W przeszłości utarło się, iż motoryzacja, obróbka drewna, rzemiosło czy inny niewielki zakład koncentrował się na wyborze pomiędzy sprężarką tłokową a śrubową. W ostatnich latach wielu zdecydowało się na sprężarki śrubowe i ciągle interesuje się najnowszymi osiągnięciami w tej dziedzinie techniki. Szczególnie dotyczy to napędów regulowanych prędkością obrotową, zwanych popularnie VSD (Variable Speed Drive).
Agregaty VSD oferują wiele korzyści, chociaż częstokroć to co najnowsze nie jest najlepsze. Opisujemy tutaj pewne kwestie, które należałby rozważyć, jeśli myślicie Państwo o zakupie sprężarki zmiennoobrotowej do Waszego zakładu.
Co to w ogóle jest sprężarka zmienoobrotowa?
Maszyna zmienoobrotowa zmienia prędkość obrotową silnika, a co się z tym wiąże przepływ powietrza (m3/min) w odpowiedzi na aktualne rzeczywiste zapotrzebowanie powietrza. Zazwyczaj realizuje się to za pomocą zaawansowanej elektroniki celem modyfikacji mocy wejściowej do zmiany częstotliwości prądu w odpowiedzi na sygnał ciśnienia na wylocie sprężarki.
Jakie są korzyści?
Oszczędność energii, zaaplikowane poprawnie VSD bardzo efektywnie utrzymuje stałe ciśnienie w szerokim zakresie zapotrzebowania na sprężone powietrze. VSD jest bardziej efektywny niż sprężarki często przechodzące na bieg jałowy. Rekomendujemy zastosowanie sprężarki zmiennoobrotowej, gdy będzie ona pracowała w zakresie 40-85% swojego zakresu wydajności.
Stałe ciśnienie sprężania, jak wspomniano powyżej, np. maszyny BOGE utrzymują zadane ciśnienie sprężania w zakresie tolerancji +/-100 mbar. W efekcie czego możliwe jest znaczne obniżenie ciśnienia roboczego w stosunku do sprężarki stałoobrotowej gdzie Δp wynosi najczęściej 0,5 bar. Powinni Państwo wiedzieć, że każde podniesienie ciśnienia pracy sprężarki o 500 mbar wiąże się ze wzrostem zużycia energii o 6 %
Łagodny start silnika (tzw. soft start), napędVSD zabezpiecza przed prądem rozruchowym, który może przegrzewać uzwojenia. Może to znacznie przedłużyć żywotność silnika jak i całego układu napędowego sprężarki
Jakie są wady?
Po pierwsze i najważniejsze, kosztują więcej ze względu na skomplikowaną elektronikę.
Po drugie, koszty ich naprawy są także większe. Niektórzy producenci używają specjalnych silników czy też całych modułów silnik-stopień śrubowy. Jeśli pojawia się z nimi problem czy też z elektroniką sprężarki, naprawa kosztuje więcej niż w przypadku zwykłych, stałoobrotowych maszyn.
Są wrażliwe na otaczające je warunki i zasilanie elektryczne. Sprężarki tłokowe znane są z tego, iż pracują i pracują nawet w warunkach znacznie gorszych niż optymalne, nie wymagając przy tym znacznego serwisu. Sprężarki śrubowe są także niezawodne, lecz wymagają większych nakładów serwisowych (wymiana filtra, oleju itp.) Spłacają się ze względu na większą wydajność przy mniejszym zużyciu energii i lepszą jakość sprężonego powietrza. Sprężarki zmiennoobrotowe zapewniają jeszcze lepszą oszczędność energii, ale podobnie jak np. Państwa laptop, elektronika napędu nie toleruje wilgoci, wysokich temperatur czy zapylonych pomieszczeń. VSD muszą być instalowane wewnątrz pomieszczenia i w czystszych, chłodniejszych warunkach niż zwykłe sprężarki.
Ponadto, wymagają stałego zasilania. Jeśli Państwa zasilanie jest słabe, zmienne czy też zdarzają się okresowe przerwy w dostawie prądu, VSD nie będzie cieszył się długą bezproblemową pracą.
Pozostałe uwarunkowania
Sprężarki VSD muszą być odpowiednio dobrane, aby zapewniać korzyści. Ważnym jest aby to zrozumieć. Częstokroć VSD jest opisywana jako technologia zapewniająca wielkie oszczędności energetyczne, ale zdarzy się to tylko wtedy, gdy sprężarka zostanie odpowiednio zastosowana. Nie bez powodu nazywają się zmiennoobrotowymi. Oszczędzają wydatków wtedy, gdy zapotrzebowanie powietrza jest zmienne.
Jeśli zapotrzebowanie powietrza jest nieomalże stałe, VSD nie redukuje kosztów. Jeśli maszyna pracuje zazwyczaj prawie z maksymalną wydajnością, wtedy korzyści energetyczne są minimalne i lepiej jest posiadać tańszą maszynę stałoobrotową. Jeśli maszyna generuje przepływ sprężonego powietrza w okolicach minimum, instalacja jest przewymiarowana (przepłacona). Dodatkowo, większość dostępnych na rynku maszyn nie może pracować poniżej 20-25% swojej wydajności, po prostu dlatego, iż silnik będzie pracował na za niskich obrotach, aby się chłodzić. Z naszej praktyki wynika, iż jest wiele takich nie-przemysłowych zakładów posiadających znacznie przewymiarowane systemy, niejako wierząc, iż „większe jest lepsze”.
Tak więc, zanim zainwestujecie Państwo w sprężarkę VSD, wykonajcie analizę zapotrzebowania sprężonego powietrza, którego rzeczywiście potrzebujecie. Tutaj z pomocą przychodzi nasz układ pomiarowy BOGE AIRreport©
Najlepiej jest także oprzeć się chęci posiadania maszyny typu “wszystko w jednym”. Jedna maszyna może wprawdzie pokryć całe zmienne zapotrzebowanie sprężonego powietrza, ale czy posiadanie tylko jednej maszyny jest w ogóle praktyczne? Czy istnieje jakaś rezerwa? Do rozważenia pozostaje czas i koszt przestojów. Być może lepszą opcją są dwie mniejsze sprężarki. W wielu przypadkach dwie mniejsze sprężarki zmiennoobrotowe zapewniają nieomalże identyczne oszczędności energetyczne jak jedna maszyna.
Stałe ciśnienie sprężania nie gwarantuje stabilnego ciśnienia systemowego w punkcie odbioru. Jeśli zbiornik raz rurociągi sprężonego powietrza nie są odpowiednio dobrane, użytkownik może uzyskać zbyt małe ciśnienie lub odczuwać jego wahania.
Kiedy zastosowanie VSD ma sens?
Zdecydowanie istnieją przypadki, kiedy VSD jest właściwym rozwiązaniem. Jeśli rachunki za prąd są wysokie, sprężarki pracują codziennie wiele godzin a zapotrzebowanie sprężonego powietrza zmienia się w skali dobowej, wtedy instalacja VSD jest wskazana.
VSD wymaga także czystego, suchego miejsca instalacji i dobrego zasilania elektrycznego. Zalecamy konsultację z naszymi ekspertami z dziedziny sprężonego powietrza, z którymi należy omówić wszelkie problemy. Mogą oni pomóc w opracowaniu długoterminowego rozwiązania spełniającego wymagania i zapewniającego oszczędności energetyczne.
