest wymiana filtra odwadniacza?

- Podwyższona temperatura tłoczenia

- Wysokie przegrzania parownika oraz sprężarki

- Niskie ciśnienie parownika

- Niskie ciśnienie skraplania

- Mała różnica temperatur między temperaturą skraplania, a temperaturą otoczenia

- Niski pobór prądu

- Krótki cykl kontroli niskiego ciśnienia

Jak właściwie dobrać filtr odwadniacz do systemu chłodniczego

Aby dobrać odpowiedni filtr odwadniacz, który zapewni prawidłową i bezawaryjną pracę układu chłodniczego pod uwagę należy wziąć:

- Rozmiar i typ przyłącza

- Wydajność chłodniczą instalacji

- Maksymalne ciśnienie i zakres temperatury pracy filtra odwadniacza

- Skład wkładu filtra odwadniacza

Ostatni z wymienionych elementów, czyli rodzaj wypełnienia filtra osuszacza chcielibyśmy omówić nieco szerzej. Do materiałów najczęściej stosowanych jako wypełnienie filtrów odwadniaczy należą sito molekularne oraz tlenek glinu.

Pierwszy z wymienionych, czyli sito molekularne to granulat o bardzo porowatej powierzchni. Pory (jednakowej wielkości zagłębienia) mają zdolność zatrzymywania cząstek mniejszych od swojej objętości, w tym cząstek wody, a jednocześnie umożliwiają swobodny przepływ czynnika chłodniczego i oleju, których cząstki są zbyt duże, aby mogły być przez nie zatrzymane. Dzięki temu sito molekularne skutecznie absorbuje wodę, ograniczając do minimum wilgoć, a co za tym idzie możliwość powstania kwasów w systemie.

Drugim materiałem wykorzystywanym jako skład filtra odwadniacza jest aktywny tlenek glinu. Materiał ten ma za zadanie neutralizację cząstek kwasów organicznych, które mogą pojawić się w układzie w efekcie wejścia w reakcję wody i smarów POE. Wkłady odwadniacza z dużą zawartością aktywnego tlenku glinu stosowane są najczęściej w układach, w których doszło do spalenia sprężarki.

Standardowe filtry odwadniacze

Przykładem standardowego filtra osuszającego mogą być wkłady marki Blue Refrigeration serii BLR/DML. Każdy filtr odwadniacz z tej serii wyposażony jest we wkład wykonany w 100% z sit molekularnych. Rozwiązanie to skutecznie zabezpiecza układu przed występowaniem wilgoci, a co za tym idzie chroni go przed korozją, degradacją olejów czy innym poważniejszymi awariami. Drugim, równie popularnym rodzajem filtrów odwadniaczy są wkłady, które w składzie oprócz sita molekularnego posiadają również aktywny tlenek glinu. W przypadku filtrów serii BLR/DCL zachowana jest proporcja 80% sito molekularne oraz 20% aktywny tlenek glinu, co umożliwia nie tylko na utrzymanie układu w stanie suchym, ale pozwala również na skuteczną absorpcję powstałych kwasów.

Jaki filtr należy stosować po spaleniu sprężarki

Zagadnienie to już poruszyliśmy omawiając rodzaje wkładów w filtrach odwadniaczach. Ze względu na swoje właściwości, wypełnieniem, które najlepiej nadaje się do stosowania w takim przypadku jest aktywny tlenek glinu. Przykładem tego typu filtra odwadniacza, są wszystkie osuszacze serii DLR/DAS, których rdzeń składa się w 70% tlenku glinu oraz w 30% z sit molekularnych. Rozwiązania to pozwala zarówno na skuteczne odseparowanie kwasu powstałego w wyniku spalenia sprężarki oraz wilgoci, która mogłaby się pojawić w przyszłości w tracie pracy układu.

W jakich przypadkach stosuje się filtr odwadniacz z wkładem wymiennym

Filtr odwadniacz z wkładem wymiennym, określany również jako filtr składany, jest rozwiązaniem najczęściej wykorzystywanym w przypadku dużych instalacji chłodniczych, ponieważ wyklucza konieczność wymiany całego filtra. Przykładem takiego rozwiązania są wkłady serii BLR/STAS, których elementem wyróżniającym jest zdejmowany kołnierz, zapewniający łatwe czyszczenie, kontrolę oraz wymianę wkładów