Compresoare de aer economice și economia energiei din aerul comprimat

Economia dintr-o industrie ar trebui să vizeze acele zone și aplicații în care potențialele economii de energie sunt semnificative, maximizând astfel beneficiile oricărei intervenții, reducând în același timp timpul de amortizare a investiției (ROI). Una dintre cele mai importante intervenții de economisire a energiei care poate fi implementată într-o industrie este modernizarea sistemelor de aer comprimat . Acest lucru se datorează faptului că aerul comprimat reprezintă în medie 12% din consumul total de energie dintr-o industrie. Dar să vedem prin ce intervenții într-un sistem de aer comprimat se pot realiza economii de energie.

Înainte de a alege un compresor de aer, ar fi bine să evaluați sistemul de aer comprimat existent printr-un audit energetic. În cadrul acestui audit se măsoară profilul de consum și eficiența energetică actuală, pentru a dimensiona compresorul de aer ideal sau o combinație de compresoare de aer, ceea ce va duce la cele mai mari economii de energie posibile. Pe parcursul auditului se simulează soluțiile propuse și se cuantifică economiile, având în plus o imagine clară a timpului de amortizare a investiției de capital. De menționat că în unele cazuri, în urma unui astfel de audit, pot apărea oportunități de economisire fără a fi nevoie de a face vreun fel de investiție, pur și simplu prin ajustarea corectă a parametrilor de funcționare ai sistemului.

Compresoarele de aer cu turație variabilă sau compresoare cu debit variabil utilizează un convertizor de frecvență (invertor) care controlează turația motorului și, prin urmare, alimentarea compresorului de aer în funcție de cererea din consum. Întrucât în ​​88% din instalațiile de aer comprimat cerințele pentru aer fluctuează semnificativ, alimentarea de la compresoarele de aer va trebui cumva controlată sau oprită. La compresoarele de aer de peste 7kW posibilitatea de a porni motorul în decurs de o oră, dar și în timpul zilei este limitată, deoarece acest lucru poate cauza deteriorarea semnificativă a acestuia și, eventual, distrugerea. Astfel, un compresor de aer cu turație fixă reglează debitul printr-o supapă aflată la intrarea sa (Supapa de descărcare). Când există o cerere de aer, această supapă este deschisă (Încărcare) și compresorul pornește. Când nu există cerere de aer, această supapă se închide (Descărcare) și elementul de compresie continuă să se rotească cu aceeași viteză în vid fără a comprima aer, dar consumând 25 până la 30% din puterea ce ar fi consumată în mod normal. Pentru a înțelege mai bine, să ne imaginăm o mașină care se mișcă cu o viteză constantă, să zicem 60 km/h, și turația motorului la 3.000 rpm. Ar trebui să se oprească la un moment dat, dar în loc să decelerăm, o punem pe liber continuând să menținem constantă turația motorului la 3.000rpm. Imaginați-vă ce înseamnă în materie de consum! Compresoarele de aer cu turație variabilă au capacitatea de a-și ajusta oferta în funcție de cerere, raportul cerere-consum este aproape liniar, rezultând economii care în unele cazuri pot ajunge până la 50% față de starea existentă.

Principalul beneficiu pe care îl putem obține de la un sistem de management centralizat, mai ales în locațiile cu mai mult de două compresoare de aer, este reducerea benzii de presiune a sistemului, întrucât controlerul este cel care decide ce compresor de aer va porni sau ieși din retea. Aici este foarte important de menționat că fiecare 1 bar de presiune de funcționare redus aduce economii de energie de 7%, precum și o reducere a pierderilor de aer comprimat cu ~13%. Dacă utilizăm controlere simple se determină ordinea de prioritate a compresoarelor, iar la cele mai avansate  algoritmi speciali care asigură combinația ideală de utilizare pentru compresoarele de aer realizând economii și mai mari de energie. În sfârșit, capacitățile de telemetrie atât ale unităților centrale de management, cât și ale selectoarelor fiecărei unități separat, ne pot oferi în orice moment o imagine a eficienței energetice a sistemului sau a fiecărei unități, ajutând la abordarea în timp util a oricăror probleme care duc la creșterea consumului de energie. 

Extinderile rețelelor de aer comprimat se bazează pe proiectarea inițială a conductelor. Pe măsură ce lungimea rețelei crește și aportul total de aer crește, conduce la căderi de presiune foarte mari în rețea, drept urmare se utilizează presiuni semnificativ mai mari pentru a putea asigura consumul dorit. Nu uitați că fiecare 1 bar de presiune scăzut din sistemul nostru generează economii de energie de 7%, precum și o reducere a pierderilor de aer cu 13%. Un studiu adecvat al nevoilor rețelei poate duce la utilizarea unei presiuni semnificativ mai mică de funcționare a sistemului și, în consecință, la economii mari de energie.

94% din energia consumată de un compresor de aer este transformată în căldură. Fără un sistem de recuperare a energiei această căldură se pierde în atmosferă. În funcție de tipul de compresor de aer se poate recupera pana la 105% din energia consumata. La compresoarele cu șurub lubrifiate acest procent poate ajunge până la 90%, iar în cazul compresoarelor cu ulei liber (Oil Free) 105%, profitând de căldura vaporilor de apă din aerul aspirat. Recuperarea se face sub forma de apa caldă și poate servi aplicații precum încalzire, apă caldă menajeră și preîncalzirea apei ajutând la transformarea energetică a fiecarei companii.