Въпреки че самият въздух е безплатен, производството, обработката и разпространението на сгъстен въздух консумират значителни количества енергия и водят до значителни разходи. Статистически, генерирането на 1 конска сила сгъстен въздух изисква приблизително 8 конски сили електрическа енергия. Въпреки че ефективността на преобразуване на енергия е сравнително ниска, използването на сгъстен въздух в промишления сектор далеч надхвърля това на електрическа или хидравлична енергия. Това се дължи на множеството уникални предимства на сгъстения въздух, което го прави незаменим компонент на промишлените приложения.
Ефективното използване на сгъстен въздух обаче зависи от производството му при възможно най-ниски разходи, като същевременно се минимизират отпадъците. Разходите за енергия представляват най-значимите разходи-, покриващи производството, разпределението и поддръжката на система, която доставя чист, сух въздух при стабилно налягане. На практика разходите за енергия често надвишават значително първоначалната покупна цена на компресора, като се има предвид общата цена на притежание.
В миналото, когато цените на електроенергията бяха ниски, много производители не обръщаха особено внимание на разходите за сгъстен въздух. И все пак, тъй като цените на енергията непрекъснато се повишават, компаниите бяха принудени да пре-оценят оперативните разходи на своите системи за сгъстен въздух и да търсят нови начини за намаляване на разходите. Помислете за производител, работещ с компресор с мощност 200-конски сили непрекъснато - 24 часа на ден, 365 дни в годината. При тарифа за електроенергия от 0,03 долара за киловатчас (kWh), годишните разходи за електроенергия бяха 41 273 долара. Въпреки това, тъй като тарифите се покачиха до $0,10 за kWh, годишните разходи за същия компресор скочиха до $137 578. С нарастващите разходи за енергия фасилити мениджърите все повече осъзнават, че намаляването на разходите за сгъстен въздух е критичен въпрос, изискващ незабавно внимание.
1.0 Фактори, допринасящи за загубата на разходи в системите за сгъстен въздух
Отпадъците са основният двигател на разходите в системите за сгъстен въздух. Има три основни причини за отпадъци: течове, прекомерно изкуствено търсене и неправилна употреба.
1.1 Течове: основният източник на отпадъци от сгъстен въздух
Течовете са най-очевидната причина за загуба на сгъстен въздух. Те възникват, когато сгъстеният въздух тече към област с по-ниско-налягане; въздушните молекули ще излязат през всеки отвор, който е достатъчно голям. Скоростта на изтичане се увеличава с увеличаване на разликата в налягането между сгъстения въздух и атмосферата. Стареене, корозирали тръбопроводи и резбови връзки предоставят основни възможности за възникване на такива течове. Ниско{5}}бързо{6}}свързващите фитинги и пластмасовите или гумените маркучи, по-специално, често образуват пукнатини поради стареене, вибрации или химическа корозия, всички от които водят до загуба на сгъстен въздух.
Всъщност приблизително 80% от течовете не се чуват; тези "невидими" течове често остават незабелязани и неотстранени. Например, при налягане от 100 psi, четвърт-инч изтичане губи 104 кубически фута сгъстен въздух на минута, еквивалентно на потреблението на 25 конски сили електрическа мощност.
[Разходи за енергия (USD/година)=Моторни конски сили x 0,746 x Работни часове (на година) x Тарифа за електроенергия (USD/kWh) / Моторна ефективност]
Въз основа на тази формула, ако приемем, че течът продължава 8760 часа годишно, годишните разходи за електроенергия ще бъдат приблизително $17 000 - значителна загуба, ако течът остане неотстранен [Източник: Министерство на енергетиката на САЩ, 2022 г.].
Изследванията на производствени предприятия в САЩ показват среден процент на изтичане от 30%, което води до годишни отпадъци на обща стойност до 3,2 милиарда долара [Източник: Министерство на енергетиката на САЩ, 2022 г.]. Следователно проверката и навременното отстраняване на течове може значително да намали потреблението на електроенергия и оперативните разходи.
1.2 Прекомерно изкуствено търсене: Прекомерно високо работно налягане
Отпадъците, дължащи се на изкуствено търсене, произтичат основно от работа на оборудване за сгъстен въздух при налягане, по-високо от необходимото. Например, ако пневматичен цилиндър изисква 1 кубичен фут въздух, за да завърши един ход, увеличаването на налягането в системата от 80 psig до 100 psig кара цилиндъра да консумира повече въздух (1,21 кубични фута). Следователно, работата при налягания над оптималното ниво, изисквано от пневматичното оборудване, води до значително увеличаване на консумацията на въздух.
Решения:
1.2.1 Оптимизирането на налягането в системата и работата при най-ниското възможно налягане може да намали изхвърлянето на въздух, причинено от прекомерно работно налягане. Например, понижаването на налягането до 80 psi вместо 100 psi ефективно намалява потреблението на сгъстен въздух и на свой ред намалява разходите.
1.2.2 Закупуване на оборудване с по-голям-капацитет: Ако съществуващата система за сгъстен въздух вече не може да отговори на голямото търсене на оборудването, трябва да се обмисли закупуването на машини с по-висок капацитет на потока. Оборудването, проектирано за по-високи скорости на потока, може да осигури необходимия въздушен поток при по-ниско налягане, като по този начин минимизира отпадъците, свързани с работа под високо-налягане. Този подход не само намалява консумацията на енергия, но също така повишава стабилността и ефективността на системата.
1.3 Неправилна употреба: Сгъстен въздух като заместител на други източници на енергия
Използването на сгъстен въздух за почистване на зони или захранване на не-пневматично оборудване е често срещана форма на злоупотреба. Например използването на сгъстен въздух за почистване на отломки отдолу на машините често може да се постигне по-икономично с метла, електрическа духалка за листа, вентилатор или други инструменти. Разчитането на сгъстен въздух в тези сценарии води до високи разходи и ниска ефективност.
Решение:
Предприятията трябва редовно да проверяват своите системи за сгъстен въздух, за да се уверят, че ресурсът не се използва за ненужни задачи. Замяната на сгъстен въздух с по-рентабилни-източници на енергия може да намали както консумацията на енергия, така и-оперативните разходи в дългосрочен план.
2.0 Как да избегнем отпадъците и да намалим разходите?
Най-ефективният начин за минимизиране на отпадъците от сгъстен въздух е извършването на цялостна оценка на системата. Това може да се постигне чрез ангажиране на специалисти по сгъстен въздух, които да извършат задълбочена проверка, да идентифицират източниците на течове, прекомерна ръчна употреба и неправилни приложения и да дадат препоръки за подобрение.
Чрез прилагането на тези подобрения предприятията могат да намалят отпадъците в три ключови области-течове, ръчна употреба и неправилно приложение-като по този начин намалят общите разходи за системата за сгъстен въздух и подобрят енергийната ефективност.
3.0 Заключение
Като жизненоважен източник на енергия сгъстеният въздух води до значителни разходи, които не могат да бъдат пренебрегнати. Чрез оптимизиране на системите за сгъстен въздух-минимизиране на течове, регулиране на работното налягане и елиминиране на неправилна употреба-предприятията могат значително да намалят разходите си за сгъстен въздух. На фона на нарастващите цени на енергията и все по-строгите екологични разпоредби, приемането на ефективни мерки-за пестене на енергия стана от съществено значение за намаляване на разходите и повишаване на конкурентоспособността.
За производствения сектор оптимизирането на управлението на сгъстения въздух не само води до значителни икономии на енергия, но също така повишава ефективността на производството и удължава живота на оборудването, което служи като решаваща стъпка към устойчиво развитие.