Razumevanje skupnih stroškov stisnjenega zraka

Stroški naložbe so fiksni ter vključujejo nakupno ceno, infrastrukturne stroške, namestitev in zavarovanje. Stroški naložbe so odvisni od ravni kakovosti stisnjenega zraka in amortizacijske dobe. Stroški energije vključujejo letni čas obratovanja, stopnjo izkoriščenosti obremenitve/razbremenitve in strošek energije na enoto.

Spodaj je naveden seznam različnih sestavnih delov, na katere lahko naletite, vključno z njihovim vplivom na skupne stroške sistemov za stisnjen zrak.

• Zračni kompresorji – To je sam stroj. Kot je navedeno zgoraj, začetna cena predstavlja le majhen del skupnih stroškov lastništva. Ker energija predstavlja večino skupnih stroškov, je smiselna naložba v najučinkovitejši stroj.

• Sušilniki in filtri – Ti sestavni deli so še posebej pomembni za občutljive načine uporabe, kot sta živilska in farmacevtska industrija, saj so povezani s kakovostjo zraka. Želeli boste pravo rešitev za svojo panogo, da bo zagotovljena skladnost s standardi.

• Odvodi – Pametni odvodi z ničelnimi izgubami odvajajo nakopičeni kondenzat iz sistema za stisnjen zrak, ko je to potrebno. S tem se prihrani energija v nasprotju z odvodi s časovnikom, ki odvajajo vodo v izbranem časovnem intervalu, tudi če ni kondenzata. 

• Cevi – Ustrezen cevni sistem odpravlja omejitve zraka in padce tlaka ter lahko zmanjša uhajanje zraka.

• Rezervoarji za zrak – S tem je povezana tudi uporaba rezervoarjev, v katerih se shranjuje stisnjen zrak. Če so ustrezne velikosti, lahko s tem odpravite napačno potrebo po stisnjenem zraku in potrebo po dodatnih kompresorjih ter pomagate zmanjšati spremembe tlaka v sistemu. 

• Uhajanje zraka – Čeprav je veliko neučinkovitosti mogoče odpraviti že pred začetkom delovanja sistema, je stalno spremljanje delujoče opreme nujno. To vključuje odkrivanje in popravilo dragih uhajanj zraka.

• Centralni krmilnik – V sistemih z več kot enim kompresorjem lahko imajo centralni krmilniki pomembno vlogo. Z njimi lahko zmanjšate povprečno tlačno območje, upravljate zmogljivost kompresorja in uravnavate njegovo hitrost. 

• Obnavljanje energije – Večino odpadne toplote zračnega kompresorja je mogoče obnoviti in uporabiti na drugih področjih delovanja, npr. za ogrevanje prostorov, vode ali proizvodnih postopkov.

Pri izvajanju izračunov je pomembna uporaba koncepta skupne potrebe po moči. Upoštevati je treba vse sestavne dele kompresorske naprave, vključno z vhodnimi filtri, ventilatorji, sušilniki, izločevalniki in obnavljanjem energije. Za primerjavo možnosti je najbolje uporabiti standarde Mednarodne organizacije za standardizacijo (ISO).

Delovni tlak neposredno vpliva na potrebe po moči. Višji tlak pomeni večjo porabo električne energije. Pravzaprav vsako povečanje za 1 bar zahteva približno 8 % moči. Zvišanje delovnega tlaka za kompenzacijo padca tlaka vedno povzroči zmanjšanje učinkovitosti.

Na splošno do teh padcev tlaka pride zaradi neustreznega sistema cevi ali zamašenih filtrov. Priporočljivo je, da raziščete te dejavnike, preden zvišate tlak kompresorja. Pri napravah, ki so opremljene z več filtri, je lahko padec tlaka velik in drag, če se ne izvaja ustrezno vzdrževanje.

V številnih napravah ni mogoče izvesti velikih znižanj tlaka. Uporaba sodobne regulacijske opreme pa omogoča realno znižanje tlaka za 0,5 bara. Ta metoda omogoča manjše varčevanje z energijo. Čeprav se to znižanje zdi nepomembno, pa vpliva na letne stroške.

Večina kompresorjev je opremljenih z vgrajenimi krmilnimi in regulacijskimi sistemi. Če upravljate več kot en stroj, lahko dodate tudi daljinsko spremljanje in centralne krmilnike. S tem boste optimizirali celoten sistem in zagotovili delovanje opreme z najvišjo zmogljivostjo. Pri tem je regulacija hitrosti motorja zaradi svojega velikega potenciala priljubljen način varčevanja z energijo.

Nekatera orodja za spremljanje lahko tudi zelo natančno določijo področja neučinkovitosti. Te informacije so uporabne pri ugotavljanju puščanja, obrabljene opreme, slabe filtracije in nepravilno konfiguriranih sestavnih delov. Kot že omenjeno, lahko te težave v zvezi z vzdrževanjem povečajo skupne stroške sistemov za stisnjen zrak.

Puščanje lahko pogosto predstavlja do 20 % proizvodnje pretoka stisnjenega zraka. Puščanje je prav tako sorazmerno z delovnim tlakom, zato je ena od metod popravilo puščajoče opreme in znižanje delovnega tlaka. Znižanje tlaka za samo 0,3 bara zmanjša puščanje za 4 %. Če puščanje v napravi s pretokom 100 m3/min znaša 12 %, to zmanjšanje predstavlja prihranek približno 3 kW.

Priporočamo tudi, da razmislite, kdaj dejansko uporabljate svojo opremo. Če se ponoči in ob koncih tedna porablja majhna količina stisnjenega zraka, lahko za ta obdobja morda namestite majhen kompresor. To segmentacijo je mogoče izvesti z zapornimi ventili. 

Če je za določen način uporabe potreben drugačen delovni tlak, boste morali ugotoviti, ali je smiselna centralizirana ali ločena proizvodnja. Ločevanje omrežja stisnjenega zraka je uporabno tudi za segmentiranje med visokimi in nizkimi konicami. Takšno načrtovanje mora temeljiti na meritvah pretoka zraka.

Centralni kompresorski obrat lahko z uporabo sodobnega glavnega krmilnega sistema deluje optimalno za različne situacije, kot je opisano zgoraj. Izbira ustrezne metode regulacije spodbuja prihranke energije z nižjim skupnim tlakom v sistemu in optimalno izkoriščenostjo. Ti krmilniki lahko tudi skrajšajo čas nedelovanja z enakomerno porazdelitvijo delovne obremenitve.

Centralno krmiljenje vam omogoča tudi programiranje samodejnega znižanja tlaka v času manjše obremenitve, na primer ponoči in ob koncih tedna. Ker je poraba stisnjenega zraka redko stalna, mora biti kompresorska naprava vsestransko zasnovana. Uporabiti je treba kombinacijo kompresorjev z različnimi zmogljivostmi in spremljanjem z nadzorom hitrosti.

Z obnovljeno odpadno energijo zračnega kompresorja je mogoče popolnoma ali delno nadomestiti zunanjo električno energijo, plin ali olje za ogrevanje. Odločilni dejavniki so stroški energije v €/kWh, stopnja izkoriščenosti in višina potrebne dodatne investicije.

Dobro načrtovan sistem za obnavljanje odpadne energije se pogosto povrne v 1–3 letih. Več kot 90 % moči, ki se dovede v kompresor, je mogoče obnoviti v obliki dragocene toplote. Možna področja uporabe in s tem ustvarjena vrednost so odvisne od ravni temperature obnovljene energije.

Najvišjo stopnjo učinkovitosti običajno dosežejo vodno hlajene naprave. To deluje, ko je izhod vroče hladilne vode kompresorske naprave povezan z opremo, ki potrebuje toploto, na primer s povratnim krogotokom obstoječega ogrevalnega kotla.

Obnovljena odpadna energija se lahko uporablja vse leto. Za različne zasnove kompresorjev veljajo različni predpogoji. V nekaterih situacijah, ki zahtevajo velik in konični toplotni tok ali dolge razdalje za prenos toplote oziroma imajo spremenljive zahteve, lahko tudi prodajate obnovljeno energijo. Preberite več o obnavljanju energije v kompresorskih napravah.