Jak regulowany jest przepływ w sprężarkach powietrza?

• Elektroniczny układ sterowania: czujniki monitorują ciśnienie w układzie w czasie rzeczywistym. Sterownik porównuje rzeczywiste ciśnienie z nastawą i określa wymaganą prędkość obrotową silnika.
• Praca z przetwornicą częstotliwości: Przetwornica częstotliwości zmienia częstotliwość i napięcie dostarczane do silnika elektrycznego, co zmienia prędkość obrotową silnika, która wpływa na prędkość elementu, a tym samym na przepływ powietrza.
• Ciągła regulacja prędkości: Ponieważ prędkość zmienia się płynnie, a nie stopniowo, napęd VSD może utrzymać ścisłą stabilność ciśnienia, często około ±0,1 bara, jeśli jest prawidłowo dobrany i wyregulowany.
• Wydajność przy częściowym obciążeniu: Gdy zapotrzebowanie spada, regulator zmniejsza prędkość, a zużycie energii zmniejsza się, ponieważ sprężarka wytwarza tylko powietrze potrzebne w sieci.
• Łagodny rozruch: Przetwornica częstotliwości stopniowo zwiększa prędkość, zmniejszając prąd rozruchowy oraz ograniczając obciążenia elektryczne i mechaniczne podczas rozruchu.

Korzyści z prędkości VSD są dostępne, gdy zapotrzebowanie na powietrze waha się w ciągu dnia. Dzięki ciągłej regulacji prędkości obrotowej sprężarka reguluje prędkość bez częstych cykli dociążenia i odciążenia, poprawiając zarówno wydajność, jak i stabilność.

• Oszczędności energii: zwykle od 30 do 60% w porównaniu z pracą ze stałą prędkością w miejscach o zmiennym zapotrzebowaniu, przy oszczędnościach wynikających ze zmniejszonego zużycia energii przy częściowym obciążeniu.
• Stała regulacja ciśnienia: węższe zakresy ciśnienia zapewniają stabilność procesów i mogą zmniejszyć potrzebę pracy przy niepotrzebnie wysokiej wartości zadanej.
• Mniej konserwacji: mniej rozruchów i płynniejsza praca zmniejszają zużycie podzespołów i zaworów.
• Łagodny rozruch: niższy prąd rozruchowy i łagodniejsze przyspieszenie zmniejszają obciążenie zasilania elektrycznego i układu napędowego.

Technologia VSD jest inteligentnym wyborem, gdy zapotrzebowanie na powietrze zmienia się w ciągu dnia. Doskonale sprawdza się w zakładach o zmiennej produkcji, w pracy wielozmianowej z wyraźnymi szczytami i niskimi okresami oraz w zakładach, w których sprężarka o stałej prędkości obrotowej jest przewymiarowana i spędza wiele godzin przy częściowym obciążeniu.

Zwrot z inwestycji zależy od ceny energii elektrycznej, godzin pracy i stopnia wahań zapotrzebowania, ale wiele instalacji zwraca się w ciągu miesięcy lub kilku lat. Kluczem jest dopasowanie metody sterowania do rzeczywistego profilu zapotrzebowania, aby uzyskać stabilne ciśnienie i najlepsze możliwe oszczędności energii.

Systemy sprężarek dwuprędkościowych stanowią pośrednią opcję pomiędzy regulacją stałej prędkości a VSD. Pracują z dwiema prędkościami silnika: pełną prędkością dla pełnej wydajności, a następnie niższą prędkością podczas odciążania.

Praca z minimalną prędkością podczas odciążania zmniejsza zużycie energii. Dwuprędkościowa redukuje również straty przejściowe, dzięki minimalnej prędkości silnika podczas odciążania i faktowi, że może się uruchamiać (szybciej) w stosunku do systemu pod ciśnieniem.

Energia stanowi około 80% kosztów posiadania i eksploatacji sprężarki. Oznacza to, że 20% oszczędności energii, jakie może zapewnić GA FLX, może naprawdę przyczynić się do obniżenia kosztów operacyjnych i osiągnięcia celów w zakresie zrównoważonego rozwoju.

Praca na dwóch prędkościach jest najlepsza tam, gdzie zmiany zapotrzebowania są umiarkowane i przewidywalne, takie jak:

• zakłady wielozmianowe z czysto określonymi szczytami i dolinami
• zakłady z powtarzającymi się cyklami produkcyjnymi
• świadome kosztowo operacje poszukujące zwiększenia wydajności bez pełnego VSD

Sprężarki o stałej prędkości obrotowej pracują ze stałą prędkością obrotową silnika, więc sterowanie przepływem pochodzi z układu sterowania typu, najczęściej stosowanego sterowania dociążeniem i odciążeniem. Zamiast zmieniać prędkość obrotową silnika, sprężarka reguluje przepływ powietrza poprzez włączanie lub wyłączanie wlotu sprężarki.

• Regulacja zaworem wlotowym: powszechnie stosowana metoda sterowania przepływem wyjściowym sprężarki poprzez proste otwieranie lub zamykanie zaworu wlotowego
• Cykl dociążenia i odciążenia: przy górnej wartości zadanej ciśnienia sprężarka odciąża się, a gdy ciśnienie spada do dolnej wartości zadanej, ponownie się dociąża.
• Działanie w zakresie ciśnienia: Różnica między wartością zadaną odciążenia, a wartością zadaną dociążenia nazywana jest zakresem ciśnienia, co wskazuje, o ile ciśnienie może wahać się od wymaganego ustawienia ciśnienia.

Systemy dociążenia i odciążania o stałej prędkości działają najlepiej tam, gdzie zapotrzebowanie jest stałe i wysokie, więc sprężarka pozostaje obciążona przez większość czasu, np. podczas pracy 24/7.

W porównaniu z bardziej zaawansowanymi rozwiązaniami sterowania prędkością, systemy o stałej prędkości zwykle oznaczają niższą inwestycję początkową, ale zazwyczaj zużywają więcej energii w porównaniu ze sprężarką VSD.

Sprężarki o stałej prędkości będą miały wyższy prąd rozruchowy, a także więcej cykli dociążenia/odciążenia/uruchamiania/zatrzymywania, co może mieć negatywny wpływ na zużycie niektórych podzespołów i zaworów.

Gdy zapotrzebowanie na powietrze wzrasta i spada w ciągu dnia, metoda regulacji ma prawdziwe znaczenie. Regulacja stałej prędkości działa ze stałą prędkością, więc reaguje głównie na dociążenie i odciążenie. 

Sterowanie dwoma prędkościami dodaje stopień niskiej prędkości, pozwalając sprężarce pracować z wysoką lub niską prędkością, zanim będzie musiała się odciążyć, co może zmniejszyć straty energii w okresach częściowego dociążenia.

Technologia sterowania prędkością może zapewnić znaczne oszczędności energii. Nasi eksperci ds. sprężonego powietrza mogą ocenić Twoje zastosowanie, wyjaśnić rzeczywisty potencjał oszczędności i zalecić najlepsze rozwiązanie, od VSD po systemy dwuprędkościowe.