Was ist ein Kältetrockner?

In unserem heutigen Blog stellen wir uns die Fragen: Was ist ein Kältetrockner, wo wird ein Kältetrockner eingesetzt und wie funktioniert ein Kältetrockner. Fragen über Fragen – wir haben die Antworten für Sie. Darüber hinaus wird erläutert, wie sich ein Kältetrockner von einem Drucklufttrockner unterscheidet und in welchen Anwendungsbereichen der Kältetrockner eingesetzt wird.

Stellen wir uns zuallererst die Frage:
Was ist ein Kältetrockner?

Ein Kältetrockner ist für das Trocknen der erzeugten Druckluft zuständig. Immer dann, wenn Druckluft erzeugt wird, wird die Umgebungsluft zunächst vom Kompressor angesaugt und dann schließlich komprimiert. Bei diesem Vorgang entsteht kondensierende Feuchtigkeit. Mit anderen Worten: Es bildet sich Kondensat. Wie Sie bereits wissen oder erahnen, ist jegliche Form von Feuchtigkeit für einen Kompressor schädlich.

Durch die kondensierende Feuchtigkeit kommt es zu Korrosionen, d.h. die verbauten Kompressor-Teile reagieren mit der kondensierenden Feuchtigkeit, sodass es zu einer messbaren Veränderung der Werkstoffe kommt. Die Folge: Verbaute Kompressor-Teile werden in ihrer Funktion beeinträchtigt, darüber hinaus kann es zu einem Ausfall des Druckluft-Systems kommen. Um dies zu vermeiden, werden sogenannte Kältetrockner eingesetzt.

Durch den Einsatz von Kältetrocknern wird die komprimierte Druckluft also getrocknet und Schäden im und am Druckluft-System vermieden.

Wie funktioniert ein Kältetrockner?

Im ersten Abschnitt haben wir geklärt, was ein Kältetrockner ist. Nun widmen wir uns der Funktionsweise eines Kältetrockners. Wie bereits erwähnt, ist ein Kältetrockner für die Trocknung der Druckluft verantwortlich. Doch wie funktioniert er tatsächlich?

Ein Kältetrockner trocknet die erzeugte Druckluft, indem er die aus dem Kompressor ausströmende Luft kühlt. Dabei ist es wichtig, dass die ausströmende Luft auf max. 3 Grad Celsius heruntergekühlt wird.

Benötigen Sie einen Trockner für niedrigere Taupunkte, empfielt sich der Einsatz eines Adsorptionstrockners. Lesen Sie dazu unseren Artikel: Adsorptionstrockner - Effiziente Luftentfeuchtung für die Industrie

Durch diesen Abkühlprozess wird die Feuchtigkeit aus der Luft herausgefiltert, sodass die Druckluft absolut trocken ist und sich kein Kondensat bilden kann. Gehen wir noch ein Stück tiefer in die Materie ein. Denn die Gradzahl von 3°C ist entscheidend für den Kältetrockner. Die maximal 3°C bilden den Drucktaupunkt. Vereinfacht gesagt: Ist der Drucktaupunkt genau die Temperatur an dem sich Wasserdampf absetzt und die Feuchtigkeit zu kondensieren beginnt (Hier erfahren Sie mehr über den Drucktaupunkt: Was ist ein Drucktaupunkt?).

Ab diesem Punkt wird der abgesetzte Wasserdampf mithilfe eines Kondensat-Ableiters abgeleitet. In diesem Zuge wird ein Zusammenkommen von Druckluft und der kondensierenden Druckluft verhindert.

Warum wird ein Kältetrockner benötigt?

Wie bereits anfangs kurz thematisiert, schadet jegliche Feuchtigkeit einen Kompressor. Aber damit nicht genug. Nicht nur die verbauten Kompressor-Teile im Kompressor oder im Druckluftsystem können von der Feuchtigkeit beschädigt werden, sondern weitere Werkzeuge und Geräte, die unmittelbar mit dem Kompressor beziehungsweise mit der Druckluft in Verbindung stehen. Ein bekanntes Beispiel ist die Druckluftanwendung bei Lackierarbeiten. Hier können keine Tätigkeiten ohne einen Kältetrockner durchgeführt werden, da das Endprodukt andernfalls von Blasen bedeckt ist. Und gerade bei Lackierarbeiten ist es gerade die Blasenbildung, die für ein optimales Endprodukt vermieden werden sollte. Ein weiteres Beispiel sind Tätigkeitsfelder, in denen mit Pulverbeschichtungen oder Sandstrahlen gearbeitet werden, hier verklumpt der Werkstoff schnell, wenn dieser mit „verunreinigter“ Druckluft in Verbindung kommt bzw. reagiert. Die Folge: Zu feuchte Luft kann das gesamte Arbeitsergebnis ruinieren, da keine saubere und effektive Arbeitsweise durchgeführt werden kann.

Was unterscheidet den Kältetrockner von einem Adsorptionstrockner?

Spricht man von einem Drucklufttrockner, kann sowohl der Kältetrockner als auch der Adsorptionstrockner gemeint sein. Denn beide Drucklufttrockner verfolgen das gleiche Ziel, und zwar die erzeugte Druckluft zu trocknen, um mögliche Schäden im Druckluftsystem zu vermeiden. Doch was unterscheidet den Kältetrockner von einem Adsorptionstrockner. Dieser Frage sind wir nachgegangen und haben einen direkten Vergleich für Sie zusammengestellt:

Letztendlich hängt die Art des Trockners, ob Kälte- oder Adsorptionstrockner, in erster Linie von den spezifischen Anforderungen an die Druckluftqualität eines bestimmten Prozesses ab. Trockner spielen eine entscheidende Rolle bei der Reinigung und Trocknung von Druckluft, um die Möglichkeit von Betriebsunterbrechungen, kostspieligen Ausfallzeiten oder potenzieller Produktkontamination zu reduzieren. Die Investition in das richtige Trocknungssystem kann zu erheblichen Kosteneinsparungen über die Lebensdauer Ihres Druckluftsystems führen und Ihren Kunden die bestmöglichen Produkte und Ergebnisse liefern.

Die grundlegende Bestimmungsgröße eines Drucklufttrockners ist der benötigte oder gewünschte Taupunkt. Wie bereits erwähnt, können Kältetrockner einen Taupunkt von 3 – 5 °C erreichen, was für die meisten Anwendungen ausreichend ist. Benötigt ein Prozess jedoch Druckluft höherer Qualität, muss werkseitig ein Adsorptionstrockner installiert werden. Die Standardtemperatur des regenerativen Adsorptionstrockners kann bis zu -70 °C betragen, um das Druckluftsystem mit sauberer und trockener Luft zu versorgen. Ein Adsorptionstrockner verwendet im Gegensatz zu Kältetrocknern ein Trockenmittel, um Wasserdampf aus der Druckluft zu absorbieren. Während des Adsorptionsprozesses haftet Wasserdampf am Trockenmittel, ohne die Zusammensetzung des Trockenmittels zu verändern.

Kältetrockner: Wo wird er platziert?

Das was immer wieder außer Acht gelassen wird, aber für ein optimales Druckluftsystem eine wichtige Rolle spielt, ist die richtige Anordnung der Komponenten im Druckluftsystem.

Wir zeigen im folgenden Abschnitt welche Vorteile, aber auch Nachteile es hat, den Kältetrockner vor oder nach dem Druckluftbehälter zu platzieren. Sollten Sie sich bezogen auf die Installation unschlüssig sein, oder Fragen aufkommen, dann zögern Sie nicht, Ihren Druckluftexperten des Vertrauens zu kontaktieren.

Die Installation des Kältetrockners vor dem Druckluftbehälter:

Vorteile:

• Wenn der Kältetrockner vor dem Kessel installiert ist, ist die Druckluft bereits trocken, wenn Sie in den Druckluft-Behälter strömt. So kann von Vornerein ausgeschlossen werden, dass Kondensat in den Druckluft-Behälter gelangt.
• Die Druckluftqualität ist stetig dieselbe
• Der Drucktaupunkt bleibt auch dann gleich, wenn es zu hoher Druckluftentnahme in kürzerer Zeit kommt

Nachteile:

• Um eine Installation vor dem Druckluftbehälter möglich zu machen, ist es erforderlich den Kältetrockner auf den Kompressor abzustimmen. Im anderen Fall wird die Kompressor Leistung aufgrund einer falsch ausgewählten Größe des Kältetrockners negativ beeinträchtigt
• Ein weiterer Nachteil ist eine zu hohe Eintrittstemperatur der Druckluft

Die Installation des Kältetrockners nach dem Druckluftbehälter:

Vorteile:

• Der Trockner kann die Leistung des Kompressors perfekt anpassen
• Die Drucklufteinlasstemperatur ist niedriger
• Die Temperatur der Druckluft wird im Druckluftbehälter weiter herabgesenkt/gekühlt
• Kondenswassertropfen sammeln sich im Druckluftbehälter und beschädigen somit nicht das restliche System

Nachteile:

• Das Kondenswasser wird im Druckluftbehälter gesammelt. Während das dem Rest des Druckluftsystems hilft, kann es zu Korrosion im Druckluftbehälter führen
• Wenn die Druckluftmenge plötzlich enorm ansteigt, kann der Kältetrockner überlastet werden
• Der Drucktaupunkt steigt

Was also bei dem einen Drucklufttrockner vom Vorteil sein kann, bedeutet für den anderen Drucklufttrockner einen Nachteil. Und andersrum genauso. Daher ist eine detaillierte Betrachtung der Anforderung und des Druckluftsystems notwendig, um hier entscheiden zu können, welcher Drucklufttrockner für Ihre Anwendung geeignet ist.

Besonders energieeffizient:
Kältetrockner mit Freqzenzregelung:

In dem folgenden Video wollen wir abschließend noch einen Blick auf Kältetrockner mit Frequenzregelung (VSD) werfen. Vielleicht haben Sie ja schon vom VSD-Prinzip bei Kompressoren gehört. Die Frequenzregelung besagt, dass die Leistungsaufnahme des Kältetrockners dem Bedarf angepasst wird.
Bei schwankenden Bedarfsprofilen bedeutet dies, dass bei geringerer Auslastung auch weniger Strom verbraucht wird.