10 adımda çevre dostu ve daha verimli üretim

Çevre dostu üretim için karbon azaltımı: bilmeniz gereken her şey
10 adımda çevre dostu basınçlı hava üretimi

Pnömatik taşıma prosesi hakkında bilmeniz gereken her şey

Pnömatik konveyörle taşıma sürecini nasıl daha verimli bir hale getirebileceğinizi keşfedin.
3D images of blowers in cement plant
Kapat

Hava kompresörlerinde akış nasıl kontrol edilir?

Bir hava kompresöründeki akış, motor hızını değiştirerek veya hava talebini karşılamak için yük ve boş döngülerini yöneterek kontrol edilir. Bu, VSD ve frekans dönüştürücüler, çift hızlı motorlar veya basınç tabanlı yük ve boşa alma kontrolü kullanılarak sabit hızlı üniteler ile yapılır. Modern elektronik kontroller eski röle sistemlerinin yerini alarak hassasiyeti ve duyarlılığı artırmıştır. Her yöntem, aşağıda ele aldığımız farklı talep modellerine ve avantajlara uygundur.

Değişken hızlı ünite (VSD) teknolojisi

Değişken hızlı ünite (VSD) teknolojisi, motor hızını sürekli olarak ayarlayarak kompresör çıkışını gerçek talebe uyarlar. VSD, tek hızda çalışmak ve yük ve yüksüz çevrimlere güvenmek yerine, sistem basıncını sabit tutarken enerji israfını azaltmak için elektronik motor hızı kontrolü kullanır.

an illustration about regulation and control for the atlas copco wiki.

Değişken hızlı ünite teknolojisinin çalışma şekli

  • Elektronik kontrol sistemi: Sensörler sistem basıncını gerçek zamanlı olarak izler. Kontrolör, gerçek basıncı ayar noktasıyla karşılaştırır ve gerekli motor hızını belirler.
  • Frekans dönüştürücü çalışması: Frekans dönüştürücü, elektrik motoruna sağlanan frekansı ve voltajı değiştirir, bu da element hızını ve dolayısıyla hava akışını etkileyen motor devrini değiştirir.
  • Sürekli hız ayarı: Hız adımlar halinde değil de yumuşak bir şekilde değiştiğinden, VSD, doğru boyutlandırıldığında ve ayarlandığında genellikle ±0,1 bar civarında sıkı bir basınç stabilitesini koruyabilir.
  • Kısmi yük verimliliği: Talep düştüğünde kontrolör hızı düşürür ve kompresör yalnızca ağın ihtiyaç duyduğu havayı ürettiği için güç tüketimi azalır.
  • Yumuşak başlatma: Frekans dönüştürücü hızını kademeli olarak artırarak ani akımı azaltır ve başlatma sırasında elektriksel ve mekanik stresi sınırlar.

Hava kompresöründe değişken hızlı ünite basınç kontrolü

VSD avantajları ve uygulamaları

VSD hız avantajları, hava talebi gün boyunca dalgalandığında sağlanır. Kompresör, RPM'yi sürekli olarak ayarlayarak hızı, hem verimliliği hem de stabiliteyi artıran sık yük ve yüksüz çevrimler olmadan düzenler.

  • Enerji tasarrufu: Değişken talepli sahalarda sabit hızda çalışmaya kıyasla genellikle %30 ila %60, tasarruflar ise kısmi yükte daha az güç kullanımı ile sağlanır.
  • Tutarlı basınç kontrolü: Daha sıkı basınç bantları istikrarlı prosesleri destekler ve gereksiz yüksek bir ayar noktasında çalışma ihtiyacını azaltabilir.
  • Daha az bakım: Daha az çalıştırma ve daha sorunsuz çalışma, bileşenlerde ve valflerde aşınmayı azaltır.
  • Yumuşak başlatma: Daha düşük ani akım ve daha yumuşak hızlanma, elektrik kaynağı ve aktarma organları üzerindeki gerilimi azaltır.

VSD teknolojisinin ne zaman kullanılacağı

VSD teknolojisi, hava talebiniz gün içinde değiştiğinde akıllı bir seçimdir. Üretimde dalgalanmalar olan tesislere, net tepe noktaları ve düşük dönemleri olan çok vardiyalı çalışmalara ve sabit hızlı kompresörün büyük boyutlu olduğu ve kısmi yükte uzun saatler çalıştığı tesislere uygundur.

Geri ödeme, elektrik fiyatınıza, çalışma saatlerinizeve talebinizin ne kadar değiştiğine bağlıdır, ancak birçok kurulum aylar ila birkaç yıl içinde geri dönüş görür. Önemli olan, kontrol yöntemini gerçek talep profilinizle eşleştirmektir, böylece sabit basınç ve mümkün olan en iyi enerji tasarrufunu elde edersiniz.

 

Hızı ve enerjiyi kontrol eden vsd teknolojisine sahip bir kompresörün grafiği.

Çift hızlı kompresör sistemleri

Çift hızlı kompresör sistemleri, sabit hız kontrolü ve VSD arasında orta bir seçenektir. İki motor hızında çalışırlar: tam çıkış için tam hız, ardından boşa alma sırasında daha düşük hız.

Verimlilik Etkisi

Boşa alma sırasında minimum hızda çalışmak enerji tüketimini azaltır. Çift hız, minimum boşa alma motor hızı ve basınç altındaki bir sisteme karşı (daha hızlı) başlatılabilmesi sayesinde geçici kayıpları da en aza indirir.

 

Enerji, bir kompresöre sahip olma ve çalıştırma maliyetinin yaklaşık %80'ini oluşturur. Bu, GA FLX'in sağlayabileceği %20 enerji tasarrufunun, işletme maliyetlerinizi düşürmenize ve sürdürülebilirlik hedeflerinize ulaşmanıza katkıda bulunabileceği anlamına gelir.

Tipik uygulamalar

Çift hız, aşağıdakiler gibi talep değişikliklerinin orta ve öngörülebilir olduğu yerlerde en iyi şekilde çalışır:

  • net tepe ve vadilere sahip çok vardiyalı sahalar
  • Tekrarlayan üretim döngüleri olan tesisler
  • tam VSD olmadan verimlilik yükseltmesi arayan maliyet bilincine sahip operasyonlar

Atlas Copco'nun GA FLX modeli, bu iki hızlı yaklaşımın bir örneğidir.

Yük kontrol sistemleri ile sabit hız

Sabit hızlı kompresörler sabit bir motor devir sayısında çalışır, bu nedenle akış kontrolü en yaygın yük ve boşa alma kontrolü olan kontrol sistemi türünden gelir. Motor hızını değiştirmek yerine kompresör, kompresörün girişini açıp kapatarak hava akışını düzenler.

Yükleme ve boşaltma kontrolü nasıl çalışır

  • Giriş valfi regülasyonu: Giriş valfini açarak veya kapatarak kompresörün çıkış akışını kontrol etmek için kullanılan yaygın bir yöntemdir
  • Yükten boşa döngü: üst basınç ayar noktasında kompresör boşalır ve basınç alt ayar noktasına düştüğünde tekrar yüklenir.
  • Basınç bandı çalışması: Boşa alma ayar noktası ile yük ayar noktası arasındaki farka basınç bandı denir. Bu, basıncın gerekli basınç ayarından ne kadar dalgalanabileceğini gösterir.

En uygun uygulamalar

Sabit hızlı yükleme ve boşa alma sistemleri, talebin sabit ve yüksek olduğu durumlarda en iyi performansı gösterir, böylece kompresör çoğu zaman yüklü kalır (örneğin 7/24 çalışma).

Maliyet ve bakım profili

Daha gelişmiş hız kontrol çözümleriyle karşılaştırıldığında, sabit hızlı sistemler genellikle daha düşük başlangıç yatırımı anlamına gelir ancak tipik olarak VSD kompresöre kıyasla daha fazla enerji tüketir.

Sabit hızlı kompresörler daha yüksek bir başlatma akımına ve ayrıca belirli bileşenlerin ve valflerin aşınması ve yıpranması üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olabilecek daha fazla yüke geçme/boşa alma/başlatma/durdurma döngüsüne sahiptir.

Sabit hızlı ve çift hızlı kompresör kontrolü

Hava talebi gün içinde arttığında ve düştüğünde, kontrol yöntemi gerçek bir fark yaratır. Sabit hız kontrolü bir sabit hızda çalışır, bu nedenle esas olarak yükleme ve boşaltma ile tepki verir. 

Çift hızlı kontrol, kompresörün boşaltılması gerekmeden önce yüksek veya düşük hızda çalışmasını sağlayarak düşük hız kademesi ekler ve bu da kısmi yük dönemlerinde enerji israfını azaltabilir.

 

Sabit hız kontrolü

  • Tek devirli
  • Yükleme/boşaltma döngüsünü kullanır
  • Sabit talep için en iyisi
  • Yüksek deşarj gücü
  • Boşaltma döngüsü sırasında dahili basınç tamamen boşaltıldı

 

 

Çift hız kontrolü

  • İki hız: yüksek ve düşük
  • Yükleme/boşaltma döngüsünü kullanır
  • Orta dereceli talep değişiklikleri için en iyisi
  • Daha düşük boşa alma gücü
  • Geçici kayıpları azaltmak için boşaltma döngüsü sırasında dahili basınç tamamen tahliye edilmedi

Basınçlı hava enerji maliyetlerinizi azaltın

Hız kontrol teknolojisi önemli ölçüde enerji tasarrufu sağlayabilir. Basınçlı hava uzmanlarımız uygulamanızı değerlendirebilir, gerçek tasarruf potansiyelini açıklayabilir ve VSD'den çift hızlı sistemlere kadar en uygun çözümü önerebilir.

En enerji verimli hız kontrol yöntemi nedir?

Gerçek dünyadaki çoğu basınçlı hava sisteminde, frekans dönüştürücülü VSD, motor devrini sürekli olarak talebe göre eşleştirdiği ve uzun süre yüksüz çalışmayı önlediği için en enerji verimli hız kontrol yöntemidir. Bununla birlikte, talebiniz çok sabitse ve kompresör neredeyse her zaman yüklü kalıyorsa, sabit hızlı bir ünite de verimli olabilir, çünkü enerji çevrimini boşa harcamaz.

Ne zaman çift hızlı kontrol yerine VSD'yi seçmeliyim?

Hız kontrol sistemlerinizin sık veya öngörülemeyen talep değişikliklerine yanıt vermesi gerektiğinde veya basınç kararlılığı önemli olduğunda VSD'yi seçin. VSD, basıncı daha sıkı tutabilir ve adım değişikliklerini önleyebilir. Talep belirgin şekilde yüksek ve düşük dönemlerde değiştiğinde ve tam VSD'den daha düşük maliyetli bir verimlilik iyileştirmesi istiyorsanız çift hızlı bir orta seçenektir.

Hız kontrolü ne kadar enerji tasarrufu sağlayabilir?

Tasarruf, talep profilinize, basınç ayarlarınıza ve çalışma saatlerinize bağlıdır. Genel bir kural olarak, VSD kısmi yükte enerji kullanımını önemli ölçüde azaltabilir ve genellikle değişken talepli sahalarda önemli tasarruflar sağlarken, çift hızlı, uygun koşullarda sabit hıza kıyasla yaklaşık %20'ye kadar tasarruf sağlayabilir. En büyük kazançlar genellikle uzun düşük ila orta talep dönemlerinde hız regülasyonunun iyileştirilmesinden gelir.

Mevcut kompresörlere hız kontrolü ekleyebilir miyim?

Bazen evet, ancak kompresör tasarımına, motor tipine, kontrollere ve genel sisteme bağlıdır. Motor hızı kontrolünün retrofit edilmesi, bir frekans dönüştürücünün eklenmesini, sensörlerin ve kontrolörün yükseltilmesini ve motorun ve soğutma sisteminin bir hız aralığında güvenli bir şekilde çalışabileceğinin doğrulanmasını içerebilir. Çoğu durumda kompresör kontrollerini yükseltmek veya hava sistemini iyileştirmek, tam bir iyileştirmeden daha uygun maliyetli bir ilk adım olabilir.

Hız kontrolü kompresörün kullanım ömrünü nasıl etkiler?

Bir kompresör hızı sorunsuz bir şekilde düzenlediğinde, sık çalıştırma, ani yük değişiklikleri ve basınç dalgalanmalarıyla ilişkili aşınmayı azaltabilir. VSD yumuşak başlatma, başlatma sırasında elektriksel stresi azaltır ve daha istikrarlı çalışma, bileşenlerde daha nazik bir çalışma sağlar. Önemli olan doğru boyutlandırma ve kurulumdur: Yetersiz seçilmiş veya kötü ayarlanmış bir sistem, kullanım ömrü avantajlarını dengeleyebilecek gereksiz çevrimlere veya kararsız kontrole neden olabilir.

İlgili yazılar

an illustration about regulation and control for the atlas copco wiki.

Kontrol Sistemleri: Merkezi kontrol

26 Nisan, 2022

Basınçlı havayı işleme yöntemleri ve bu süreçlerde kullanılan farklı araçlar hakkında daha fazla bilgi alın. Burada hava kompresörlerinin kontrolü ve izlenmesi konusundan bahsedeceğiz.

an illustration about regulation and control for the atlas copco wiki.

Kontrol Sistemleri: Veri İzleme

23 Şubat, 2022

Basınçlı havayı işleme yöntemleri ve bu süreçlerde kullanılan farklı araçlar hakkında daha fazla bilgi alın. Burada hava kompresörlerinin kontrolü ve izlenmesi konusundan bahsedeceğiz.