Pochopenie celkových nákladov na stlačený vzduch

Investičné náklady sú fixné a zahŕňajú kúpnu cenu, náklady na infraštruktúru, inštaláciu a poistenie. Investičné náklady sú určené úrovňou kvality stlačeného vzduchu a dobou odpisovania zariadenia. Náklady na energiu zahŕňajú ročný prevádzkový čas, stupeň využitia zaťaženia/odľahčenia a náklady na energiu jednotky.

Pri investovaní do nového vybavenia je najlepšie pozrieť sa na vaše súčasné potreby a plánované rozšírenia. Bude tiež potrebné zvážiť faktory, ktoré môžu ovplyvniť inštaláciu stlačeného vzduchu, vrátane environmentálnych predpisov, možností úspory energie, výrobných potrieb a plánovaného rastu.

Optimalizácia prevádzky kompresora je dôležitá pre veľké priemyselné odvetvia závislé od stlačeného vzduchu. Ak pracujete v rozvíjajúcom sa odvetví, výroba, vrátane prevádzkových podmienok, sa časom zmení.

Na základe našich skúseností vám rozsiahla, nezaujatá analýza vašich prevádzkových potrieb výrazne pomôže znížiť celkové náklady. Preto je dôležité, aby dodávka stlačeného vzduchu zodpovedala vášmu skutočnému dopytu a zároveň ponechala priestor pre budúce rozšírenie.

Nižšie je uvedený zoznam rôznych komponentov, s ktorými sa stretnete, a ako ovplyvňujú celkové náklady na systémy so stlačeným vzduchom.

• Vzduchové kompresory – Ide o samotné zariadenie. Ako je uvedené vyššie, počiatočná cena predstavuje iba malú časť celkových nákladov na vlastníctvo. Keďže energia tvorí väčšinu celkových nákladov, má zmysel investovať do najefektívnejšieho zariadenia.

• Sušiče a filtre –Tieto komponenty sú obzvlášť dôležité pre citlivé aplikácie, ako sú potraviny a liečivá, pretože sa týkajú kvality vzduchu. Pre vaše odvetvie budete potrebovať správne riešenie, ktoré zaručí splnenie noriem.

• Vypúšťanie – Inteligentné odvádzače s nulovými stratami odvádzajú zo systému so stlačeným vzduchom v prípade potreby nahromadený kondenzát. Na rozdiel od časového odvádzača, ktorý vypúšťa vo zvolenom časovom intervale, aj keď nie je prítomný kondenzát, sa tým ušetrí energia. 

• Potrubia – Vhodný potrubný systém eliminuje vzduchové obmedzenia, poklesy tlaku a môže znížiť úniky vzduchu.

• Zásobníky stlačeného vzduchu – Súvisí s tým použitie zásobníkov vzduchu, ktoré uchovávajú stlačený vzduch. Ak je správne dimenzovaný, môže to eliminovať falošné požiadavky na váš systém so stlačeným vzduchom a potrebu ďalších kompresorov. Pomáha tiež znižovať zmeny tlaku v systéme. 

• Únik vzduchu – Zatiaľ čo mnoho neefektívnych elementov možno odstrániť ešte pred spustením systému do prevádzky, nevyhnutnosťou je zariadenia neustále monitorovať. To zahŕňa detekciu a opravu nákladných únikov vzduchu.

• Centrálny regulátor – V systémoch s viac ako jedným kompresorom môžu hrať hlavnú úlohu centrálne regulátory. Môžu znížiť priemerné tlakové pásmo, riadiť kapacitu kompresora a regulovať otáčky kompresora. 

• Rekuperácie energie – Väčšinu odpadového tepla vzduchového kompresora možno rekuperovať a využiť v iných oblastiach prevádzky. Napríklad na vykurovanie miestností, vody alebo výrobných procesov.

Pri výpočtoch je dôležité použiť koncepciu celkovej spotreby energie. Mali by sa zvážiť všetky komponenty zahrnuté v inštalácii kompresora, vrátane vstupných filtrov, ventilátorov, sušičov, odlučovačov a rekuperácie energie. Na porovnanie možností je najlepšie použiť normy Medzinárodnej organizácie pre normalizáciu (ISO).

Pracovný tlak priamo ovplyvňuje požiadavky na výkon. Vyšší tlak znamená vyššiu spotrebu elektrickej energie. V skutočnosti každý prírastok o 1 bar vyžaduje približne 8 % energie. Zvýšenie pracovného tlaku na kompenzáciu tlakovej straty má vždy za následok zhoršenie účinnosti.

Vo všeobecnosti k týmto poklesom tlaku dochádza v dôsledku nevhodného potrubného systému alebo upchatých filtrov. Pred zvýšením tlaku kompresora sa odporúča preveriť tieto faktory. Ak sa takéto problémy s údržbou neriešia, v prípade inštalácií vybavených niekoľkými filtrami môže byť pokles tlaku výrazný a nákladný.

V mnohých zariadeniach nie je možné realizovať veľké zníženie tlaku. Použitie moderných regulačných zariadení však umožňuje reálne znížiť tlak o 0,5 baru. Táto metóda prináša miernu úsporu energie. Hoci je toto zníženie zdanlivo nevýznamné, odrazí sa na ročných nákladoch.

Ako bolo uvedené vyššie, náklady na energiu sú dominantným faktorom celkových nákladov na stlačený vzduch. V skutočnosti môžu tvoriť až 80 % vlastníctva a prevádzky systému so stlačeným vzduchom. Preto je dôležité zamerať sa na najefektívnejšie riešenia, ktoré vyhovejú vašim požiadavkám.

Hoci najpokročilejšie vybavenie prináša vyššie počiatočné investičné náklady, za účelom celkových úspor sa to zvyčajne oplatí. Ideálna situácia je, keď kapacita kompresora zodpovedá spotrebe vzduchu vašej aplikácie. K dispozícii je tiež zariadenie s premenlivými otáčkami (VSD), ktoré dokáže vyhovieť rôznym požiadavkám na tlak.

Väčšina kompresorov je vybavená zabudovanými ovládacími a regulačnými systémami. Ak prevádzkujete viac ako jedno zariadenie, môžete pridať aj vzdialené monitorovanie a centrálnu reguláciu. Pomôže to optimalizovať celý váš systém a zaistí, že budete pracovať pri špičkovom výkone. Regulácia otáčok motora je preto vďaka svojmu značnému potenciálu populárnou metódou úspory energie.

Niektoré monitorovacie nástroje môžu tiež určiť oblasti neefektívnosti. Tieto informácie sú užitočné pri určovaní únikov, opotrebovania zariadení, zlej filtrácie a nesprávne nakonfigurovaných komponentov. Ako bolo uvedené vyššie, tieto problémy s údržbou môžu zvýšiť celkové náklady na systémy so stlačeným vzduchom.

Úniky môžu často predstavovať až 20 % produkcie prúdu stlačeného vzduchu. Úniky sú tiež úmerné pracovnému tlaku, a preto je jedným z riešení oprava netesného zariadenia a zníženie pracovného tlaku. Zníženie tlaku iba o 0,3 baru znižuje úniky o 4 %. Ak v prípade 100 m3/min inštalácie predstavujú úniky 12 %, toto zníženie prinesie úsporu približne 3 kW.

Bude tiež potrebné zvážiť, kedy skutočne používate svoje vybavenie. Ak sa počas nocí a víkendov používa malé množstvo stlačeného vzduchu, možno budete chcieť na tento čas nainštalovať malý kompresor. Toto členenie je možné dosiahnuť pomocou vypínacích ventilov. 

Ak konkrétna aplikácia potrebuje iný pracovný tlak, budete musieť určiť, či má centralizovaná alebo rozdelená výroba zmysel. Rozdelenie vašej siete stlačeného vzduchu je tiež užitočné na segmentáciu vysokých a nízkych špičiek. Takéto plánovanie by malo byť založené na meraniach prietoku vzduchu.

Pomocou moderného hlavného riadiaceho systému, ako je opísané vyššie, môže centrála kompresora fungovať optimálne v rôznych situáciách. Výber správneho spôsobu regulácie podporuje úspory energie v podobe nižšieho celkového tlaku v systéme a optimálneho využitia. Tieto regulačné prvky môžu tiež znížiť prestoje tým, že rovnomerne rozložia pracovné zaťaženie.

Centrálna regulácia vám tiež umožňuje naprogramovať automatické zníženie tlaku v čase mimo špičky, ako sú noci a víkendy. Keďže spotreba stlačeného vzduchu je zriedka konštantná, inštalácia kompresora by mala mať univerzálny dizajn. Mala by sa implementovať kombinácia kompresorov s rôznymi kapacitami a monitormi s riadením rýchlosti.

Rekuperovanú odpadovú energiu vzduchového kompresora je možné využiť na úplné alebo čiastočné použitie externej elektriny, plynu alebo oleja ako náhrady za teplo. Rozhodujúcimi faktormi sú náklady na energiu v €/kWh, stupeň využitia a výška dodatočných potrebných investícií.

Dobre naplánovaný systém energetického zhodnocovania odpadu často prináša návratnosť do 1 – 3 rokov. Viac ako 90 % energie dodanej do kompresora možno získať späť vo forme cenného tepla. Úroveň teploty rekuperovanej energie určuje možné oblasti použitia a tým aj jej hodnotu.

Najvyšší stupeň účinnosti sa vo všeobecnosti dosahuje z inštalácií chladených vodou. Funguje to, keď je výstup horúcej chladiacej vody kompresorovej inštalácie pripojený k zariadeniu vyžadujúcemu teplo. Napríklad spätný okruh existujúceho vykurovacieho kotla.

Rekuperovanú odpadovú energiu je možné využívať celoročne. Rôzne konštrukcie kompresorov majú rôzne predpoklady. V niektorých situáciách vyžadujúcich veľký a špičkový prietok tepla, dlhé vzdialenosti prenosu tepla alebo rôzne požiadavky môžete rekuperovanú energiu aj predávať. Získajte viac informácií o rekuperácii energie v kompresorových inštaláciách.