Technologie

Comment assécher un air comprimé trop humide ?

Nous avions vu dans un article récent les différentes grandeurs liées à l’humidité de l’air. Dans cet article, nous allons nous intéresser aux différentes techniques utilisées pour assécher l’air comprimé. Il existe trois grandes méthodes de séchage de l’air : la condensation, la diffusion et la sorption. Nous allons ici les étudier en détail.

Le séchage par condensation

Il existe deux types de séchage par condensation : la condensation sous pression et la condensation par réfrigération.

La condensation par la pression

Avec cette méthode de séchage, On comprime l’air bien au-delà du niveau de pression requis. A une pression élevée, l’eau passe à l’état liquide :il est alors possible de la récupérer et de l’extraire du circuit d’air.

Ce procédé va générer beaucoup de chaleur, il vaudra ensuite refroidir avant de le détendre. Comme ça sera aussi le cas avec les autres méthodes de séchage, avec cette méthode, on abaisse fortement le point de rosée sous pression.

Les trois étapes de la condensation : 1 l’air arrive détendu, à température normale ; 2 l’air est comprimé, l’eau condense et peut être récupérée; 3 l’air sort détendu puis refroidi

Ce type de séchage offre l’avantage d’être assez simple, en utilisant des produits peu chers. Cependant, il est adapté à des volumes d’air limité, et il est relativement énergivore.

La condensation par refroidissement

Cette méthode se déroule en trois étapes :

Pour commencer, l’air entrant est d’abord refroidi dans un échangeur thermique par l’air sortant, qui vient juste d’être refroidi. Ensuite l’air passe dans bloc de réfrigération, ou on le refroidit à une température proche du point de gel. On peut alors purger l’eau précipitée. Enfin en sortie, l’air séché se réchauffe dans l’échangeur thermique avec l’air humide entrant à température ambiante.

Principe de la condensation froide 1 : Échangeur thermique 2 : Unité réfrigérante 3 : Cuve de récupération des condensats

Il s’agit d’une méthode très économique qui a en plus l’avantage de séparer aussi bien les particules que les gouttelettes d’eau.

La diffusion, avec l’assécheur à membrane

On utilise fréquemment ce type de dispositif pour assécher l’air comprimé lorsqu’il est trop humide. Il fonctionne de la façon suivante ; On assemble un grand nombre de membranes à fibres creuses parallèlement les unes par rapport aux autres. L’air humide traverse ces fibres dans la direction longitudinale. Grâce à la disposition des fibres et les matériaux utilisés pour leur fabrication, les gouttelettes d’eau sont projetées contre les parois puis passent à travers.

On récupère une partie de l’air sec qui sort des membranes  pour créer un flux d’air à l’extérieur des fibres fin d’évacuer les gouttelettes d’eau.

Principe de l’assécheur à membrane
1 : Air humide
2 : Parois de la fibre
3 : gouttelettes d’eau
4 : Air sec

Pour que ce procédé soit efficace, il faut déjà filtrer l’air avec une filtration à 0,01 µm pour éviter de boucher les parois des membranes. Une chute de pression est nécessaire dans l’assécheur pour garantir l’écoulement de l’air comprimé dans les fibres.

Ce type de sécheur est particulièrement compact, consomme très peu d’énergie et ne nécessite aucune maintenance.

Le séchage par sorption

Là encore, il existe deux types de sorption, l’absorption et l’adsorption

L’absorption

Dans le cas de l’absorption, l’air comprimé passe du haut vers le bas à travers un réservoir rempli d’agents dessicants qui absorbe l’humidité. Il y a trois types d’agents dessicants : solides, liquides et solubles. Les agents solubles se liquéfient au fur et à mesure qu’ils absorbent l’humidité. Une fois les agents saturés, on les remplace.

Principe de l’absorption
1 : Agents dessicants
2 : Flux d’air
3 : Cuve de récupération des condensats

Ce procédé offre l’avantage de ne nécessiter aucune énergie. En revanche, il y a un risque que les agents déssicants, particulièrement corrosifs, soit relâchés dans le réseau d’air comprimé ; c’est pour cela que l’on utilise très peu cette méthode.

L’adsorption

A l’opposé de l’absorption, l’eau provenant de l’air comprimé est attirée par les agents déssicants. L’avantage de l’adsorption, c’est qu’il est possible de régénérer les agents déssicants. Pour cela, ces assécheurs sont toujours équipés de deux réservoirs. Le premier assure le séchage pendant que le deuxième se charge de la régénération des agents déssicants. Une fois le temps de régénération écoulé, on inverse l’écoulement de l’air entre les deux réservoirs.

L’adsorption est le procédé qui permet d’atteindre un point de rosée extrêmement bas, c’est donc la solution la plus radicale pour réduire l’humidité dans le réseau d’air comprimé. En revanche, le débit d’air en sortie est très faible.

Il existe de cycles de régénération de l’agent de séchage :

  • La régénération froide avec des cycles de séchage/régénération de 5 minutes,
  • La régénération chaude, avec des cycles de séchage/régénération de 6 à 8 heures.

Dans le cas de la régénération froide, on utilise une partie de l’air séché pour régénérer les agents dessicants. Cet air est détendu à une pression de 1 bar, il est donc très sec. Il s’agit d’un procédé simple, qui ne nécessite aucune énergie mais il se limite à des petits systèmes, ou à des faibles débits.

Principe de l’adsorption :
1 : Agents dessicants
2 : Flux d’air

Avec la régénération chaude, on génère de la chaleur pour évaporer l’eau accumulée par les agents dessicants. Certains assécheurs sont équipés de leur fonction de chauffage pour la phase de régénération.

Finalement, c’est l’application, avec son point de rosée à atteindre, son débit, sa température, qui permettra quel est le procédé le mieux adapté pour assécher l’air. Si vous rencontrez des difficultés avec votre réseau et que vous souhaitez assécher l’air comprimé, vous retrouverez la plupart de ces assécheurs chez tous les fournisseurs de composants pneumatiques.

 

Nous vous conseillons

La Startup robotique qui démocratise la robotique ! Entretien avec Niryo

Arthur

Raccordement électrique : Quels sont les connecteurs standards ?

Frédéric

Technologie piézoélectrique : Question et applications

Frédéric

Comment amortir la charge sur un vérin pneumatique ?

Frédéric

Laisser un commentaire