Pneumatyka.com Ocena możliwości oszczędzania energii w systemach sprężonego powietrza: Program oszczędności energii sprężonego powietrza

Program oszczędności energii sprężonego powietrza

W energooszczędnych systemach sprężonego powietrza dąży się rożnymi metodami do zmniejszenia strat i minimalizacji zużycia energii. Wprowadzanie energooszczędnych systemów sprężonego powietrza wiąże się ze zmniejszeniem zużycia energii do napędu sprężarek, przesyłania sprężonego powietrza i sterowania systemów pneumatycznych. W ramach programu MCP realizowany jest moduł systemów sprężonego powietrza CAS (Compressed Air Systems Module), który dotyczy efektywnego wykorzystania sprężonego powietrza przez racjonalizację wytwarzania i wykorzystania sprężonego powietrza [5]. Zgodnie z programem modułu MCP-CAS, który ma na celu oszczędności energii elektrycznej do napędu sprężarek i ograniczenia strat energii w systemach sprężonego powietrza, zalecane są odpowiednie środki oszczędności energii, zamieszczone w następujących tablicach [5]:

Środki oszczędności energii przy wytwarzaniu sprężonego powietrza (Tablica 1).
Środki oszczędności energii w sieciach sprężonego powietrza (Tablica 2).
Środki oszczędności energii w zespołach przygotowania powietrza (Tablica 3).
Środki oszczędności energii w układach sterowania napędów pneumatycznych (Tablica 4).

Analiza efektywnego wykorzystania energii sprężonego powietrza powinna uwzględniać następujące zadania:

Przeprowadzenie inwentaryzacji posiadanych układów sprężonego powietrza.
Analiza efektywności wytwarzania i wykorzystania sprężonego powietrza.
Ocena możliwości zastosowania środków służących do oszczędności energii.
Przyjęcie planu redukcji kosztów poprzez poprawę efektywności energetycznej.
Przygotowanie raportu z postępu w realizacji planu działania.

Tablica 1.

	Środki oszczędności energii przy wytwarzaniu i przygotowaniu sprężonego powietrza
1.	Zoptymalizowanie regulacji sprężarki lub układu sprężarek.
2.	Zoptymalizowanie ciśnienia powietrza w układach regulacji sprężarek.
3.	Obniżenie temperatury powietrza wlotowego przez zmianę lokalizacji wlotu powietrza.
4.	Filtrowanie i osuszanie powietrze do minimalnego poziomu wymaganego w systemie.
5.	Zoptymalizowanie procesu wymiany filtrów.
6.	Odzyskiwanie i wykorzystywanie ciepła z chłodzenia powietrza.
7.	Wymianę sprężarek na bardziej energooszczędne.

Tablica 2

	Środki oszczędności energii w sieciach sprężonego powietrza
1.	Zredukowanie wycieku powietrza poprzez zastosowanie szczelnych złączek i wysokiej jakości szybkozłącz.
2.	Podzielenie układu na strefy z regulacją ciśnienia, zastosowanie zaworów odcinających..
3.	Zastosowanie metod odwadniających do usuwania kondensatu, nie powodujących strat powietrza.
4.	Zainstalowanie pomocniczych zbiorników blisko odbiorników o zmiennym zapotrzebowaniu powietrza.
5.	Ograniczenie strat ciśnienia przez zastosowanie instalacji w formie zamkniętej (pierścienia) oraz zmianę średnic przewodów instalacjipneumatycznej.

Z technicznego, ekonomicznego i ekologicznego punktu widzenia konieczne jest oszczędzanie energii sprężonego powietrza. Producenci i konstruktorzy systemów pneumatycznych podejmują szereg działań, których celem jest zmniejszenie zużycia energii elektrycznej przez poprawę sprawności sprężarek oraz zmniejszenie zużycia energii sprężonego powietrza przez ograniczenie strat ciśnienia i przecieków w instalacjach pneumatycznych. Efektywne wykorzystanie sprężonego powietrza wymaga kompleksowej analizy systemu sprężonego powietrza, od jego wytwarzania, dystrybucji do wykorzystania [2].

Największe oszczędności energii w systemach pneumatycznych można osiągnąć przez optymalne wykorzystanie źródła energii sprężonego powietrza (4%), wykorzystanie ciepła sprężonego powietrza (4%), redukcję strat energii w instalacjach pneumatycznych przez ograniczenie wycieków sprężonego powietrza i strat ciśnienia (10%), zoptymalizowanie sieci pneumatycznych (7%), usprawnienie konstrukcji i działania napędów pneumatycznych przez zastosowanie energooszczędnych metod sterowania (2%). Możliwe jest także zmniejszenie kosztów wytwarzania elementów pneumatycznych (zmniejszenie wymiarów, masy i kosztów materiałowych), obniżenie zużycia powietrza przez odbiorniki oraz zmniejszenie mocy i skrócenia czasu zadziania zaworów pneumatycznych. W wielu firmach wdraża się komputerowo wspomagane analizy wykorzystania sprężonego powietrza, np. z uzyskanych danych ze specjalnego oprogramowania „System oszczędzania KAESER” (KESS) oblicza się zapotrzebowanie energię w stacji sprężarek i porównuje je z zapotrzebowaniem zoptymalizowanej stacji sprężarek. Natomiast oprogramowanie „SIGMA AIR CONTROL plus” umożliwia zapisywanie pracy urządzeń w fazie obciążenia i biegu luzem, a także obciążenia sprężarek i zużycia energii przy wytwarzaniu sprężonego powietrza [9].

Tablica 3

	Środki oszczędności energii w zespołach przygotowania powietrza
1.	Zastosowanie zespołów przygotowania powietrza, dostosowanych do odbiorników.
2.	Naprawa lub wymiana nieszczelnych elementów lub urządzeń przygotowania powietrza.
3.	Odłączenie dopływu powietrza do zespołów przygotowania powietrza, w przydatku, gdy odbiornik jest wyłączony.
4.	Zweryfikowanie i zoptymalizowanie zespołów przygotowania powietrza, np. przez zastosowanie specjalnych regulatorów ciśnienia.

Tablica 4

	Środki oszczędności energii w układach sterowania napędów pneumatycznych
1.	Zróżnicowanie ciśnienia w obwodach sterowania układów pneumatycznych.
2.	Zastosowanie energooszczędnych metod sterowania z optymalizacją ciśnienia roboczego.
3.	Zastosowanie energooszczędnych metod sterowania z akumulacją energii sprężonego powietrza.
4.	Zastosowanie zaworów szybko-przełączających, zaworów sterowanych metodą modulacji impulsowej PWM (Pulse Width Modulation) lub zaworów sterownych przetwornikami piezoelektrycznymi.
5.	Zastosowanie systemów mikroelektromechnicznych (MEMS), elementów zminiaturyzowanych, mikrozaworów.