Energooszczędność sprężarek

Energooszczędność sprężarek powietrza

Wytwarzanie sprężonego powietrza to przedsięwzięcie wymagające dogłębnej analizy.

W wielu gałęziach przemysłu zużycie energii elektrycznej na wytworzenie sprężonego powietrza jest najważniejszym czynnikiem kosztotwórczym.

Zużycie energii elektrycznej przez sprężarki powietrza na całym świecie, szacuje się, że wynosi od 75% do 85% kosztu posiadania kompresora.

Niezależnie od tego czy są to sprężarki śrubowe, czy sprężarki łopatkowe wykorzystywane do wytwarzania sprężonego powietrza, szacowane wartości są na podobnym poziomie.

Oznacza to, że sprężone powietrze i oszczędzanie energii powinny się uzupełniać, a nie wykluczać.

Kierunki ograniczania zużycia energii elektrycznej

• Większa wydajność sprężarki

Gardner Denver produkuje energooszczędne sprężarki śrubowe, z których dwie grupy posiadają cechy wysokiej efektywności energetycznej.

Modele jednostopniowe z oznaczeniem -e, dzięki swojej konstrukcji cechuje zwiększona wydajność w porównaniu ze sprężarkami o podobnej mocy silnika. Produkują one sprężone powietrze, gdzie wydajność sprężarki jest wyższa o 6%.

Z kolei sprężarka śrubowa dwustopniowa ma jedną z najwyższych w przemyśle sprężarkowym efektywność energetyczną.

Określa go współczynnik efektywności energetycznej mówiący jaka ilość energii elektrycznej w kW potrzebna jest na wytworzenie 1m³ sprężonego powietrza w ciągu minuty.

Współczynnik efektywności energetycznej różni się w zależności od ciśnienia roboczego, mocy silnika, rodzaju sprężarki więc przy porównaniu różnych sprężarek warto zapoznać się z podstawami problemu energochłonności w wytwarzaniu sprężonego powietrza.

Niezależnie jednak od tego w jakich gałęziach przemysłu pracuje sprężarka powietrza i w jakich warunkach, to ten współczynnik pomaga oszacować, ile energii elektrycznej może zużyć kompresor w zakładzie produkcyjnym, aby wyprodukować sprężone powietrze.

• Sprężarki o zmiennej prędkości obrotowej

Sprężarki wyposażone w falownik pracują zawsze z wydajnością dostosowaną do aktualnego zapotrzebowania na sprężone powietrze. Dzięki temu efektywność energetyczna jest zaprojektowana w konstrukcji.

Dobrze dobrana sprężarka z falownikiem nigdy nie pracuje na biegu jałowym, kiedy to zużywa się energię elektryczną nie produkując sprężonego powietrza.

Oszczędność energii elektrycznej jest możliwa na poziomie 35% kosztów zużycia energii.

Kierunek ten jest na tyle znaczący, że producenci oferują zestawy z falownikiem, w które można wyposażyć sprężarki śrubowe lub sprężarki łopatkowe, dotychczas eksploatowane w zakładach przemysłowych.

Do prawidłowego działania "odcięte" są niektóre prędkości obrotowe, aby kompresor nie wpadał w rezonans, dlatego też do doboru takiego zestawu potrzeba wiedzy i doświadczenia.

Więcej o sprężarce śrubowej z falownikiem dowiesz się z filmu pt. "Kompresor śrubowy z falownikiem"

• Wymiennik ciepła

Kompresory podczas procesu sprężania generują bardzo dużo ciepła, a jest to nośnik energii, który warto wykorzystać.

Tłoczenie ciepłego powietrza z chłodzonego powietrzem kompresora do systemu grzewczego wody lub podobnej aplikacji skutecznie odzyskuje do 96% ciepła odpadowego.

Sprężarki chłodzone powietrzem lub chłodzone cieczą mogą być wyposażone w płytowy wymiennik ciepła zamontowany fabrycznie lub zmodernizowane w późniejszym czasie. 

Wymiennik zapewnia odzysk ciepła na poziomie ok. 76% zużycia energii elektrycznej poprzez transfer energii cieplnej oleju kompresora do wody obiegowej wymiennika i podgrzanie jej nawet do 75ºC.

15% jest możliwe do odzyskania z chłodzenia sprężonego powietrza i ok. 5% to ciepło z chłodzenia silnika elektrycznego. W ten sposób można odzyskać w zakładzie produkcyjnym zużytą energię elektryczną.

O wymienniku ciepła i jaka jest jego zasada działania, możesz obejrzeć film pt. "Odzysk ciepła ze sprężarki Gardner Denver" szerzej omawiający to zagadnienie.

• Wyposażenie sprężarki w silnik IE4

Podczas konfiguracji sprężarek można wyposażyć je w silniki elektryczne w klasie sprawności super premium IE4.

Zakup sprężarki to około 10-12% kosztów posiadania sprężarki w długim okresie eksploatacji więc dodatkowa inwestycja w silnik niewielkiej kwoty, aby zmniejszyć zużycie energii elektrycznej i mieć tańsze sprężone powietrze jest warta rozważenia.

Oszczędzanie energii elektrycznej w zakładzie produkcyjnym

Kluczowe znaczenie mają energooszczędne sprężarki. Powyżej przedstawione zostały cztery podstawowe kierunki ograniczenia energii elektrycznej wykorzystywanej do wytwarzania sprężonego powietrza, na które masz wpływ podczas podejmowania decyzji inwestycyjnej zakupu nowej sprężarki do Twojego zakładu.

Ale trzeba posłuchać co mówi Utrzymanie ruchu. Bo może najsłabsze ogniwo w twoim zakładzie to instalacja sprężonego powietrza, a nie sprężarka.

Możliwość ograniczenia zużycia sprężonego powietrza w zakładach przemysłowych jest gwarantowana.

Dzięki temu zredukuje się straty wynoszące dziesiątki lub setki tysięcy złotych rocznie. Dobrze przeprowadzony audyt instalacji może zlokalizować sprężarkę, którą należy wyłączyć, co da wymierne oszczędności.

Szacuje się, że straty niezależnie czy w produkcji farmaceutycznej czy też przemyśle spożywczym spowodowane nieszczelnościami instalacji wynoszą ok. 35% kosztu wytworzenia sprężonego powietrza.

Każde obniżenie ciśnienia o 1 bar to obniżenie zużycia energii elektrycznej o 7%. Wymierne oszczędności, łatwe do osiągnięcia.

A jeszcze można ograniczyć spadek ciśnienia przystępując do wymiany filtrów sprężonego powietrza na czas. Wymiany wszystkich filtrów, gdy spadek ciśnienia przekroczy dopuszczalne wartości, a nie wtedy kiedy upłynie czas.

System odwdzięczy się wydajnością, niskim zużyciem energii elektrycznej, a co za tym idzie energooszczędnością.

Nowe technologie

Sprężarka śrubowa i sprężarka łopatkowa produkowane przez producentów należących do grupy Gardner Denver wyposażone są w sterownik iConn.

Sprężarki przygotowane są do Przemysłu 4.0 i każdy kto korzysta z takiego systemu ma dodatkowe możliwości ograniczenia zużycia energii.

Ma możliwość ograniczenia kosztów w zależności od obciążenia kompresorów. Do systemu może być podłączone uzdatnianie sprężonego powietrza.

Duży wpływ na energooszczędność ma jednak człowiek, a właściwie jego niezbędne nastawienie na spływające komunikaty i konieczność reakcji.

Niejedno Case study w przemyśle wykazało, że niezależnie od zastosowania, to konsekwencja w realizacji wytycznych, jak ograniczyć zużycie energii elektrycznej jest kluczowa.