Obserwuje się coraz większe zainteresowanie różnorodnych branż dziedziną wytwarzania sprężonego powietrza. Powszechne stosowanie tego rodzaju nośnika energii wynika z kalkulacji opłacalności jego zastosowania. Wielu inżynierów dochodzi do słusznych wniosków, że sprężone powietrze jest optymalnym rozwiązaniem do zasilania urządzeń oraz układów realizujących czynności technologiczne.
Zakup stacji wytwarzania sprężonego powietrza jest inwestycją pochłaniającą znaczne środki inwestycyjne, dlatego powinien być poprzedzony skrupulatną analizą dostępnych modeli na rynku. Z punktu widzenia zakładu przemysłowego, warto szukać rozwiązania w jak największym stopniu energooszczędnego, co przełoży się na redukcję kosztów eksploatacyjnych. Jedną z podstawowych funkcji, którą powinna posiadać optymalna sprężarka, jest możliwość płynnej regulacji wydajności.
Na czym polega zmienna wydajność sprężarek?
Każdy model sprężarki powietrza charakteryzuje się kilkoma podstawowymi parametrami, co pozwala wyciągać cenne wnioski dotyczące kosztów eksploatacji oraz dobrać optymalny model z punktu widzenia wielkości zapotrzebowania. Należą do nich:
- ciśnienie robocze wyrażone w barach – może to być stosunkowo często spotykany przedział 5-13 bar;
- wydajność pracy wyrażona w m3/min (parametr ten powinien być podany w odniesieniu do wartości ciśnienia nominalnego, np. 7 bar) – przykładowo sprężarka VARIABLE 37 może osiągać wydajność min. 1,07 m3/min, natomiast max 6,52 m3/min. W tym przypadku widać, jak elastyczne są współczesne sprężarki;
- moc silnika wyrażona w kW – od kilku do nawet kilkuset kW; na podstawie tego parametru możemy obliczyć szacunkowe zużycie energii elektrycznej przez sprężarkę w określonych warunkach pracy.
Z punktu widzenia energooszczędności kluczowym aspektem jest wydajność pracy. W zdecydowanej większości zakładów przemysłowych zapotrzebowanie na sprężone powietrze wykazywane przez maszyny i urządzenia pneumatyczne nie jest stałe w czasie. Wahania zapotrzebowania wymagają płynnej regulacji wydajności pracy sprężarek, ponieważ wyprodukowanie sprężonego powietrza w nadmiarze jest marnotrawstwem. Natomiast dostosowanie wydajności pracy układów wytwarzania sprężonego powietrza jest zyskiem finansowym przedsiębiorstwa. W ten sposób realnie można obniżyć rachunki za energię elektryczną.
W jaki sposób kształtują się wymierne oszczędności?
Obniżając prędkość obrotową silnika sprężarki, redukujemy również wielkość poboru energii elektrycznej przez urządzenie. Załóżmy, że podczas 2 ostatnich godzin zmiany bieżące zapotrzebowanie na sprężone powietrze jest niższe o 20%. Tym samym, również wielkość wytwarzanego sprężonego powietrza powinna być relatywnie niższa. Ograniczenie wydajności pracy obniża w uproszczeniu pobór energii elektrycznej o określoną wielkość, przyjmijmy wspomniane 20%. Jeśli sprężarka posiada moc 50 kW, to przez te 2 godziny pracy będzie pobierała 40 kW, zamiast 50 kW. W ciągu jednej zmiany przynosi to firmie oszczędność 20 kilowatogodzin, co w ciągu roku przekłada się na 10 000 kWh (przy założeniu 2 – zmianowego trybu pracy). Jeśli 1 kWh kosztuje ok. 0,5 zł – przedsiębiorstwo zaoszczędzi w ciągu roku ok. 5 000 zł.
Płynna regulacja wydajności osiągana jest poprzez zmianę prędkości obrotowej sprężarek, za co odpowiada falownik – przetwornik pozwalający na zamianę prądu stałego na zmienny.
Na rynku bez większego problemu można spotkać sprężarki śrubowe o zmiennej wydajności, np. seria FLEX oraz VARIABLE. Zasada działania opiera się o zmniejszanie przestrzeni pomiędzy pracującymi między sobą śrubami. Powyższe modele wyróżniają się wieloma zaletami, do których należą:
- elastyczna regulacja wydajności oraz ciśnienia pracy;
- napęd bezpośredni 1:1 – wyeliminowanie strat energii na tym etapie (brak jakichkolwiek przekładni, kół pasowych itp.);
- wysoka sprawność urządzenia;
- brak uderzeń prądowych przy uruchamianiu lub przełączaniu;
- pozbycie się kosztów czasu pracy na biegu jałowym;
- inteligentny system monitorujący, rejestrujący oraz analizujący parametry pracy sprężarek.
Zastosowanie w przedsiębiorstwach sprężarek o zmiennej wydajności to realny zysk obliczany w tysiącach złotych. W ten sposób zaopatrując zakład w urządzenie optymalizujące wytwarzanie sprężonego powietrza można w prosty sposób zwiększyć jego konkurencyjność na rynku.
