Pochopení celkových nákladů na stlačený vzduch

Investiční náklady jsou fixní a zahrnují kupní cenu, výdaje na infrastrukturu, instalaci a pojištění. Investiční náklady se určují podle úrovně kvality stlačeného vzduchu i podle doby odepisování. Náklady na energii zahrnují roční provozní dobu, stupeň využití zatížení/odlehčení a jednotkové náklady na energii.

Při investování do nového vybavení je nejlepší se podívat jak na aktuální potřeby, tak na plánované rozšíření. Budete také chtít zohlednit faktory, které by mohly ovlivnit instalaci stlačeného vzduchu, včetně předpisů na ochranu životního prostředí, příležitostí k úspoře energie, výrobních potřeb a plánovaného růstu.

Optimalizace provozu kompresoru je důležitá pro velká průmyslová zařízení závislá na stlačeném vzduchu. Pokud působíte v rozvíjejícím se odvětví, výroba se časem změní, což zahrnuje provozní podmínky.

Na základě našich zkušeností pomůže rozsáhlá a nestranná analýza vašich provozních potřeb výrazně snížit celkové náklady. Proto je důležité, aby dodávka stlačeného vzduchu odpovídala skutečné poptávce a současně byl ponechán určitý prostor pro budoucí rozšíření.

Níže je uveden seznam různých součástí, se kterými se setkáte, a jak ovlivňují celkové náklady na systémy stlačeného vzduchu.

• Vzduchové kompresory – To je samotný stroj. Jak bylo poznamenáno výše, počáteční cena představuje pouze malou částku celkových nákladů na vlastnictví. Protože energie tvoří většinu celkových nákladů, mají smysl investice do nejefektivnějšího stroje.

• Sušiče a filtry – Tyto součásti jsou důležité zejména pro citlivé aplikace, jako jsou potraviny a léčiva, protože mají dopad na kvalitu vzduchu. Budete chtít správné řešení pro vaše odvětví, aby bylo zaručeno dodržování norem.

• Vypouštění – Inteligentní bezztrátové vypouštění vypustí v případě potřeby kondenzát nahromaděný v systému stlačeného vzduchu. Tím se ušetří energie na rozdíl od časovačů, které vypouštějí ve zvoleném časovém intervalu, i když není přítomen kondenzát. 

• Potrubí – Odpovídající potrubní systém eliminuje omezení přívodu vzduchu, úbytek tlaku a může snížit únik vzduchu.

• Tlakové nádoby – Související otázkou je použití tlakových nádob, které skladují stlačený vzduch. Pokud je velikost správná, může to eliminovat falešnou poptávku po systému stlačeného vzduchu a potřebu dalších kompresorů. Pomáhají také snižovat změny tlaku v systému. 

• Úniky vzduchu – Přestože mnoho neefektivity lze odstranit i před zahájením provozu systému, je nezbytné zařízení neustále sledovat. To zahrnuje detekci a opravu nákladných úniků vzduchu.

• Centrální řídicí jednotka – V systémech s více než jedním kompresorem mohou hrát centrální řídicí jednotky hlavní roli. Ty mohou snížit průměrné tlakové pásmo, řídit kapacitu kompresorů a regulovat jejich otáčky. 

• Využití odpadního tepla – Většinu odpadního tepla vzduchového kompresoru lze využít v jiných oblastech provozu. Například pro vytápění místností, ohřev vody nebo výrobních procesů.

Při provádění výpočtů je důležité použít koncept celkových požadavků na výkon. Je třeba vzít v úvahu všechny součásti, které se podílejí na instalaci kompresoru, včetně vstupních filtrů, ventilátorů, sušičů, odlučovačů a využití odpadního tepla. Chcete-li porovnat možnosti, je nejlepší používat normy Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO).

Pracovní tlak přímo ovlivňuje požadavky na výkon. Vyšší tlak znamená vyšší spotřebu elektrické energie. Ve skutečnosti každý přírůstek o 1 bar spotřebuje přibližně 8 % energie. Zvýšení pracovního tlaku za účelem kompenzace úbytku tlaku vždy vede ke snížení účinnosti.

Obecně se tyto úbytky tlaku vyskytují v důsledku neadekvátního potrubního systému nebo ucpaných filtrů. Před zvýšením tlaku kompresoru se doporučuje tyto faktory řádně prozkoumat. U instalací vybavených několika filtry může být úbytek tlaku významný a nákladný, pokud se neřeší problémy s údržbou.

V mnoha instalacích není možné realizovat velká snížení tlaku. Použití moderních regulačních zařízení však umožňuje realisticky snížit tlak o 0,5 bar. Tato metoda přináší malé úspory energie. I když se může zdát, že je to zanedbatelné, i toto snížení má dopad na roční výdaje.

Jak bylo uvedeno výše, náklady na energii jsou hlavním faktorem celkových nákladů na stlačený vzduch. Ve skutečnosti mohou dosáhnout až 80 % vlastnictví a provozu systému stlačeného vzduchu. Proto je důležité zaměřit se na nejefektivnější řešení, která splní vaše potřeby.

I když nejpokročilejší vybavení přichází s vyššími počátečními investičními náklady, obvykle se vyplatí v kontextu celkových úspor. Ideální situace je, když kapacita kompresoru odpovídá spotřebě vzduchu v aplikaci. K dispozici jsou také zařízení s řízeným pohonem (VSD), která dokážou uspokojit různé tlakové potřeby.

Většina kompresorů je vybavena vestavěnými ovládacími prvky a systémy regulace. Pokud provozujete více než jeden stroj, můžete také přidat vzdálené monitorování a centrální ovládání. To pomůže optimalizovat celý systém a zajistit, že budete pracovat s maximální výkonností. Díky svému značnému potenciálu je oblíbenou metodou úspory energie regulace otáček motoru.

Některé monitorovací nástroje mohou rovněž identifikovat oblasti neúčinnosti. Takovéto informace jsou užitečné při určování netěsností, opotřebovaných zařízení, špatné filtrace a nesprávně nakonfigurovaných součástí. Jak již bylo uvedeno výše, tyto problémy s údržbou mohou zvýšit celkové náklady na systémy stlačeného vzduchu.

Únik může často dosahovat 20 % výroby stlačeného vzduchu. Únik je také úměrný provoznímu tlaku, a proto je jednou z metod řešení oprava netěsného zařízení a snížení provozního tlaku. Snížení tlaku o pouhých 0,3 bar snižuje únik o 4 %. Pokud únik v instalaci 100 m3/min je 12 %, představuje toto snížení úspory přibližně 3 kW.

Budete také chtít zvážit, kdy své zařízení skutečně používáte. Pokud se během noci a víkendů používá jen malé množství stlačeného vzduchu, můžete pro tuto dobu instalovat malý kompresor. Této segmentace lze docílit pomocí uzavíracích ventilů. 

Pokud určitá aplikace potřebuje jiný provozní tlak, musíte určit, zda dává smysl centralizovaná nebo rozdělená výroba. Rozdělení sítě stlačeného vzduchu bývá také užitečné pro segmentaci mezi dobami vysokých a nízkých špiček. Takové plánování by mělo být založeno na měřeních průtoku vzduchu.

Pomocí moderního hlavního řídicího systému, jak je popsáno výše, může kompresorová centrála pracovat optimálně v různých situacích. Výběr správné metody regulace podporuje úspory energie s nižším celkovým tlakem v systému a optimálním využitím. Tyto ovládací prvky mohou rovněž zkrátit prostoje rovnoměrným rozložením pracovního zatížení.

Centrální ovládání také umožňuje naprogramovat automatické snížení tlaku během doby mimo špičku, například v noci nebo o víkendech. Protože spotřeba stlačeného vzduchu je zřídka konstantní, instalace kompresoru by měla mít univerzální provedení. Měla by být zavedena kombinace kompresorů s různými kapacitami a otáčkami řízenými monitory.

Rekuperovanou odpadní energii ze vzduchového kompresoru je možné využít k úplné nebo částečné náhradě externí elektřiny, plynu nebo nafty pro vytváření tepla. Rozhodující faktory zahrnují náklady na energii v €/kWh, stupeň využití a množství nezbytných dodatečných investic.

Dobře plánovaný systém využití odpadního tepla často přináší návratnost do 1 až 3 let. Více než 90 % příkonu dodávaného do kompresoru lze obnovit v podobě cenného tepla. Úroveň teploty získané energie určuje možné oblasti použití, a tedy i hodnotu.

Nejvyššího stupně účinnosti se obvykle dosahuje u vodou chlazených instalací. To funguje, když je výstup horké chladicí vody instalace kompresoru připojen k zařízení, které vyžaduje teplo. Například vratný okruh stávajícího vytápěcího kotle.

Rekuperovanou odpadní energii lze využít celoročně. Různé konstrukce kompresorů mají rozličné předpoklady. V některých situacích, které vyžadují velký a špičkový tepelný tok, dlouhé vzdálenosti pro přepravu tepla nebo různé požadavky, můžete také rekuperovanou energii prodávat. Přečtěte si další informace o využití odpadního tepla v kompresorových instalacích.