Sprężarka śrubowa VSD z magnesami trwałymi

Najbardziej powszechną filozofią sterowania stosowaną w przypadku sprężarek śrubowych jest schemat sterowania „obciążenie-odciążenie”. W tym schemacie silnik sprężarki pracuje w sposób ciągły, ale może być obciążony (wytwarzający powietrze) lub nieobciążony, w zależności od ciśnienia tłoczenia. Choć nieobciążona sprężarka śrubowa nie wytwarza sprężonego powietrza, problemem jest to, że nadal zużywa znaczną ilość energii – z mojego doświadczenia wynika, że ​​często > 30% mocy wymaganej pod obciążeniem. Dlatego praca sprężarki śrubowej bez obciążenia przez dłuższy czas jest nieefektywna, ponieważ energia jest zużywana bez korzyści w postaci produkcji sprężonego powietrza.

Sprężarka VSD będzie modulować prędkość śrub, a tym samym przepływ powietrza, ale będzie to miało miejsce tylko wtedy, gdy zapotrzebowanie na powietrze będzie wahać się do poziomu poniżej wydajności sprężarki. Dlatego maszyna spędza większość czasu na wytwarzaniu powietrza (może również zostać odciążona lub nawet wyłączona przy bardzo niskim poziomie zapotrzebowania na powietrze), ale zużywa mniej energii, niż zostałaby zużyta w przypadku schematu sterowania załadunkiem i rozładunkiem. Przepływ powietrza i wymagana moc są proporcjonalne do prędkości obrotowej silnika sprężarki. Zastąpienie sprężarki, która spędza cały czas pod obciążeniem, sprężarką VSD o równoważnej wydajności nie pozwoli zaoszczędzić energii – może w rzeczywistości zwiększyć zużycie energii, biorąc pod uwagę, że występują straty energii w samym VSD. Dlatego należy zachować ostrożność w przypadku twierdzeń, że sprężarka VSD będzie oszczędzać energię, jeśli nie oceniono wykorzystania wydajności istniejącej sprężarki. NIE MA „STANDARDOWEJ” OSZCZĘDNOŚCI ENERGII ZWIĄZANEJ Z STEROWANIEM SPRĘŻARKI VSD.

Oprócz potencjalnych oszczędności energii, sprężarki VSD oferują dalsze korzyści. Generalnie można je stosować z mniejszymi odbiornikami powietrza – widzę wiele miejsc, w których w ogóle nie używa się odbiornika, chociaż ogólnie nie polecałbym tego. Ciśnienie tłoczenia można również kontrolować na stałym poziomie, zamiast zmieniać się pomiędzy dwoma ciśnieniami, jak jest to wymagane w przypadku sterowania „załadunek-rozładunek”. To stabilne ciśnienie może wydłużyć żywotność sprzętu, zmniejszyć skłonność do wycieków i zapewnić bardziej spójną pracę instalacji.

Biorąc pod uwagę wszystkie powyższe, wydaje się, że wdrożenie regulacji zmiennej prędkości w przypadku słabo obciążonej sprężarki śrubowej jest sprawą otwartą i zamkniętą. Ale jakie obciążenie spowodowałoby przejście na sterowanie VSD? Aby podjąć ostateczną decyzję, należy przeprowadzić tę ocenę ilościowo, indywidualnie dla każdego przypadku. Należy również pamiętać, że modernizacja VSD w istniejących sprężarkach nie jest zalecana i że większość producentów OEM unieważni gwarancję na maszynę ze zmodernizowanym VSD. Z informacji, które otrzymałem od producentów OEM, wynika, że ​​maszyny VSD są projektowane w taki sposób od samego początku i że głowice pneumatyczne istniejących maszyn o stałej prędkości, choć ogólnie zdolne do pracy w ograniczonym zakresie prędkości, będą miały zmniejszoną elastyczność w porównaniu do jednostki VSD, ograniczając w ten sposób potencjalne oszczędności. Dlatego przejście na sterowanie VSD zazwyczaj oznacza zakup zamiennej maszyny VSD i sprzedaż istniejącej maszyny o stałej prędkości, miejmy nadzieję, że za godziwą wartość. Pomimo oszczędności energii może to być przedsięwzięcie o niewielkim zwrocie. Jakie zatem byłyby nasze inne opcje?

Jedną z opcji mogłoby być zainstalowanie systemu odzyskiwania ciepła na sprężarce o stałej prędkości zamiast stosowania sterowania VSD. Dzięki takiemu podejściu odzyskasz znaczną część (często > 80%) energii wejściowej dostarczanej do sprężarki, którą można następnie wykorzystać do różnych zastosowań, takich jak ogrzewanie pomieszczeń, podgrzewanie wody technologicznej lub do podgrzewania powietrza dostarczanego do pieca lub palnik. Jest to na ogół znacznie tańsza opcja niż wymiana sprężarki na sprężarkę VSD, ale można ją zastosować tylko wtedy, gdy istnieje odpowiedni radiator. Oznacza to, że chociaż filozofia sterowania obciążeniem i rozładunkiem może kosztować więcej, niż jest to konieczne pod względem zużycia energii do produkcji sprężonego powietrza, niemniej jednak można odzyskać większość tej energii. Odzyskana energia albo obniży Twoje rachunki za energię elektryczną, albo może skutkować zmniejszeniem zapotrzebowania na nośniki energii inne niż energia elektryczna, takie jak paliwo do kotła lub pieca, w zależności od zastosowania grzewczego. W przypadku wykorzystywania ciepła w celu zastąpienia ciepła dostarczanego przez paliwa znacznie tańsze od energii elektrycznej, takie jak węgiel, należy dokładnie rozważyć kwestie ekonomiczne.