A térfogatáram-mérés és a szivárgásérzékelés célzott alkalmazása a sűrítettlevegő-rendszerek energiaköltségeinek és CO2-kibocsátásának csökkentése érdekében

Az iparosodott országokban a teljes ipari villamosenergia-fogyasztás mintegy 10%-át használják fel sűrített levegő előállítására, Németországban ez az arány eléri a 14%-ot. Az energiaveszteség fő tényezője a szivárgás, és a legtöbb sűrített levegős rendszerben a veszteségek 20% és 40% között mozognak, a rossz rendszereknél pedig a 60%-ot is meghaladják. A sűrített levegő szivárgásainak megszüntetése a leghatékonyabb módja az energiafogyasztás csökkentésének. A sűrítettlevegő-szivárgások gyakran évi 8760 óra (24 óra x 365 nap) energiát pazarolnak el, és növelik a kompresszorok üzemidejét, ami a karbantartási intervallumokat is lerövidíti. Ezért elengedhetetlen a szivárgások rendszeres felderítése és megszüntetése. LD sorozatunk minden olyan funkciót kínál, amelyre szüksége van a szivárgások észleléséhez és a következmények méréséhez az energiafogyasztás és az elpazarolt pénz tekintetében.

1. gyakorlati példa - egy gyógyszeripari vállalat megtakarítási lehetőségei

A sűrített levegő magas szivárgási aránya és a helytelenül tervezett alkatrészek (kompresszorok és sűrített levegőtároló tartályok) csökkentik a sűrített levegős rendszer hatékonyságát, szükségtelenCO2-kibocsátást okoznak, és csökkentik a versenyképességet is. Egy térfogatáram-érzékelővel nagyon egyszerűen és megbízhatóan mérhető, hogy egy hét alatt mennyi sűrített levegőt igényel a termelés, és hogyan kell méretezni az alkatrészeket, hogy azok a lehető leghatékonyabban működjenek és a lehető legnagyobb mértékben legyenek kihasználva. Az ábrán látható grafikonon egy dél-afrikai gyógyszeripari vállalat sűrített levegőtartálya mögött kb. 10 napon keresztül mért térfogatáram-profil látható.

A zöld görbe a ténylegesen mért térfogatáram-profilnak (mozgó átlag), a piros görbe pedig a "szimulált" szivárgás megszüntetése utáni térfogatáram-profilnak felel meg. Mint látható, a görbe lefelé tolódik. A pirossal jelölt időszakokban a termelés leállt, és nem termeltek árut - más szóval a sűrített levegő ekkor csak szivárgásokon és nyitott fúvókákon keresztül távozott. Természetesen ennek az értéknek mindig a lehető legalacsonyabbnak kell lennie, és a szivárgások megszüntetése vagy más fogyasztásoptimalizálás után jelentősen csökken. A rendszer alábbi feltételezett értékei alapján van még javítási lehetőség, amit az alábbi táblázatban láthat.

  • Fajlagos teljesítmény: 0,12 kWh/m³
  • Villamosenergia-ár: 25 € cent / kWh
  • Futási idő: 8000 óra/év
  • CO2-kibocsátás villamosenergia-mix háztartási fogyasztás: 420 g/ kWh
EgységMérés egyenirányítás előttMérés egyenirányítás utánJavítások
Átlagos térfogatáram[m3/h]500 m³/h250 m³/h250 m³/h
Térfogatáram termelés nélkül[m3/h]316 m³/h66 m³/h250 m³/h
Szivárgási arány [%]63,2%26,4 %36,8 %
Megtakarítási potenciál [€/év]75.840 € / a15.840 € / a60.000 €/a
CO2-kibocsátás127,41 tonna / a26,61 tonna / év100,8 tonna / év

2. gyakorlati példa - egy pékségi vállalkozás megtakarítási lehetőségei

Az alábbi ábra egy olyan pékség térfogatáram-profilját mutatja, amely a következő feltételek mellett termel:

  • A pékség 2 gyártócsarnokból áll
  • Az 1. csarnok (régebbi rendszerek) jelenleg le van állítva.
  • A termelés a 2. csarnokban 10:00 órától folyik.

A két csarnok fogyasztásának mérésére a sűrített levegőtartály mögé egy VA 500 hőmennyiség-érzékelőt szereltek fel. Az alábbi grafikon a kompresszor be- és kikapcsolását mutatja az eredeti térfogatáram profilban (világoszöld). A jobb összehasonlíthatóság érdekében ezért a mozgó átlagot is kiszámították és ábrázolták (sötétzöld). Ebből a következő megállapítások vezethetők le: Bár 10:00 óra előtt nem volt termelés, a kompresszor sok sűrített levegőt szállít. A valódi "termelési csúcsok" az alapterheléshez képest nagyon kicsik. Ez nagyon magas szivárgási arányra utal. A feltételezés megerősítése érdekében a leállási területen (az 1. csarnokban) lévő gépek golyóscsapjait elzárták, így azok szivárgása nem kapnak többé sűrített levegőt. A legtöbb szivárgás jellemzően a gépekben és azok környékén található. A térfogatáramprofil szintjének ezt követő folyamatos csökkenése azt mutatja, hogy az alapterhelés zárt golyóscsapról golyóscsapra óriási mértékben csökkenthető. Ez azt jelzi, hogy a szivárgás javítása milyen hatással lenne ennek a pékségnek a sűrített levegő profiljára.

  • Térfogatáram kezdetben: 150 m³/h
  • Térfogatáram a golyósszelepek zárása után: kb. 40 m³/h

Ha az 1. csarnokban lévő gépeket újra működtetik, a golyósszelepeket ki kell nyitni, és a sűrített levegő ismét a szivárgásokon keresztül távozik.

3. ajánlott eljárás a sűrített levegő szivárgási arányának tartós csökkentésére

Következtetés és ajánlás

Az itt leírt folyamatot ciklikusan kell elvégezni a vállalatnál annak érdekében, hogy a szivárgási arányt hosszú távon a lehető legalacsonyabb szinten tartsák. Az intézkedések célja az 5-10%-os tartós szivárgási arány elérése kell, hogy legyen, mivel a tapasztalatok azt mutatják, hogy az egyszeri keresés és javítás nem csökkenti tartósan a szivárgási arányt, és utána természetesen ismét új szivárgások keletkeznek.

Gyakorlati tipp: Annak érdekében, hogy ne mulasszuk el a szivárgásvizsgálat optimális időpontját, a tartály mögötti főcsőben térfogatáram-érzékelő (pl. VA 500) használata ajánlott. A mérés időtartamaként legalább egy hét (hétfőtől vasárnapig) ajánlott. A térfogatáram-mérés emellett a szivárgáskeresés és -javítás eredményének érvényesítésére is felhasználható, mivel ennek a térfogatáramot állóhelyzetben kell csökkentenie.