Secador frigorífico: qué es y cómo funciona

El aire comprimido sin tratar –que contiene contaminantes sólidos, líquidos y gaseosos- representa un riesgo considerable ya que puede dañar el sistema neumático y deteriorar el producto final. La humedad, uno de sus principales componentes, puede producir corrosión en las tuberías, averías prematuras de los equipos neumáticos y deterioro de los productos. Por este motivo, es esencial disponer de un secador de aire para proteger los sistemas y procesos.

Cuando el aire que nos rodea se comprime, el vapor de agua que contiene y la concentración de partículas en suspensión aumentan drásticamente. Por ejemplo, al comprimir el aire a temperatura ambiente hasta una presión de 7 bar€/100 psig, el contenido de vapor o humedad aumentará por un factor de 8 y durante su posterior enfriamiento se formará agua líquida.

La humedad del aire puede ser especialmente problemática, ocasionando:

• Corrosión de las tuberías de aire comprimido.
• Averías y fallos de funcionamiento de los equipos neumáticos.
• Fugas de aire comprimido debido a la corrosión de las tuberías.
• Pintura de baja calidad, deterioro de los procesos de pintura electroestática.
• Deterioro de la calidad del producto final.

Un secador frigorífico utiliza un circuito de refrigerante y un intercambiador de calor, o varios, para enfriar previamente el aire, refrigerarlo hasta condensar el vapor de humedad y volverlo a calentar para evitar la condensación en las tuberías.

Los secadores frigoríficos pueden producir un punto de rocío a presión (PRP) de hasta +3ºC (+37,4 ºF) en numerosas aplicaciones que requieren aire seco.

Pueden usarse a diferentes presiones y no consumen aire comprimido procesado.

• Secador frigorífico de expansión directa:
  • Los secadores no cíclicos de velocidad fija funcionan de forma continua con independencia de la carga variable.
  • Los secadores cíclicos de velocidad fija se paran cuando desciende la carga para ahorrar energía y vuelven a arrancar cuando es necesario.
  • Los secadores de velocidad variable ofrecen la máxima eficiencia energética. Varías automáticamente la velocidad del compresor de refrigerante para adaptarla a las variaciones de carga.
• Los secadores de masa térmica cuentan con un intercambiador del calor que contiene normalmente una masa térmica líquida para almacenar la energía fría. Los secadores de masa térmica se paran cuando hay poco aire o cuando desciende la carga, para ahorrar energía.
• Los secadores de scroll digitales tienen un compresor de refrigerante que carga o descarga en función de la demanda.

A coninuación vemos el principio de funcionamiento típico de los secadores frigoríficos de expansión directa

1. Intercambiador de calor aire/aire: el aire de entrada es enfriado por el aire seco y frío de salida.
2. Intercambiador de calor aire-refrigerante: el aire es enfriado por el circuito de refrigerante hasta el punto de rocío deseado. El vapor de agua se condensa en gotitas de agua.
3. Separador de agua integrado: la humedad es recogida y evacuada por un purgador electrónico.

El refrigerante elimina el calor del aire comprimido y lo enfría hasta el punto de rocío deseado.

1. Compresor de refrigerante: comprime el gas refrigerante a una presión mayor.
2. Dispositivo de regulación: la válvula de derivación de gas caliente regula el secador para evitar la congelación en condiciones de baja carga.
3. Condensador de refrigerante: enfría el gas refrigerante para que cambie de gas a líquido.
4. Filtro de refrigerante: protege al dispositivo de expansión contra partículas dañinas.
5. Válvula de expansión termostática: el proceso de expansión reduce la presión y continúa enfriando el refrigerante.
6. Separador de líquido: garantiza que sólo pueda entrar en el compresor gas refrigerante.