공기 압축기를보다 효율적으로 만드는 방법

압축 공기는 많은 산업 분야에서 가장 널리 사용되는 에너지 형태 중 하나이며 약 70%의 제조업체가 압축 공기 시스템을 사용합니다.

압축 공기는 제조 공장에서 가장 비싼 에너지 형태 중 하나 일 수 있으며 종종 다른 장비보다 더 많은 에너지를 사용합니다. 압축 공기 1 마력에는 8 마력의 전기가 필요합니다. 많은 공기 압축기가 10%의 낮은 효율로 작동하므로 종종 개선의 여지가 많습니다. 다행히도 중소 규모의 산업 시설에 있는 압축 공기 시스템의 50%는 저비용 에너지 절약을 위한 기회를 가지고 있습니다.

공기 압축기 에너지 효율에 영향을 미치는 것은 무엇입니까? 이러한 요소에는 유형,모델,크기,모터 전력 등급,시스템 설계,제어 메커니즘,용도 및 유지 보수 일정이 포함됩니다. 비효율적 인 공기 압축의 주된 이유는 가압 공기의 온도 상승과 시스템의 많은 움직이는 부품으로 인한 마찰로 인한 열 손실 때문입니다.

공기 압축기 효율에 관해서는 공기 압축기 자체뿐만 아니라 공급 라인,공기 저장 탱크,공기 건조기,수신기 및 애프터 쿨러를 포함하는 전체 시스템을 조사하는 것이 중요합니다. 압축 공기 시스템을 올바르게 조정하면 상당한 양의 에너지와 비용을 절약할 수 있습니다.

다음과 같은 방법으로 시스템의 효율성을 향상시킵니다:

공기 흡입구의 품질을 향상

성능에 영향을 미치는 공기 압축 시스템의 세 가지 구성 요소가 있습니다:

1. 온도. 흡입 공기의 온도는 공기의 밀도를 결정합니다. 차가운 공기는 압축하는 데 더 적은 에너지가 필요합니다.
2. 구성. 깨끗한 흡입 공기는 압축 공기가 시스템을 통해보다 원활하게 이동할 수 있도록합니다. 더러운 공기는 축적 및 마모뿐만 아니라 감소 저장 용량을 일으킬 오염 물질이 포함되어 있습니다.
3. 습도. 습기는 시스템 내부에 축적되어 구성 요소가 녹슬 기 때문에 공기 압축 시스템에 해로울 수 있습니다. 이 마모뿐만 아니라 누출 및 감소 저장 용량으로 이어질 수 있습니다. 건조한 공기는 사용 시점에서 작업을 수행하는 공기 압축 시스템 및 도구를 손상시킬 가능성이 적습니다.

공기 압축기 컨트롤 일치

공기 압축기 컨트롤은 압축기 출력을 단일 압축기 또는 다중 압축기로 구성 될 수있는 압축기 시스템의 요구와 일치시킵니다. 이러한 제어는 공기 압축기 시스템 효율뿐만 아니라 고성능을 위해 필수적이다.

압축 공기 시스템은 특정 범위의 압력을 유지하고 최종 사용자의 요구에 따라 다양한 양의 공기를 공급하도록 설계되었습니다. 제어 시스템은 압력이 일정 수준에 도달하면 압축기 출력을 감소시킵니다. 반면에 압력이 떨어지면 압축기 출력이 증가합니다.

가장 정밀한 제어 시스템은 시스템 요구 사항 이하로 떨어지지 않고 낮은 평균 압력을 유지할 수 있습니다. 시스템 요구 사항 이하로 떨어지면 장비가 잘못 작동 할 수 있습니다. 따라서 시스템 컨트롤을 저장 용량과 일치시키는 것이 매우 중요합니다.

다음 컨트롤은 단일 압축기의 효율성을 높일 수 있습니다:

• 시작/정지 제어 압력에 따라 압축기를 켜고 끕니다.
• 로드 및 언로드 기능은 압축기를 배출 압력으로 언로드합니다.
• 변조 제어는 유량 요구를 관리하는 반면,다단계 제어는 압축기가 부분적으로 적재 된 조건에서 작동 할 수있게합니다.
• 이중 제어/자동 이중 제어를 통해 시작/중지 또는 로드/언로드를 선택할 수 있습니다.
• 가변 변위는 두 개 이상의 부분적으로 적재된 조건에서 작동할 수 있다.
• 가변 속도 드라이브는 가변 요구 사항을 충족시키기 위해 드라이브 모터 속도를 지속적으로 조정합니다.
• 압축기가 여러 개인 시스템은 시스템 마스터 컨트롤을 사용하여 압축 공기를 최적화하는 데 필요한 모든 기능을 조정합니다.
• 시스템 마스터 컨트롤은 복잡성이 로컬 및 네트워크 컨트롤의 기능을 초과할 때 압축 공기 시스템을 조정할 수 있습니다. 이러한 컨트롤은 시스템 구성 요소를 모니터링하고 유지 관리 기능을 향상시키기 위해 데이터를 추세화 할 수 있습니다.
• 압력/유량 컨트롤러는 나중에 수요의 변동을 충족시키는 데 사용할 수있는 더 높은 압력의 공기를 저장합니다.

잘 설계된 시스템은 다음을 사용해야 합니다: 수요 통제,저장,압축기 통제,좋은 신호 위치 및 전반적인 통제 전략. 이러한 시스템의 주요 목표는 저장된 고압 압축 공기로 변동을 지원하면서 가장 낮은 안정된 압력으로 압축 공기를 전달하는 것입니다.

다중 압축기의 경우,시퀀싱 제어는 필요하지 않을 때 오프라인 복용하면서,시스템 부하를 충족하기 위해 압축기를 실행하여 수요를 충족 할 수 있습니다. 네트워크 컨트롤은 또한 전체 시스템에 대한 부하를 관리하는 데 도움이됩니다.

시스템 설계 개선

공기 압축기 시스템의 설계를 개선하는 다섯 가지 방법이 있습니다.

1. 경로를 곧게 펴십시오. 이러한 전달 라인의 좁은 전달 라인 또는 날카로운 굴곡은 시스템의 마찰 및 압력 강하를 증가시킬 수 있으며,이는 사용 지점에 도달하는 압력이 줄어 듭니다. 이렇게 많은 굴곡 및 반복 없이 더 나은 디자인은 동일한 에너지를 사용하여 압력을 더 일으켜야 합니다.
2. 필요할 때 에너지를 절약하십시오. 저장 탱크 또는 수신기는 단기 수요 변화를 완충하고 온/오프 사이클링을 줄일 수 있습니다. 탱크는 또한 수요가 가장 높을 때 시스템 압력이 최소 압력 요구 사항 이하로 떨어지는 것을 방지 할 수 있습니다. 압력이 떨어지면 시스템 압력이 증가하여 공기 압력이 낭비 될 수 있습니다. 탱크는 압축기의 힘에 따라 크기가 조정됩니다. 50 마력 공기 압축기는,예를 들면,50 갤런 공기 수신기 탱크를 필요로 합니다.
3. 흡입 공기를 식히십시오. 차가운 공기를 압축하는 데 필요한 에너지가 따뜻한 공기를 압축하는 데 필요한 에너지보다 적기 때문에 압축기 흡입구를 외부의 음영 영역으로 이동하여 압축에 필요한 에너지를 줄일 수 있습니다. 예를 들어 화씨 20 도를 줄이면 운영 비용을 거의 3.8%낮출 수 있습니다.
4. 여러 개의 작은 압축기를 사용하십시오. 대형 공기 압축기는 부분 부하로 작동하면서 단위 당 더 많은 에너지를 사용하기 때문에 매우 비효율적 일 수 있습니다. 이러한 시스템은 시퀀싱 제어 기능을 갖춘 많은 소형 압축기를 사용함으로써 이익을 얻을 수 있으며,시스템의 일부는 단지 일부 압축기를 끔으로써 종료 될 수 있습니다.
5. 폐열을 재기하십시오. 폐열은 공간 난방 및 난방 물을위한 끓는 물에도 사용할 수 있습니다. 제대로 디자인한 열회수 단위는 공기 압축에서 이용된 전기 에너지의 50-90%를 재기할 수 있습니다.
6. 수요가 많은 지역 근처를 찾습니다. 높은 수요의 근원의 가까이에 공기 수신기를 찾아내서,감소된 전반적인 압축기 수용량을 가진 요구에 응하는 것이 쉽습니다.

압축 공기 요구 사항 고려

1. 로드 프로파일을 검사합니다. 적절하게 설계된 압축 공기 시스템은 부하 프로파일을 고려해야합니다. 공기 수요에 있는 넓은 변이가 있는 경우에,체계는 부분 짐의 밑에 있을 때 능률적으로 작동할 필요가 있을 것입니다. 다수 압축기는 수요에 있는 큰 동요가 있을 때 경제적인 에너지 사용을 제공할 것입니다.
2. 인공 수요를 최소화하십시오. 인공적인 수요는 신청을 위해 필요한 보다는 고압을 사용할 때 규제되지 않는 사용을 위해 요구된 과잉 공기 양입니다. 응용 프로그램에 50 사이가 필요하고 90 사이가 수신되면 시스템이 사용되지 않는 공기를 생성합니다. 최종 사용시 압력 조절기는 인공적인 수요를 최소화 할 수 있습니다.
3. 필요한 정확한 압력을 결정하십시오. 필요한 압력 수준은 필터,배관,분리기 및 건조기로 인한 시스템 손실을 고려해야합니다. 배출 압력을 높이면 누출과 같은 규제되지 않은 사용의 수요가 증가 할 것입니다. 즉,압력 증가는 증가 비 효율성을 생성합니다. 예를 들어,헤더 압력의 2-사이오닉 증가는 규제되지 않은 공기의 소비로 인해 에너지 소비를 1%까지 증가시킬 것이다. 에너지를 절약하려면 시스템 압력을 줄이면서 고성능을 달성하는 방법을 고려해야 합니다.
4. 적절한 수요와 공급을 조사하십시오. 공기 압축기가 최종 사용을 위해 너무 크지 않다는 것을 확인하십시오. 각 응용 프로그램에 필요한 공기의 볼륨을 정량화,모든 최종 사용을 고려하십시오. 전체 압축 공기 시스템에 대한 일반적인 평가는 분배 시스템에 문제가 있는지 조사하고 부적절한 공기 사용을 최소화하는 데 도움이 됩니다.
5. 블록 다이어그램과 압력 프로파일을 사용합니다. 블록 다이어그램은 공기 압축 시스템의 모든 구성 요소를 식별하는 데 도움이됩니다. 압력 프로파일은 시스템의 압력 강하를 보여 주며,이는 제어 조정에 대한 피드백을 제공해야합니다. 압력 프로파일을 완성하려면 압축기 입구,공기/윤활유 분리기 간 차동 장치 및 다단식 압축기의 단계 간 측정을 수행해야 합니다. 데이터 로깅 시스템 압력 및 공기 흐름을 통해 시스템 중단,간헐적 부하,시스템 변경 및 일반적인 조건을 확인할 수 있습니다. 압력 및 공기 흐름의 변화는 생산에 미치는 영향을 최소화하기 위해 시스템 제어를 통해 관리 할 수 있습니다.
6. 압축 공기 저장 장치를 사용하십시오. 스토리지는 감쇠율과 압력 강하를 줄임으로써 수요 피크 동안 수요 이벤트를 제어할 수 있습니다. 또한 필요한 경우 압축기를 끄면 시스템의 다른 이벤트로부터 중요한 작업을 보호할 수 있습니다.

압력 강하 최소화

압축 공기가 분배 시스템을 통해 이동함에 따라 압력 강하가 발생합니다. 과도한 압력 강하는 성능 저하 및 에너지 소비 증가를 유발할 수 있습니다. 압축기 신호에서 상류 압력 강하는 최종 사용자를 위한 더 낮은 운영 압력 귀착됩니다. 이를 위해서는 압축기 제어 설정을 충족시키기 위해 더 높은 압력이 필요합니다. 용량을 추가하거나 시스템 압력을 높이기 전에 시스템의 압력 강하를 줄이십시오. 압축 공기 장비는 제일 결과를 위한 가장 낮은 능률적인 운영 압력에 운영해야 합니다.

다음은 압력 강하를 줄이는 방법입니다:

• 적절한 시스템 설계를 유지하십시오. 과도한 압력 강하의 가장 일반적인 이유는 분배 헤더와 생산 장비 사이에 부적절한 파이프 크기를 사용하기 때문입니다. 이는 최대 유량을 고려하지 않고 예상 평균 압축 공기 수요를 기준으로 배관을 선택하는 경우에 발생할 수 있습니다.
• 습기를 극소화하기 위하여 공기 거르고는 및 건조용 장비를 유지하십시오.
• 필터에 공기 흐름을 제한하고 압력 강하를 유발하는 먼지가 없는지 확인하십시오. 필터 요소의 적시 유지 보수 및 교체는 압력 강하를 줄이는 데 중요합니다.
• 압력 강하가 가장 낮은 분리기,건조기,필터 및 애프터 쿨러를 선택하십시오. 필터,호스 및 압력 조절기의 일반적인 압력 차이는 제곱 인치 당 7 파운드입니다.
• 최저 압력 차동에서 최상의 성능을 제공하는 레귤레이터,호스,윤활기 및 연결부를 선택하십시오.
• 압축 공기 시스템을 통해 공기가 이동하는 거리를 줄입니다.

많은 도구는 평방 인치 게이지 당 80 파운드 이하의 공기 공급으로 효과적으로 작동 할 수 있습니다. 공기 압축기 출력 압력을 감소시켜서,당신은 누설 비율을 감소시키고,수용량을 개량하고 돈을 저축할 수 있습니다. 그러나 작동 압력의 감소는 압력 조절기,필터 및 저장 크기를 수정해야 할 수 있습니다. 시스템 압력이 최소 요구 사항 이하로 떨어지면 장비가 더 이상 제대로 작동하지 않을 수 있습니다.

압력 강하를 줄이면 시스템이 더 낮은 압력에서보다 효율적으로 작동 할 수 있습니다. 많은 양의 압축 공기를 사용하는 기계의 경우 낮은 압력 수준에서 장비를 작동하면 상당한 에너지 절감 효과를 얻을 수 있습니다. 더 큰 공기 실린더와 같은 구성 요소는 낮은 압력 수준에서 적절한 기능을 유지하는 데 필요할 수 있지만 에너지 절약은 추가 장비 비용을 초과해야합니다.

컴프레서 유지 관리

공기 압축 시스템이 제대로 유지되지 않으면 에너지 및 비용 낭비가 발생할 수 있습니다. 이를 통해 시스템의 누출,조기 마모 및 오염 물질 축적을 지속적으로 점검하는 것이 중요합니다.

1. 누수 수정. 낭비된 공기는 압축기의 산출의 20 에서 30%만큼 낭비하는 공기 압축 체계에 있는 에너지 손실의 주요한 원인입니다. 작은 누출 조차 아주 값이비쌀 수 있어,수정되지 않는 남겨두는 경우에 다량의 공기를 한동안 새기. 공기의 손실은 누출의 크기와 시스템의 공급 압력의 양에 비례한다는 것을 명심하십시오.

누출은 에너지를 낭비할 뿐만 아니라 공기 공구의 효율성을 떨어뜨리는 시스템 압력을 떨어뜨립니다. 이 압력 부족은 장비가 동일한 결과를 얻기 위해 더 오래 작동한다는 것을 의미합니다. 증가된 가동 시간은 또한 추가 정비 및 가동불능시간 조차 의미합니다.

누출을 감지하고 고정하면 에너지 손실을 압축기 출력의 10%미만으로 줄일 수 있습니다. 누수는 압축 공기 시스템의 어느 곳에서나 발견 될 수 있지만 대부분의 누수는 압력 조절기,열린 응축수 트랩 및 차단 밸브,차단 장치,파이프 조인트,나사 실란트,커플 링,호스,튜브 및 피팅에서 발생합니다.

압축 공기 시스템의 누설을 추정하려면 압축기가 로드 및 언로드하는 데 걸리는 시간을 결정하는 측정을 수행하십시오. 공기 누출은 누수에 기인한 압력 강하 때문에 압축기 주기를 이따금 만들 것입니다. 다음 양식을 사용하여 총 누설의 비율을 계산:누설(%)=. 잘 관리 된 시스템에서 비율은 10%미만이어야합니다. 제대로 관리되지 않은 시스템은 20%이상의 누출을 나타냅니다.

• 누출 감지. 초음파 청각적인 발견자는 쉿하는 소리를 인식해서 누출을 찾아내기의 제일 기회를 제안합니다. 초음파 감지기는 장비가 작동하는 동안 속도,정확성,사용 편의성,다양성 및 테스트 실행 능력의 이점을 제공합니다.

초음파 누출 감지기가없는 경우 페인트 브러시로 비누 물 을 문제 부위에 바를 수 있습니다.

• 누출 수리. 일단 누출을 찾으면 수리하는 것은 단순히 연결을 강화하는 문제 일 수 있습니다. 그러나 커플 링,파이프 섹션,호스,조인트,트랩,피팅 및 배수구를 교체해야 할 수도 있습니다. 적당한 실 실란트에 그들을 적합하게 확실하 있으십시요.

누출을 복구할 수 있을 때까지 압축 공기 시스템의 압력을 낮추어 누출을 줄일 수 있습니다. 누설 비율을 극소화하기 위하여 가장 낮은 범위에 체계 우두머리 압력을 안정시키십시오.

• 예방. 적절한 누출 방지 프로그램은 향후 누출을 식별하고 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 효율적이고 안정적이며 비용 효율적인 공기 압축 시스템을 유지하는 데 도움이됩니다. 누출 방지 프로그램은 다음을 수행하여 유익 할 수 있습니다:
  • 공기 누출 비용 결정. 이 수리의 효과를 결정하는 기준이 될 것입니다.
  • 누출을 확인하십시오. 초음파 청각적인 누출 발견자가 가장 효과적이더라도,소형 미터는 또한 누출을 확인하는 것을 도울 수 있습니다.
  • 누출을 문서화하십시오. 누수의 크기,위치,유형 및 예상 비용을 문서화하여 누수가 발생하는 위치와 방법을 추적 할 수 있습니다.
  • 더 큰 누수의 우선 순위를 지정합니다.
  • 에너지 사용을 극대화하기 위해 컨트롤을 조정합니다.
  • 문서 수리. 이러한 문서는 재발 문제를 일으킬 수있는 장비를 나타낼 수 있습니다.
  • 정기 검토. 정기 검사는 시스템을 효율적으로 유지하는 데 도움이됩니다.

1. 필터를 변경하십시오. 필터는 깨끗한 공기가 최종 사용자에게 도달 할 수 있도록하는 데 사용됩니다. 먼지,먼지 및 그리스는 필터를 막아 시스템 공기 압력을 떨어 뜨릴 수 있습니다. 필터가 청소되지 않으면 압력 강하는 동일한 압력을 유지하기 위해 더 많은 에너지가 필요할 수 있습니다. 또한 낮은 압력 강하,긴 수명 필터 및 최대 유량 및 기간에 따라 크기 필터를 사용하십시오.
2. 유지 보수. 압축 공기 시스템을 유지 관리하는 절차가 마련되어 있고 직원이 이러한 절차에 대해 제대로 교육을 받았는지 확인하십시오. 이 장차 몇 년 동안 효율적으로 실행 하는 시스템을 유지 해야 합니다.

다행히 압축 공기 시스템의 효율성을 개선하기 위한 많은 접근법이 있습니다. 적절한 유지 보수를 통해 시스템이 고성능과 함께 비용 절감을 제공 할 수없는 이유는 없습니다.

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