Jak w 8 krokach ograniczyć zużycie energii elektrycznej w instalacjach sprężonego powietrza?

Mogłoby się wydawać, że największe wydatki jakie ponoszą firmy na instalacje sprężonego powietrza, to koszty inwestycyjne związane z zakupem sprężarki powietrza i systemu uzdatniania powietrza oraz wykonaniem rurociągu. Jednakże, jak pokazują najnowsze dane, największy koszt to zdecydowanie energia elektryczna zużywana przez sieć sprężonego powietrza. W przybliżeniu szacuje się, że wynosi ona 70%, natomiast nakłady inwestycyjne to tylko 30%.

Rzeczywiście na początku zakup sprężarki powietrza wraz z niezbędnymi elementami jest dość wysoki. Jednak w dłuższym okresie użytkowania (zazwyczaj kilka lat) rachunki za energię elektryczną potrafią kilkakrotnie przekroczyć cenę zakupu kompresora.

Is your compressor ready for summer?

Załóżmy, że wytwarzamy tutaj 1m3 powietrza, przy ciśnieniu 8 bar. Następuje konieczność dostarczenia około 0,1 kWh energii, co w przeciągu roku ciągłej pracy daje nam 876 kWh! A przecież mówimy tutaj tylko o 1m3 nie wliczając żadnych strat na instalacji sprężonego powietrza.

W takim razie, czy istnieją sposoby na obniżenie kosztów energii elektrycznej jakie generuje system instalacji sprężonego powietrza? Oczywiście, że tak! A co najważniejsze możesz wdrożyć niektóre z tych sposobów natychmiastowo obniżając zużycie energii elektrycznej oraz dodatkowo zoptymalizujesz natężenie przepływu i wydajność całego układu. Poznaj 8 kroków, które przyczynią się do znaczącego obniżenia kosztów energii elektrycznej.

KROK 1 – Zwróć uwagę na to co kupujesz

Początkowy niski koszt zakupu sprężarki powietrza może wiązać się później z wysokimi rachunkami za energię elektryczną. Warto przy zakupie sprawdzić czy sprężarka jest wyposażona w system oszczędzania energii na przykład w trakcie odprężania. Trzeba również zwrócić uwagę na fakt, że większość systemów sprężonego powietrza działa pomiędzy 50% a 75% nominalnej wydajności. Dlatego bardzo dobrym rozwiązaniem są również sprężarki zmiennoobrotowe, które dostosowują ilość wytwarzanego powietrza do zapotrzebowania zakładu na powietrze w danej chwili. Przekłada się to na wysokie oszczędności energii.

KROK 2 – Dostosuj pracę sprężarki

Bardzo istotną kwestią jest czas pracy sprężarek na jałowym biegu. Wówczas zużywana jest energia elektryczna, a w zamian nie otrzymujemy sprężonego powietrza. Jest to energia, która w 100% stanowi zbędny koszt. Nawet już przy niewielkich mocach sprężarek straty mogą wynosić kilkaset kilowatogodzin. Jeżeli będą to większe moce lub będzie pracować więcej niż jedna sprężarka wówczas straty będą liczone w tysiącach złotych. W takim wypadku trzeba ustawić odpowiednią różnicę ciśnień, aby ograniczyć pracę na jałowym biegu. Należy jednak pamiętać, że jeżeli trzeba wprowadzić zmianę parametrów to musimy ją oprzeć na dokładnej analizie.

KROK 3 – Usuń nieszczelności

Nieszczelności instalacji to element, który trzeba jak najszybciej usunąć. Tak jak w przypadku pracy na jałowym biegu tak i tu energia potrzebna na wytworzenie sprężonego powietrza stanowi w 100% tylko zbędny koszt. Z instalacji sprężonego powietrza starszych niż 5 lat może wyciekać aż do 30% powietrza (oczywiście wszystko zależy od materiału z jakiego została wykonana), a co najgorsze 75% nieszczelności w ogóle nie słychać i można je wykryć jedynie za pomocą specjalistycznych urządzeń.

Nieszczelność Wycieki powietrza przy ciśnieniu 8 bar Straty przy założeniu pracy ciągłej i ceny 0,50 PLN za kWh
mm m3/h Energia kW kWh/rok Koszty zł/rok
1 4,5 0,6 5256 2628
1,5 9,0 1,3 11388 5694
2 15,6 2,0 17520 8760
3 36 4,4 38544 19272
4 66 8,8 77088 38544
5 102 13,2 115632 57816

KROK 4 - zadbaj o prawidłowe ciśnienie

Często popełnianym błędem jest kupowanie sprężarki, która wytwarza wyższe ciśnienie niż wymagają tego urządzenia. Przykładowo sprężarka pracuje przy ciśnieniu 10 bar, a urządzenia wymagają ciśnienia 7- 7,5 bara. W instalacjach istniejących, z kolei należy unikać podnoszenia ciśnienia z powodu nieszczelności rurociągów lub zapchanych filtrów. Czasami wystarczy wymienić filtry i usunąć największe nieszczelności, aby w całym układzie było znów wymagane ciśnienie bez zwiększania wydajności kompresora. Trzeba pamiętać, że każdy dodatkowy wytworzony bar ciśnienia to o 6% więcej zużytej energii.

KROK 5 – Dokonuj audytów instalacji sprężonego powietrza

Zadbaj we własnym zakresie o sprawdzenie instalacji sprężonego powietrza. W ten prosty sposób możesz w znacznym stopniu ograniczyć koszty energii elektrycznej. Przede wszystkim należy zacząć od filtrów tych w sprężarkowni jak i przy maszynach. Jeżeli są zapchane to obniża się wymagane ciśnienie i sprężarka musi dłużej pracować, aby wyrównać straty ( tak na marginesie, to warto zainwestować w filtry, które pokazują stopień ich zanieczyszczenia). Należy sprawdzić czy na rurociągu nie słychać żadnych wycieków, czy węże gumowe nie są uszkodzone i czy nie należy wymienić szybkozłączek, przez które ucieka sprężone powietrze.

KROK 6 – Prawidłowa instalacja sprężonego powietrza

Tak naprawdę jest to temat na zupełnie osobny artykuł. Jednak i tu nie może go zabraknąć, bo jest on bardzo ważny i niestety często lekceważony. Wystarczy źle dobrane tworzywo, które będzie generować opory, zbyt mała średnica, chociażby o ½ cala oraz mocno rozległa sieć rurociągów, a straty w spadku ciśnienia będą sięgać nawet 65%. W ten sposób generują się bardzo wysokie koszty energii elektrycznej, których można uniknąć poprzez modernizację instalacji sprężonego powietrza.

KROK 7 – Odzyskuj wytworzone ciepło

Nawet najlepsza dostępna sprężarka na rynku to tylko 20% energii wykorzystywanej efektywnie, a reszta to niestety straty. Mimo wszystko można im zapobiec, a z pomocą przychodzi nam fizyka i otrzymane straty można odzyskać w postaci ciepła. Ciepło sprężarki można odzyskać na dwa sposoby. Pierwszy z nich to użycie gorącego powietrza wylotowego z chłodnicy sprężarki, a drugi to użycie gorącego oleju z chłodnicy olejowej. Zdecydowanie bardziej opłacalny jest drugi sposób, ponieważ dzięki niemu możemy odzyskać około 72% całkowitego zużycia energii wydatkowanej w procesie sprężania powietrza. Uzyskane w ten sposób ciepło możemy wykorzystać do podgrzania wody sanitarnej lub do centralnego ogrzewania.

KROK 8 – Właściwe zastosowanie sprężonego powietrza

Wydaje się być to oczywiste, ale warto o tym wspomnieć. Zdarza się, że sprężone powietrze zostaje wykorzystywane do innych celów niż zostało to założone. Można tu wymienić chociażby oczyszczanie ubrań z kurzu przez pracowników. Jako, że sprężone powietrze należy do najdroższych ze znanych nośników energii to trzeba ograniczać takie przypadki do minimum.
Każdego roku koszt energii elektrycznej jest większy i skalę tego problemu może uświadomić fakt, że około 30% energii elektrycznej w zakładach produkcyjnych w Europie zamieniana jest na energię sprężonego powietrza i znaczna część tej energii wypuszczana jest do atmosfery. Dlatego warto jak najszybciej wprowadzić powyżej opisanych 8 kroków, aby jak najszybciej obniżyć koszty związane z energią elektryczną.