Kontroll av luftfuktighet förekommer i många typer av lokaler inom industri, lagerhållning och teknisk drift. För hög luftfuktighet kan orsaka kondens, korrosion, mikrobiell tillväxt eller förändrade materialegenskaper. I miljöer där temperaturerna är låga eller där mycket låg relativ luftfuktighet krävs används ofta sorptionsavfuktare. Tekniken skiljer sig tydligt från kondensavfuktare genom att fukten binds i ett hygroskopiskt material i stället för att kondenseras på en kall yta.
Den här artikeln beskriver hur sorptionsavfuktning fungerar i praktiken och hur utrustningen är uppbyggd.
Principen bakom sorption
Sorptionsavfuktning bygger på att vissa material kan binda vattenmolekyler direkt ur luft. Processen sker genom adsorption eller absorption. I tekniska sammanhang används ofta adsorption. Vattenmolekyler fastnar då på ytan av ett poröst material genom fysikaliska krafter.
Det vanligaste materialet i industriella sorptionsavfuktare är silica gel. Materialet består av en mycket porös struktur med stor aktiv yta. Den stora ytan gör att vattenmolekyler kan fastna när fuktig luft passerar genom materialet.
När luften passerar genom sorptionsmaterialet minskar dess absoluta fuktinnehåll. Resultatet blir torrare luft utan att luften behöver kylas ner under daggpunkten.
Sorptionshjulet och luftflödet
I de flesta moderna system sitter sorptionsmaterialet i ett roterande hjul. Hjulet kallas ofta sorptionsrotor. Det är uppdelat i två huvudzoner där olika luftflöden passerar.
Processen kan beskrivas i fyra steg:
- Fuktig processluft sugs in i avfuktaren
- Luften passerar genom sorptionsrotorn och vatten binds i materialet
- Den torrare luften blåses tillbaka till lokalen eller processen
- En mindre luftström värms upp och driver ut fukten ur rotorn i en separat regenereringszon
Regenereringsluften transporterar bort den avdrivna fukten från systemet genom en frånluftskanal.
Rotorhjulet roterar långsamt under drift. När en del av hjulet har tagit upp fukt förs det vidare till regenereringszonen där uppvärmd luft avlägsnar den bundna fukten. Därefter återgår materialet till processen och kan ta upp mer fukt.
Den kontinuerliga rotationen gör att avfuktningen kan pågå utan avbrott.
Regenerering av sorptionsmaterialet
Sorptionsmaterial kan inte fortsätta binda vatten om det redan är mättat. Därför behöver materialet regenereras under drift. Regenerering sker genom uppvärmning.
I praktiken fungerar det så att en mindre del luft tas från omgivningen eller från processen. Denna luft värms upp med en elektrisk värmare eller annan värmekälla. Den uppvärmda luften passerar genom regenereringszonen i rotorn.
Den höga temperaturen minskar bindningskrafterna mellan vattenmolekylerna och sorptionsmaterialet. Fukten frigörs och följer med regenereringsluften ut ur systemet.
Temperaturen i regenereringsluften ligger ofta mellan cirka 80 och 140 °C beroende på konstruktion och material.
Skillnaden mot kondensavfuktare
Kondensavfuktare och sorptionsavfuktare används ofta för samma övergripande uppgift men bygger på olika fysikaliska principer.
Kondensavfuktare fungerar genom kylning. Luften kyls ner under daggpunkten och vatten kondenserar på en kall yta. Vattnet samlas upp och leds bort.
Sorptionsavfuktare använder i stället ett hygroskopiskt material som binder vatten direkt ur luftfasen. Denna metod fungerar även vid låga temperaturer där kondensavfuktare får sämre verkningsgrad.
De två teknikerna skiljer sig därför främst i följande driftförhållanden:
- Sorptionsavfuktare fungerar stabilt vid låga temperaturer och vid mycket låg relativ luftfuktighet
- Kondensavfuktare har hög effektivitet vid högre temperaturer och måttliga fuktnivåer
Val av teknik avgörs därför ofta av temperatur, önskad luftfuktighet och driftmiljö.
Dimensionering och driftförhållanden
Kapaciteten hos en sorptionsavfuktare anges normalt som mängden vatten som kan avlägsnas per timme. Kapaciteten påverkas av flera faktorer, främst temperatur, luftflöde och inkommande luftfuktighet.
Dimensionering utgår därför ofta från tre parametrar:
- lokalens luftvolym och luftläckage
- önskad relativ luftfuktighet
- temperatur i lokalen och i tilluften
Utöver själva avfuktaren påverkar även ventilationssystem, byggnadens täthet och processutrustning den totala fuktbelastningen.
I större anläggningar integreras därför avfuktaren ofta i ventilationssystemet för att få stabil luftfuktighet i hela lokalen.
Energiförbrukning och drift
Den största energiförbrukningen i en sorptionsavfuktare uppstår vid regenerering av rotorn. Uppvärmningen av regenereringsluften kräver energi under hela driften.
Samtidigt kräver systemet ingen kylning eller kondenshantering. I miljöer med låg temperatur kan detta göra tekniken mer stabil än kondensbaserade system.
Energianvändningen påverkas bland annat av:
- regenereringstemperatur
- luftflöden i process- och regenereringsdel
- driftstid och fuktbelastning
Moderna system använder ofta styrning som anpassar drift efter uppmätt luftfuktighet för att minska onödig energianvändning.
En sorptionsavfuktare avlägsnar fukt
Detta genom att låta luft passera genom ett hygroskopiskt material som binder vattenmolekyler. Den bundna fukten drivs sedan bort genom uppvärmd regenereringsluft samtidigt som sorptionsrotorn roterar. Metoden skiljer sig från kondensavfuktning genom att ingen nedkylning till daggpunkten behövs.
Tekniken används främst i miljöer där temperaturerna är låga eller där mycket torr luft krävs under stabil drift. Vanliga tillämpningar finns i lager, processindustri, vattenhantering och kylmiljöer. Funktionen bygger på relativt enkla fysikaliska principer men kräver korrekt dimensionering av luftflöden, temperatur och regenereringsprocess för att fungera effektivt i praktiken.
