Sprężarki z napędem o zmiennej prędkości (VSD) od dawna cieszą się uznaniem ze względu na ich oszczędność energii, gdy zapotrzebowanie na sprężone powietrze jest zmienne. Jednak niezależnie od tego, czy jest to spowodowane zmianowym systemem pracy czy też specyfiką produkcji zakładu – większość zastosowań sprężonego powietrza w rzeczywistości charakteryzuje się zmiennym zapotrzebowaniem. Czy VSD jest zatem zawsze najbardziej energooszczędną opcją?

sprezarka vsd

Sprężarka zmiennoobrotowa BOGE najnowszej serii S-4 typ S76-4 LFD, ze zintegrowaną przetwornicą częstotliwości oraz osuszaczem ziębniczym – przy odpowiednim zastosowaniu może zapewnić znaczne oszczędności energetyczne

 

Wykorzystując napęd o zmiennej prędkości (inaczej napęd sterowany przetwornicą częstotliwości), sprężarki VSD są w stanie zmieniać prędkość stopnia śrubowego, aby bezpośrednio dopasować przepływ sprężonego powietrza do aktualnych wymagań użytkownika, a dzięki efektywnemu utrzymywaniu stałego ciśnienia tłoczenia przy różnych obciążeniach, będą one bardziej wydajne niż sprężarki, które często przechodzą na bieg jałowy. Efektem końcowym jest oszczędność energii. Ponadto kolejną korzyścią z eksploatacji sprężarki VSD będzie dłuższa żywotność silnika dzięki łagodnemu rozruchowi (ochrona przed wysokim prądem rozruchowym, mogącym przegrzać uzwojenia).

Jednak kluczową kwestią, o której należy pamiętać, jest to, że sprężarki z napędem o zmiennej prędkości będą najbardziej energooszczędną opcją tylko w określonych okolicznościach. Oznacza to, iż sprężarka VSD nie jest właściwym rozwiązaniem zawsze i wszędzie!

Dlaczego sprężarki VSD nie są rozwiązaniem uniwersalnym?

Przede wszystkim sprężarki VSD są najbardziej ekonomiczne (energooszczędne) w zakresie przepływów 45% – 80% Oznacza to, iż sprężarka pracująca poza tym zakresem wydajności nie jest efektywna a więc i opłacalna. Gdy są używane do niewłaściwych zadań, mogą szybko sprawić, że produkcja sprężonego powietrza będzie droższa niż jest to konieczne.

Poza tym nie należy zapominać o innych aspektach:

  •  zastosowanie sprężarki VSD w instalacjach z wysokimi temperaturami otoczenia, dużym zapyleniem nie jest rekomendowane. W takich wypadkach oszczędności są do osiągnięcia za pomocą sprężarek stałoobrotowych z zastosowaniem innych metod regulacji przepływu
  • sprężarki VSD posiadają wrażliwą elektronikę. Kiedy ulegają uszkodzeniu, ich naprawa jest bardziej skomplikowana. Dlatego też warto zaplanować odpowiednią rezerwę wydajności na takie wypadki
  • bardzo ważny jest odpowiedni dobór sprężarki VSD – najlepsze rezultaty (brak tzw. dziur regulacyjnych) osiąga się, gdy sprężarka VSD jest przynajmniej takiego samego lub większego rozmiaru niż największa sprężarka stałoobrotowa w układzie, w którym będzie pracować. Generalną zasadą jest, iż zakres pracy sprężarki VSD (wydajność maksymalna minus minimalna) musi być równy lub nieco większy niż wydajność największej sprężarki stałoobrotowej.

Jakie rozwiązanie jest zatem optymalne?

W większości układów sprężarki można sklasyfikować jako sprężarki obciążenia podstawowego, szczytowego i rezerwowego. Obciążenie podstawowe oznacza, że ​​podstawowa – niezbędna – ilość sprężonego powietrza jest zawsze zapewniana w 100%. Jest ona uzupełniana przez sprężarki obciążenia szczytowego, które zapewniają dodatkową wydajność potrzebną w okresie zapotrzebowania maksymalnego. Zabezpieczeniem są systemy rezerwowe – na wypadek awarii sprężarek obciążenia podstawowego.

Kwestia czy najlepsze rozwiązanie zapewnia pojedyncza sprężarka VSD, czy też mniejsze, stałoobrotowe sprężarki obciążenia podstawowego i szczytowego, może być ustalona na podstawie audytu (np. BOGE AIReport) rzeczywistego zapotrzebowania sprężonego powietrza, celem wyznaczenia rzeczywistej charakterystyki zapotrzebowania sprężonego powietrza.

Podsumowanie

Nie istnieje zatem jedne uniwersalne rozwiązanie zapewniające, iż sprężarka VSD jest optymalnym środkiem. Dokładne dopasowanie sprężarki do profilu zapotrzebowania na sprężone powietrze w miejscu pracy ma tutaj kluczowe znaczenie. Warto zatem pamiętać, iż „dobra” sprężarka to w zasadzie dobrze dobrana sprężarka, tzn. taka, dla której koszty posiadania będą optymalne dla profilu konsumpcji powietrza. Charakterystyka sprężarki musi jak najlepiej odpowiadać charakterystyce poboru sprężonego powietrza.

Zarówno sprężarki VSD, jak i sprężarki o stałoobrotowe posiadają wady i zalety. Żadna z tych technologii nie jest lepsza od drugiej, chodzi raczej o to, że są one odpowiednie w zastosowaniu w różnych okolicznościach.