Obecnie firmy poszukują zrównoważonych praktyk produkcyjnych i przyjmują procesy i techniki, które minimalizują negatywny wpływ na środowisko przy jednoczesnym oszczędzaniu energii. Firmy produkcyjne w branżach takich jak farmaceutyczna, motoryzacyjna, spożywcza i napojów, tekstylna i innych decydują się na energooszczędne rozwiązania o niskich kosztach operacyjnych, co prowadzi do wysokiej produktywności.

Różne branże są zasilane przez różne aplikacje pneumatyczne, które wymagają określonego przepływu powietrza (m3/min). Wybór odpowiedniego systemu sprężonego powietrza ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia, że sprężarki powietrza spełnia wymagania dotyczące przepływu powietrza i ciśnienia roboczego w zastosowaniach pneumatycznych, zapewniając jednocześnie optymalną wydajność.

Klienci mogą wybierać spośród szerokiej gamy sprężarek powietrza ELGi wyposażonych w napęd o zmiennej częstotliwości lub bez, w zależności od zmienności zapotrzebowania na przepływ powietrza, zgodnie z ich wymaganiami przemysłowymi. W przypadku sprężarki powietrza o stałej prędkości, sprężarka pracuje z tą samą prędkością, zużywając stałą moc na pokrycie zapotrzebowania na powietrze. Silnik elektryczny pracuje z maksymalną stałą prędkością niezależnie od zapotrzebowania na sprężone powietrze. Z drugiej strony, sprężarka powietrza z napędem o zmiennej częstotliwości może automatycznie regulować prędkość między minimalnym i maksymalnym zakresem, zapewniając, że wytwarzanie sprężonego powietrza odpowiada zapotrzebowaniu na sprężone powietrze, a następnie zużywa znacznie mniej energii przy niskim zapotrzebowaniu.

Przegląd technologii stałej i zmiennej prędkości

Istnieją dwa główne rodzaje kontroli prędkości dla silników elektrycznych: stała prędkość i zmienna prędkość. Stała prędkość oznacza, że silnik będzie pracował ze stałą prędkością, niezależnie od obciążenia lub zapotrzebowania. Jest to najczęstszy rodzaj kontroli prędkości stosowany w aplikacjach wymagających stałej prędkości. Zmienna prędkość oznacza, że silnik dostosowuje swoją prędkość do obciążenia lub zapotrzebowania. VFD jest przydatny w zastosowaniach, w których priorytetem jest efektywność energetyczna przy jednoczesnym zapewnieniu, że generowane sprężone powietrze odpowiada zapotrzebowaniu aplikacji końcowej. W modelach sprężarek smarowanych olejem i bezolejowych przetwornice częstotliwości są powszechnie stosowane w śrubowych sprężarkach powietrza.

Istnieje kilka sposobów uzyskania kontroli stałej prędkości. Jednym z nich jest sterowanie start/stop. W tym przypadku wyłącznik ciśnieniowy wysyła sygnał, dzięki czemu sprężarka uruchamia się, gdy ciśnienie spadnie poniżej wymaganej wartości i zatrzymuje się, gdy wartość osiągnie maksymalną ustawioną wartość. Sprężarka działa więc albo przy pełnym obciążeniu, albo wcale.

Inną opcją jest sterowanie obciąż/odciąż. Sterowanie obciąż/odciąż jest często stosowane w średnich aplikacjach sprężonego powietrza o większej liczbie godzin pracy. Zamiast zatrzymywać silnik sprężarki, sprężarka jest odciążana, co oznacza, że nie jest dostarczany przepływ powietrza, a jedynie niewielka ilość powietrza, aby utrzymać ją w ruchu. W trybie odciążenia sprężarka zużywa około 30% energii pełnego obciążenia, nie zapewniając przepływu powietrza. Ma to na celu zagwarantowanie, że sprężarka może być używana w dowolnym momencie przy pełnym obciążeniu.

Ostatnią opcją jest modulacja, która jest idealna w przypadku ograniczonej zmienności przepływu sprężonego powietrza. Zawór wlotowy może modulować przepływ w zależności od ciśnienia w układzie sprężonego powietrza. Dławienie lub zamykanie zaworu wlotowego powoduje zmniejszenie przepływu sprężonego powietrza przez sprężarkę. Sprężarka może zatem regulować przepływ w zakresie od 100% do około 50% wydajności znamionowej. W przypadku niższego zapotrzebowania sprężarka przełączy się na sterowanie obciąż/odciąż.

Plusy i minusy sprężarek powietrza o stałej i zmiennej prędkości obrotowej

Sprężarki powietrza o stałej prędkości zapewniają stały maksymalny przepływ powietrza. Dlatego są one korzystne dla aplikacji, które mają ciągłe wymagania dotyczące stałego przepływu powietrza podczas pracy. Napędy o stałej prędkości są zazwyczaj bardziej przyjazne w konserwacji i niezawodne, ponieważ wymagają mniej chłodzenia. Sprężarki powietrza o stałej prędkości obrotowej są jednak mniej oszczędne w okresach, gdy zapotrzebowanie na sprężone powietrze jest niższe, ponieważ nie mogą regulować prędkości obrotowej tak jak sprężarki powietrza z napędem o zmiennej częstotliwości.

Sprężarki powietrza o zmiennej prędkości obrotowej są odpowiednie do zmiennego zapotrzebowania na przepływ powietrza. Sprężarka o zmiennej prędkości jest idealna do zmiennego zapotrzebowania na przepływ powietrza w zakresie od minimalnej do maksymalnej wydajności sprężarki VFD sprężarki powietrza dostosowują prędkość obrotową silnika i zapewniają, że sprężarka nie zużywa nadmiaru energii, pracując z maksymalną wydajnością. Sprężarki powietrza z VFD pozwalają zaoszczędzić znaczne koszty energii w porównaniu z jednostkami o stałej prędkości obrotowej.

Dlaczego zmienna prędkość nie zawsze jest właściwym wyborem

Chociaż sprężarka z napędem o zmiennej prędkości obrotowej może być bardziej energooszczędna niż sprężarka o stałej prędkości obrotowej, nie zawsze jest to właściwy wybór. Sprężarka z napędem o zmiennej prędkości spowoduje spadek wydajności o 2-4% w zastosowaniach, w których zapotrzebowanie na powietrze jest stałe. Ponadto system napędu o zmiennej prędkości może prowadzić do wyższych kosztów konserwacji. Z tych powodów sprężarka o stałej prędkości obrotowej jest zwykle lepszym wyborem w zastosowaniach, w których zapotrzebowanie na powietrze jest stałe.

Kiedy napęd o zmiennej prędkości jest właściwym wyborem i dlaczego?

Wybór sprężarki powietrza z napędem o zmiennej prędkości zależy od zapotrzebowania aplikacji końcowej na przepływ powietrza (m3/min). Sprężarki powietrza z napędem o zmiennej prędkości są bardziej odpowiednie, gdy aplikacja końcowa ma zmienne zapotrzebowanie na przepływ powietrza i nieregularny cykl pracy. Systemy sprężonego powietrza ELGi z VFD mogą pracować z różnymi prędkościami, aby dopasować się do zapotrzebowania aplikacji na powietrze, oszczędzając znaczne koszty energii. Ponadto sprężarka powietrza z napędem o zmiennej częstotliwości może być uruchamiana i zatrzymywana w zależności od potrzeb, co dodatkowo zmniejsza zużycie energii.

Napędy VFD są powszechnie stosowane w sprężarkach śrubowych smarowanych olejem lub bezolejowych do sterowania prędkością silnika, co z kolei wpływa na ilość powietrza dostarczanego przez sprężarkę powietrza. Zmniejszenie prędkości obrotowej silnika pozwala zmniejszyć straty energii w śrubowych sprężarkach powietrza.

Dlaczego dobór sprężarki pozostaje ważny?

Przy tak wielu dostępnych obecnie na rynku technologiach sprężarek powietrza, wybór odpowiedniej dla danej produkcji może być przytłaczający. Przy wyborze sprężarki powietrza kluczowe znaczenie ma ocena rodzaju obciążenia. Dokonując wyboru sprężarki powietrza dla swojego zakładu, należy wziąć pod uwagę cykl pracy, ciśnienie robocze i zapotrzebowanie na przepływ powietrza.

Oto kilka punktów, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze odpowiedniej sprężarki powietrza dla swojej firmy.

Wymagania dotyczące przepływu powietrza: Przepływ powietrza to objętość powietrza wytwarzana przez sprężarkę przy określonym ciśnieniu w określonym czasie. Przed wyborem sprężarki należy określić częstotliwość wykonywania zadań lub liczbę zadań wykonywanych jednocześnie, aby obliczyć całkowite zapotrzebowanie na przepływ powietrza dla wszystkich zastosowań pneumatycznych. Wybór sprężarki powietrza o zbyt małej mocy oznaczałby , że nie może ona zapewnić wymaganego przepływu i ciśnienia dla zastosowań pneumatycznych, co może prowadzić do problemów na linii produkcyjnej.

Wymagania dotyczące ciśnienia: Ciśnienie (barg) to siła wymagana do wykonania zadania w danym czasie. Idealnym rozwiązaniem jest wybór sprężarki na podstawie ciśnienia roboczego wymaganego do obsługi aplikacji pneumatycznych. Jeśli sprężarka powietrza pracuje przy wyższym ciśnieniu niż wymagane, zużywa znacznie więcej energii, aby osiągnąć to dodatkowe ciśnienie.

Cykl pracy: Cykl pracy odnosi się do cyklu roboczego lub czasu pracy sprężarki w celu zapewnienia sprężonego powietrza przy stałym ciśnieniu i określonym natężeniu przepływu. Jest to jeden z krytycznych parametrów, który pomaga zdecydować, czy wymagany jest napęd o stałej prędkości, czy napęd o zmiennej częstotliwości (VFD).

Ponadto zalecamy przeprowadzenie audytu ELGi Air z jednym z naszych ekspertów ds. sprężonego powietrza w celu określenia odpowiedniej sprężarki powietrza do danego zastosowania i wymagań.

Dlaczego warto wybrać sprężarki powietrza ELGi z napędem o zmiennej prędkości?

Oto kilka powodów, dla których warto rozważyć sprężarki powietrza ELGi z napędem o zmiennej prędkości:

Efektywność energetyczna: W sprężarkach powietrza ELGi z napędem o zmiennej prędkości prędkość silnika jest regulowana, zapewniając wymagany przepływ powietrza i brak strat energii. Sprężarka powietrza VFD przynosi znaczne korzyści w branżach i zastosowaniach o zmiennym zapotrzebowaniu na przepływ powietrza (m3/min).

Wysoki czas sprawności: Regulowane zasilanie sprężonym powietrzem pomaga zoptymalizować system sprężonego powietrza i zmniejsza ryzyko zużycia sprzętu, oferując w ten sposób dłuższy czas pracy bez przestojów.

Zużycie energii stanowi do 75% całkowitego kosztu cyklu życia sprężarki powietrza i jest istotnym czynnikiem w zarządzaniu kosztami operacyjnymi. Organizacje na całym świecie szukają sposobów na zminimalizowanie kosztów operacyjnych, aby utrzymać rentowność i zmniejszyć swój wpływ na środowisko. Sprężarki powietrza z napędem o zmiennej prędkości (VFD) oferują firmom produkcyjnym i usługowym poszukującym energooszczędnych rozwiązań i wysokiej rentowności możliwość znacznej optymalizacji wydajności i zużycia energii.

ELGi oferuje swoim klientom szeroką gamę rozwiązań w zakresie sprężonego powietrza, od sprężarek o stałej prędkości obrotowej po sprężarki śrubowe powietrza z napędem o zmiennej prędkości w zależności od wymagań aplikacji końcowej.

Nasi eksperci ds. sprężonego powietrza mogą pomóc w wyborze odpowiedniej sprężarki powietrza do danego zastosowania. Skontaktuj się z nami pod adresem [email protected].

Często zadawane pytania (FAQ)

Jak sprawdzić potencjał oszczędności energii dzięki napędowi o zmiennej częstotliwości (VFD)?

Każda sprężarka powietrza jest wyposażona w sterownik. Ten kontroler pokazuje godziny pracy, a także godziny pracy pod obciążeniem i godziny pracy na biegu luzem. Jeśli dane pokazują, że godziny bez obciążenia stanowią 15-20 procent całkowitego czasu pracy, istnieje znaczny potencjał oszczędności energii dzięki VFD.

Jak zidentyfikować sprężarkę powietrza wymaganą do modernizacji VFD?

Jeśli używasz tylko jednej sprężarki powietrza, aby zapewnić przepływ powietrza zgodnie z zapotrzebowaniem, tę samą sprężarkę można doposażyć w VFD (jeśli zidentyfikowano potencjał oszczędności). Natomiast jeśli w obiekcie zastosowano wiele sprężarek powietrza do obsługi zapotrzebowania na przepływ powietrza (m3/min), należy zweryfikować wymagania dotyczące obciążenia podstawowego i obciążenia dodatkowego, aby wybrać najlepszą możliwą sprężarkę do modernizacji. ELGi oferuje konsultacje techniczne w celu zidentyfikowania potencjalnych oszczędności w cTwoim systemie sprężonego powietrza, skontaktuj się z naszymi ekspertami.

W jaki sposób można potwierdzić wymagania dotyczące obciążenia podstawowego i dodatkowego sprężarki śrubowej?

Najlepszą metodą ustalenia wymagań dotyczących obciążenia podstawowego i obciążenia dodatkowego śrubowej sprężarki powietrza jest przeprowadzenie audytu energetycznego przez wykwalifikowanego eksperta ELGi. Pomogą oni w dokładnym pomiarze zapotrzebowania na obciążenie podstawowe i dodatkowe.

Co się stanie, jeśli zainstalujemy VFD na potrzeby obciążenia podstawowego?

Zainstalowanie VFD tylko dla obciążenia podstawowego nie zapewni żadnej oszczędności energii, ponieważ obciążenie podstawowe nie przechodzi w cykl odciążenia. Maszyna zasilana przez VFD będzie zużywać około 103% przy pełnym obciążeniu (3% strat VFD). W związku z tym nie będzie żadnych oszczędności.