Sprężone powietrze jako jeden z najważniejszych nośników energii jest praktycznie niezbędne w zastosowaniach przemysłowych, warsztatowych, medycznych i wielu innych.
Analiza zużycia powietrza wykazuje, że zwykle tylko połowa jest zużywana do realizacji procesów i pracy urządzeń pneumatycznych.
Spis treści
Reszta jest niestety marnowana z powodu:
- nieszczelności(ok. 20-30%)
- niewłaściwego użytkowania (ok. 10 -15%)
- sztucznego zapotrzebowania (ok. 5-10%).
Wiedza o zużyciu powietrza to zasadnicza kwestia do wdrożenia strategii jego obniżenia. Wytworzenie sprężonego powietrza (gdy przeliczymy to na wykonaną pracę) jest średnio pięć razy droższe niż koszt energii elektrycznej.
Może Cię zainteresować artykuł “wszystko o ciśnienie pneumatycznym“
W całej puli kosztów wytworzenia sprężonego powietrza, najwyższy procentowy udział ma energia elektryczna, bo aż 65-85%.
Pozostałe składniki kosztów to:
- koszty eksploatacji takie jak np. przeglądy, serwis, koszt dozoru, ewentualne naprawy czy koszt energii elektrycznej
- koszty inwestycyjne jak np. amortyzacja instalacji sprężonego powietrza, koszty modernizacji sieci, koszt instalacji przyłączy pneumatycznych itp.
Optymalizację kosztów sprężonego powietrza zaczynamy od wybrania najbardziej efektywnego źródła wytwarzania czyli sprężarki, prawidłowego projektu instalacji przesyłowej czyli rurociągu oraz elementów uzdatniania powietrza( filtry, separatory czy stację uzdatniania).
Więcej o systemach pneumatycznych: Informacje o systemach pneumatycznych
Należy jednak pamiętać, że sprawność całej aplikacji (układu) zależy od najsłabszego ogniwa. Dlatego też bardzo istotne jest właściwe zaprojektowanie i ciągłe nadzorowanie całego układu pneumatycznego, w tym monitoring parametrów i oraz ilość zużywanego powietrza.
Na całość procesu obniżenia kosztu należy spojrzeć kompleksowo, gdyż tylko takie działanie daje pewność, że możemy osiągnąć założony cel.
Zasady obniżenia kosztów sprężonego powietrza
Postępując zgodnie z tymi zasadami dasz szansę na obniżenie kosztów działania układu pneumatycznego w perspektywie długoterminowej.
1. Efektywne źródło sprężonego powietrza, czyli wydajny kompresor.
Jedną z ważniejszych decyzji które mają bezpośredni wpływ na wydajność całego układu pneumatycznego jest dobór komresora(np. jaki kompresor do warsztatu?), o odpowiednim rozmiarze (czyli wydajności) do potrzeb.
Wielkość powinna być optymalna, za duży kompresor nie jest wskazany ponieważ generuje niepotrzebne koszty oraz nie wykorzystamy w pełni jego możliwości. Oprócz tego sam koszt zakupu większego kompresora jest oczywiście większy.
Należy też rozważyć jak najbardziej efektywny typ sprężarki do naszych potrzeb. Jedne z najbardziej efektywnych typów kompresorów to sprężarki śrubowe ze zmienną prędkością obrotową.
Najlepszym przykładem są kompresory Atlas Copco serii GA VSD.
2. Ograniczanie strat w układzie pneumatycznym.
Sprężone powietrze jako medium jest naprawdę drogim nośnikiem energii, dlatego warto mieć zawsze na uwadze, czy każde urządzenie pneumatyczne jest odpowiednio dobrane do wykonywanej pracy.
Chodzi o to, (tak jak w przypadku przeszacowania kompresora), aby np. dane narzędzie nie było za duże (co będzie powodowało większy pobór powietrza), tylko optymalnie dobrane do charakteru wykonywanej czynności.
Duże straty czyli koszty, tak jak wcześniej pisałem generują wycieki powietrza. W starszych instalacjach przesyłowych wyciek powietrza może dochodzić nawet do 30%, (zależne jest to z jakich materiałów i jak została wykonana instalacja).
Większość z nas nie zdaje sobie sprawy, ale nawet 75% wycieków wogóle nie słychać – wykryć je można za pomocą specjalnych urządzeń, jak np. detektory ultradźwiękowe, czy za pomocą testerów szczelności ( aerozol w postaci pianki ).
Dlatego tak waże jest aby je wyeliminować lub chociaż maksymalnie ograniczyć.
3. Zmniejszenie ciśnienia w instalacji sprężonego powietrza.
Dość często można spotkać się z sytuacją, gdzie cała instalacja działa pod wyższym ciśnieniem, tylko po to aby zaspokoić w wyższe ciśnienie tylko jeden punkt odbioru, a cała reszta działa na znacznie niższym ciśnieniu.
Powoduje to bezpośredni koszt, zwłaszcza gdy zapotrzebowanie na powietrze poszczególnych punktów odbioru jest różna. Aby temu zapobiec warto rozważyć zakup osobnego kompresora albo zainwestować w system zwiększania ciśnienia.
To spowoduje, że reszta instalacji będzie mogła być zasilana powietrzem o mniejszym ciśnieniu, co zdecydowanie zmniejszy zużycie i koszty energii elektrycznej, jak i również przyczyni się do trwałości całej aplikacji pneumatycznej.
Należy sobie uświadomić, że wzrost ciśnienia w sieci o zaledwie 0,14 bara powoduje wzrost kosztu o 1%.
4. Nadzór nad wydajnością systemu.
Warto by pomyśleć nad wprowadzeniem systemu monitorowania wydajności kompresorów oraz zapotrzebowania naszej aplikacji na sprężone powietrze.
Pozwoli to na szybką reakcję i podjęcie słusznych decyzji, a także pomaga się upewnić, że cały układ pneumatyczny pracuje w optymalny sposób a straty są na niskim, akceptowalnym poziomie.
Właściwy nadzór jest możliwy tylko wtedy, gdy nasze decyzje opieramy na informacjach z odpowiednich urządzeniach pomiarowych.
Dopiero wówczas wszystkie parametry procesu są ścisłe i miarodajne.
5. Ewentualna korekta układu pneumatycznego.
Prawidłowy dobór średnic i rozplanowanie rurociągu (np. poprowadzenie przewodu w tzw. pętli), a także dodatkowe zbiorniki na sprężone powietrze umiejscowione w odległych od kompresora miejscach mogą znacząco ograniczyć spadki ciśnienia oraz poprawić efektywność całego układu co w efekcie przełoży się na równomierna pracę kompresora i ograniczy koszty.
6. Odzysk energii cieplnej
Przy wytwarzaniu sprężonego powietrza sprężarka generuje dużo ciepła, co może być wykorzystane do odzysku energii cieplnej. Takim przykładem jest kompresor śrubowy z wymiennikiem ciepła, który pozwala na przekazanie ciepła z kompresora do instalacji grzewczej lub do podgrzania wody użytkowej.
7. Wymiana wkładów filtracyjnych
Okresowa i systematyczna wymiana wkładów filtracyjnych w systemach uzdatniania powietrza takich jak filtry, separatory czy stacje pozwolą na uniknięcie spadku ciśnienia a w efekcie wzrostu kosztów.
Więcej o codziennej konserwacji systemów pneumatycznych tutaj
Należy pamietać, że zanieczyszczone filtry powodują spadek ciśnienia w instalacji nawet o 0,3-0,5 bar, co na pewno przełoży się na większy pobór energi elektrycznej.
Warto zainwestować we filtry posiadające różnicowy wskaźnik znieczyszczenia.
Ważną kwestią, a często pomijaną jest zasada aby stopień filtracji był właściwy dla danego odbiornika, ponieważ im więcej filtrów tym większy spadek ciśnienia, tym większe koszty.
Inaczej mówiąc im wyższa jakość (czystość) powietrza tym wyższy koszt jego pozyskania.
Dlatego nie ma sensu, aby dla urządzeń tego nie wymagających, powietrze było bardziej oczyszczane, niż jest to wymagane.
