Wyobraź sobie, że linia produkcyjna w Twojej fabryce stoi w nocy, a sprężarki powietrza nadal pracują z pełną mocą, niepotrzebnie zużywając energię. Ten scenariusz nie jest rzadkością – wiele zakładów przemysłowych boryka się z tym samym problemem marnotrawstwa energii. Sprężone powietrze odgrywa zasadniczą rolę w procesach produkcyjnych, ale może również stać się ukrytym winowajcą rosnących rachunków za prąd.

Technologia napędu o zmiennej prędkości (VSD) firmy Atlas Copco oferuje skuteczne rozwiązanie tego problemu. Ale w jaki sposób VSD przewyższa tradycyjne sprężarki powietrza o stałej prędkości? I jak może pomóc firmom osiągnąć znaczne oszczędności energii w rzeczywistych zastosowaniach?

Jak sama nazwa wskazuje, sprężarki powietrza o stałej prędkości utrzymują stałą prędkość silnika podczas pracy. Oznacza to, że nadal pracują z maksymalną mocą, nawet gdy zapotrzebowanie na sprężone powietrze spada znacznie poniżej szczytowych poziomów – co skutkuje znacznym marnotrawstwem energii. Zasada działania przypomina jazdę samochodem cały czas na najwyższym biegu, niezdolnym do zmniejszenia zużycia paliwa, nawet gdy warunki na drodze na to pozwalają.

Gdy zapotrzebowanie na powietrze się waha, sprężarki o stałej prędkości regulują przepływ powietrza poprzez modulację zaworu wlotowego, utrzymując niezmienioną prędkość silnika. Takie podejście prowadzi do nieefektywnego zużycia energii, szczególnie w warunkach częściowego obciążenia.

W przeciwieństwie do tego, sprężarki VSD automatycznie dostosowują prędkość silnika w zakresie od minimalnej do maksymalnej, w oparciu o zapotrzebowanie na powietrze w czasie rzeczywistym. Silnik przyspiesza, gdy zapotrzebowanie rośnie, i zwalnia, gdy zapotrzebowanie spada. Ta inteligentna regulacja zapobiega niepotrzebnemu zużyciu energii, dostarczając powietrze dokładnie wtedy i w takiej ilości, jakiej potrzeba.

Technologia działa podobnie do pedału przyspieszenia w samochodzie, dynamicznie dostosowując prędkość do warunków ruchu i potrzeb jazdy, aby osiągnąć optymalną efektywność paliwową. Atlas Copco oferuje zarówno sprężarki VSD, jak i o stałej prędkości, ponieważ każdy typ służy określonym potrzebom operacyjnym.

Modele o stałej prędkości okazują się najbardziej odpowiednie dla obiektów o prawie stałym zapotrzebowaniu na powietrze – takich jak fabryki pracujące 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, o przewidywalnych, jednolitych wzorcach zużycia. Sprężarki VSD sprawdzają się w środowiskach z wahaniami zapotrzebowania ze względu na cykle produkcyjne, zmiany zmian lub sezonowe wahania.

Chociaż sprężarki VSD wiążą się z wyższymi kosztami początkowymi, ich oszczędności energii zazwyczaj kompensują dodatkową inwestycję. Im większa zmienność zapotrzebowania, tym większy potencjał oszczędności. Jednostki VSD działają również w znacznie węższych zakresach ciśnień w porównaniu do modeli o stałej prędkości.

Utrzymując niższe ciśnienia wylotowe, jednocześnie spełniając wymagania systemowe, sprężarki VSD osiągają dodatkowe oszczędności energii. Zapewniają również bardziej spójne ciśnienie w systemie we wszystkich zastosowaniach. Za każde obniżenie ciśnienia o 1 bar bez przekraczania wymagań, firmy mogą zaoszczędzić około 7% kosztów energii.

• Dostawa powietrza w oparciu o zapotrzebowanie: Dostosowując prędkość silnika do rzeczywistego zużycia, sprężarki VSD eliminują straty energii związane z modelami o stałej prędkości pracującymi przy częściowym lub zerowym obciążeniu.
• Zmniejszone ciśnienie robocze: Precyzyjna kontrola ciśnienia minimalizuje wycieki spowodowane nadmiernym ciśnieniem w systemie, zapobiegając związanym z tym stratom energii.
• Możliwość łagodnego rozruchu: Stopniowe przyspieszanie sprężarek VSD pozwala uniknąć wysokich prądów rozruchowych charakterystycznych dla jednostek o stałej prędkości, zmniejszając obciążenie sieci elektrycznej i wydłużając żywotność sprzętu.

• Obiekty ze znacznymi wahaniami zapotrzebowania na powietrze, takie jak te z zmiennymi harmonogramami produkcji lub wzorcami zużycia opartymi na zmianach
• Operacje wymagające precyzyjnej kontroli ciśnienia, w tym produkcja precyzyjnych instrumentów i aplikacje do natryskiwania farbą
• Firmy z sezonowymi wahaniami zapotrzebowania, takie jak te doświadczające wyższych obciążeń klimatyzacji w miesiącach letnich

• Obiekty z prawie stałym zapotrzebowaniem na powietrze podczas pracy
• Firmy priorytetyzujące niższe początkowe koszty inwestycji nad długoterminowymi oszczędnościami energii

Niektóre operacje osiągają optymalną wydajność, wdrażając oba typy sprężarek. Typowa konfiguracja wykorzystuje jedną lub więcej jednostek o stałej prędkości do zaspokojenia zapotrzebowania podstawowego, uzupełnioną sprężarką VSD do obsługi wahań. Takie podejście zapewnia stabilne zasilanie powietrzem, jednocześnie maksymalizując oszczędności energii.

Wdrożenie wielu mniejszych sprężarek zamiast jednej dużej jednostki również zwiększa niezawodność systemu. W przypadku awarii jednej sprężarki produkcja może być kontynuowana przy użyciu pozostałego sprzętu.

Uznając korzyści dla sieci wynikające ze zmniejszonego zapotrzebowania szczytowego, wiele rządów i przedsiębiorstw użyteczności publicznej oferuje zachęty do przyjęcia energooszczędnego sprzętu, takiego jak sprężarki VSD. Programy te mogą znacznie obniżyć koszty modernizacji i skrócić okres zwrotu dla firm.

Wybór optymalnego rozwiązania sprężonego powietrza wymaga starannego rozważenia potrzeb operacyjnych, procesów produkcyjnych, istniejącej infrastruktury i budżetów kapitałowych. Konsultacje ze specjalistami od sprężonego powietrza mogą pomóc w zidentyfikowaniu najbardziej odpowiedniej konfiguracji w celu osiągnięcia oszczędności energii przy jednoczesnym zachowaniu produktywności.