A sűrített levegővel kapcsolatos teljes költségek megértése

A beruházási költségek fixek, és magukban foglalják a vételárat, az infrastrukturális költségeket, a telepítést és a biztosítást. A beruházási költségeket a sűrített levegő minősége és az értékcsökkenési időszak határozza meg. Az energiával kapcsolatos költségeknél számításba kell venni az éves üzemidőt, a terhelési/tehermentesítési kihasználtság fokát és az egység energiaköltségeit.

Amikor új berendezésbe fektet be, a legjobb, ha a jelenlegi igényeit és a tervezett bővítéseket egyaránt figyelembe veszi. Emellett más olyan tényezőket is számításba kell venni, amelyek hatással lehetnek a sűrített levegős rendszere, például a környezetvédelmi szabályozásokat, az energiamegtakarítási lehetőségeket, a gyártási igényeket és a tervezett bővülést.

A kompresszoros műveletek optimalizálása fontos a nagy, sűrített levegőre támaszkodó iparágakban. Ha fejlődő iparágban dolgozik, akkor a termelés idővel átalakul, ami az üzemeltetési körülmények változásait is magában foglalja.

A tapasztalataink alapján egy, az üzemi igényeivel kapcsolatban végzett átfogó, független elemzés segít nagy mértékben csökkenteni az összesített költségeket. Fontos tehát, hogy a sűrítettlevegő-ellátás megfeleljen a valós igényeknek, ugyanakkor legyen lehetőség a jövőbeli bővítések elvégzésére is.

Az alábbi lista felsorolja a különféle összetevőket, amelyekkel találkozni fog, valamint részletezi a sűrített levegős rendszer teljes költségeire gyakorolt hatásukat.

• Kompresszorok – Ezek maguk a gépek. Ahogy fentebb már megjegyeztük, a vételár csupán egy apró részét teszi ki a teljes élettartam-költségnek. Mivel a költségek legnagyobb részéért az energiafogyasztás felel, érdemes a leghatékonyabb gépbe befektetni.

• Szárítók és szűrők – Ezek az összetevők rendkívül fontos szerepet játszanak az olyan érzékeny alkalmazásokban, mint az élelmiszer- és gyógyszergyártás, mivel ezek biztosítják a megfelelő levegőminőséget. Az iparágának megfelelő megoldást kell választania a szabványoknak való megfelelés biztosítása érdekében.

• Leeresztők – Az intelligens, veszteségmentes leeresztők akkor eresztik le a sűrített levegős rendszerben összegyűlt kondenzátumot, amikor arra szükség van. Ezzel energiát takarítanak meg az időzített leeresztőkhöz képest, amelyek akkor is leeresztést végeznek a beállított időközönként, ha nincs kondenzátum. 

• Csővezetékek – A megfelelő csőrendszer kiküszöböli a levegőáramlást korlátozó tényezőket, a nyomáscsökkenést, valamint csökkentheti a levegőszivárgást.

• Légtartályok – Az előzővel kapcsolatban érdemes megemlíteni a sűrített levegő tárolására szolgáló tartályokat. A megfelelően méretezett darabok képesek megszüntetni a fals igényekkel kapcsolatos problémákat a sűrített levegős rendszerben, szükségtelenné téve további kompresszorok vásárlását. Emellett segít csökkenteni a rendszernyomás változásainak mértékét is. 

• Levegőszivárgás – Bár sok hatékonyságot rontó tényező már a rendszer üzembe helyezése előtt kiküszöbölhető, alapvető fontosságú a berendezések felügyelete. Ez magában foglalja a költséges levegőszivárgások felismerését és kijavítását is.

• Központi vezérlő – Az egynél több kompresszorral rendelkező rendszerek esetében a központi vezérlőkre nagyon fontos szerep hárul. Ezek képesek csökkenteni az átlagos nyomássávot, vezérelni a kompresszor kapacitását és szabályozni a kompresszor fordulatszámát. 

• Energia-visszanyerő – Egy kompresszor hulladékhőjének nagy része visszanyerhető és felhasználható egyéb műveletekhez. Például helyiségek, víz vagy gyártási folyamatok fűtéséhez.

Számítások végzésekor fontos a teljes energiaigénnyel kapcsolatos koncepciót használni. A kompresszoros rendszer részét képező összes összetevőt figyelembe kell venni, beleértve a bemeneti szűrőket, a ventilátorokat, a szárítókat, a leválasztókat és az energia-visszanyerőt. A lehetőségek összehasonlításakor a legjobb a Nemzetközi Szabványügyi Szervezet (ISO) szabványait alkalmazni.

Az üzemi nyomás közvetlen hatással van az energiaigényre. A magasabb nyomás magasabb áramfogyasztással jár. Valójában 1 bar nyomásnöveléshez körülbelül 8% energiára van szükség. Ha az üzemi nyomást meg kell növelni a nyomáscsökkenés ellensúlyozása miatt, az mindig csökkenti a hatékonyságot.

Általában a nem megfelelő csőrendszer vagy az eltömődött szűrők miatt fordul elő nyomáscsökkenés. Ajánlott kivizsgálni ezeket a tényezőket a kompresszor nyomásának növelése előtt. Ha egy rendszer több szűrővel rendelkezik, a nyomáscsökkenés jelentős méreteket ölthet, és komoly költségekkel járhat, ha a karbantartás során nem hárítják el a problémákat.

Számos rendszer esetében a nyomás nem csökkenthető komoly mértékben. A modern szabályozóberendezések használata esetén azonban reális esély van a nyomás 0,5 barral történő csökkentésére. Ez kis mértékű energiaköltség-csökkentést tesz lehetővé. Bár elsőre jelentéktelennek tűnhetnek, az ilyen megtakarítások hatással vannak az éves költségekre.

Ahogy arról fentebb is volt szó, az energiaköltségek jelentik a legfontosabb tényezőt a sűrített levegővel kapcsolatos teljes költségek szempontjából. Tulajdonképpen egy sűrített levegős rendszer tulajdonlásával és üzemeltetésével kapcsolatos költségek akár 80%-áért is felelősek lehetnek. Ezért fontos, hogy a lehető leghatékonyabb darabok megtalálására koncentráljon, amikor az igényeit kielégítő megoldásokat keres.

Bár a legfejlettebb berendezések magasabb kezdeti beruházási költségekkel járnak, a teljes körű megtakarításokat nézve a magasabb ár általában megtérül. Ideális esetnek azt nevezzük, amikor a kompresszor kapacitása megfelel az alkalmazása levegőfogyasztásának. Emellett változó fordulatszámú meghajtással (VSD) rendelkező berendezések is kaphatók, amelyek képesek a különböző nyomásigények kielégítésére.

A legtöbb kompresszor beépített vezérlő- és szabályozórendszerekkel rendelkezik. Ha egynél több gépet üzemeltet, akkor távoli felügyeleti és központi vezérlési lehetőségek hozzáadására is lehetőség van. Ez segít optimalizálni a teljes rendszert, és biztosítani, hogy berendezései csúcsteljesítményt nyújtsanak. Az ilyen megoldások között a motorfordulatszám szabályozása egy népszerű energiamegtakarítási mód, hiszen komoly potenciál rejlik benne.

Egyes felügyeleti rendszerek képesek rámutatni a kevésbé hatékony területekre is. Az általuk biztosított információk sokat segíthetnek az olyan problémák azonosításában, mint a szivárgások, ez elhasználódott berendezések, a rossz szűrés és a nem megfelelően konfigurált összetevők. Ahogy korábban már említettük, az ilyen karbantartási problémák megnövelhetik a sűrített levegős rendszerekkel kapcsolatos teljes körű költségeket.

A szivárgások gyakran a sűrítettlevegő-előállítás akár 20%-áért is felelősek lehetnek. A szivárgás mértéke egyenesen arányos az üzemi nyomással, ezért az egyik módszer a szivárgó berendezés megjavítása és az üzemi nyomás csökkentése. Ha sikerül mindössze 0,3 barral csökkenteni a nyomást, az 4%-kal csökkenti a szivárgást. Ha egy 100 m3/perc levegő-előállítási sebességgel üzemelő rendszer szivárgása 12%-os, akkor az ilyen mértékű csökkentés körülbelül 3 kW-nyi megtakarítást jelent.

Azt is figyelembe kell venni, hogy mikor vannak ténylegesen használatban a berendezések. Ha éjszakánként és hétvégenként csak kis mennyiségű sűrített levegőre van szükség, akkor érdemes lehet egy kisebb kompresszort telepíteni ezekre az időszakokra. A berendezések közötti szegmentáció visszacsapószelepekkel valósítható meg. 

Ha egy adott alkalmazás eltérő üzemi nyomást igényel, akkor meg kell állapítania, hogy központi vagy elosztott gyártást érdemes-e inkább alkalmazni. A sűrített levegős rendszer szakaszokra osztása a magas és alacsony igényű időszakok közötti szegmentáció esetén is hasznos lehet. Az ilyesfajta tervezés levegőáramlási mérések alapján végezhető el.

Egy modern fő vezérlőrendszer fent leírt módon történő használatával a kompresszorközpontú üzem különböző helyzetekben is optimálisan képes működni. A helyes szabályozási mód kiválasztása az alacsonyabb teljes rendszernyomás és az optimális kihasználtság által energiamegtakarításokat eredményez. Az ilyen vezérlők az állásidőt is képesek csökkenteni a munkaterhelés egyenletes elosztásával.

A központi vezérlés emellett lehetővé teszi automatikus nyomáscsökkentések beprogramozását a csúcsidőn kívüli időszakokra, például éjszakára és hétvégére. Mivel a sűrítettlevegő-fogyasztás csak ritkán állandó szintű, a kompresszoros rendszernek rugalmas kialakításúnak kell lennie. Ehhez különböző kapacitású kompresszorokra és fordulatszám-szabályozó felügyeleti megoldásokra van szükség.

A kompresszor visszanyert hulladékenergiája felhasználható a fűtésre használt külső elektromos energia, gáz vagy olaj teljes vagy részleges kiváltására. A döntő tényezők közé tartozik a kWh-ra vetített energiaköltség, a kihasználtság mértéke és a szükséges további beruházások mértéke.

Egy jól megtervezett hulladékenergia-visszanyerő rendszer gyakran 1-3 év alatt kitermeli az árát. A kompresszor által felvett elektromos energia több mint 90%-a értékes hő formájában visszanyerhető. A visszanyert energia lehetséges felhasználási területeit, és ezáltal az értékét, a hőmérsékleti szint határozza meg.

A legnagyobb fokú hatékonyság általában a vízhűtéses rendszerek esetében érhető el. Ez úgy működik, hogy a kompresszoros rendszer forró hűtővizének kimenete a hőt igénylő berendezéshez van csatlakoztatva. Például egy kazán visszatérő köréhez.

A visszanyert hulladékenergia egész évben hasznosítható. A különböző kompresszor-kialakítások esetében különböző előfeltételek állnak fenn. Bizonyos helyzetekben nagy mértékű hőáramlásra van szükség, nagy távolságra kell eljuttatni a hőt vagy változó követelményekkel kell számolni. Adott esetben a visszanyert energiát értékesítheti is. Tudjon meg többet a kompresszor rendszerek energia-visszanyeréséről.