So machen Sie Ihren Luftkompressor effizienter

Druckluft ist eine der am häufigsten verwendeten Energieformen in vielen Branchen, wobei ungefähr 70% der Hersteller ein Druckluftsystem verwenden.

Druckluft kann eine der teuersten Energieformen für Produktionsanlagen sein und verbraucht oft mehr Energie als andere Geräte. Eine Pferdestärke Druckluft benötigt acht Pferdestärken Strom. Da viele Luftkompressoren mit Wirkungsgraden von nur 10 Prozent arbeiten, gibt es oft viel Raum für Verbesserungen. Glücklicherweise bieten 50% der Druckluftsysteme in kleinen bis mittelgroßen Industrieanlagen Möglichkeiten zur kostengünstigen Energieeinsparung.

Was beeinflusst die Energieeffizienz von Luftkompressoren? Zu diesen Faktoren gehören Typ, Modell, Größe, Motorleistung, Systemdesign, Steuermechanismen, Verwendungen und Wartungsplan. Der Hauptgrund für eine ineffiziente Luftkompression ist der Wärmeverlust, der durch die erhöhte Temperatur der Druckluft und die Reibung durch die vielen beweglichen Teile des Systems entsteht.

Wenn es um die Effizienz von Luftkompressoren geht, ist es wichtig, das gesamte System zu untersuchen, das nicht nur den Luftkompressor selbst, sondern auch Versorgungsleitungen, Luftspeichertanks, Lufttrockner, Empfänger und Nachkühler umfasst. Durch die richtigen Anpassungen an Ihrem Druckluftsystem können Sie erhebliche Mengen an Energie und Geld sparen.

Verbessern Sie die Effizienz Ihres Systems mit den folgenden Ansätzen:

Verbessern die Qualität der Lufteinlass

Es sind drei komponenten der luft kompression system, dass einfluss leistung:

1. Temperatur. Die Temperatur der Ansaugluft bestimmt die Dichte der Luft. Kühle Luft benötigt weniger Energie zum Komprimieren.
2. Zusammensetzung. Saubere Ansaugluft sorgt dafür, dass sich Druckluft reibungsloser durch das System bewegen kann. Schmutzige Luft enthält Verunreinigungen, die sich ansammeln und Verschleiß sowie eine verringerte Speicherkapazität verursachen.
3. Luftfeuchtigkeit. Feuchtigkeit kann für ein Luftkompressionssystem schädlich sein, da sie sich im System ansammelt und Komponenten rosten lässt. Dies kann zu Verschleiß sowie Undichtigkeiten und verringerter Speicherkapazität führen. Trockene Luft beschädigt Ihr Luftkompressionssystem und die Werkzeuge, die am Einsatzort arbeiten, weniger wahrscheinlich.

Anpassung der Luftkompressorsteuerungen

Luftkompressorsteuerungen Anpassung der Kompressorleistung an die Anforderungen des Kompressorsystems, das aus einem einzelnen Kompressor oder mehreren Kompressoren bestehen kann. Solche Steuerungen sind für die Effizienz des Luftkompressorsystems sowie für eine hohe Leistung unerlässlich.

Druckluftsysteme sind so konzipiert, dass sie einen bestimmten Druckbereich aufrechterhalten und ein Luftvolumen liefern, das mit den Anforderungen des Endbenutzers variiert. Das Steuersystem verringert die Kompressorleistung, wenn der Druck ein bestimmtes Niveau erreicht. Sinkt dagegen der Druck, wird die Kompressorleistung erhöht.

Die präzisesten Steuerungssysteme können einen niedrigen Durchschnittsdruck aufrechterhalten, ohne die Systemanforderungen zu unterschreiten. Das Unterschreiten der Systemanforderungen kann dazu führen, dass Geräte nicht ordnungsgemäß funktionieren. Deshalb ist es so wichtig, die Systemsteuerung mit der Speicherkapazität abzugleichen.

Die folgenden Steuerungen können dazu beitragen, den Wirkungsgrad einzelner Kompressoren zu erhöhen:

• Start/Stopp-Steuerungen schalten Kompressoren je nach Druck ein und aus.
• Funktionen Laden und Entladen Entladen Sie den Kompressor, um den Druck zu entladen.
• Modulierende Steuerungen regeln den Durchflussbedarf, während mehrstufige Steuerungen den Betrieb von Kompressoren unter teilbelasteten Bedingungen ermöglichen.
• Dual-Control/Auto-Dual-Regler ermöglichen die Auswahl von Start/Stopp oder Laden/Entladen.
• Variabler Hubraum kann unter zwei oder mehr teilbelasteten Bedingungen betrieben werden.
• Antriebe mit variabler Drehzahl passen die Drehzahl des Antriebsmotors kontinuierlich an die unterschiedlichen Anforderungen an.
• Systeme mit mehreren Kompressoren verwenden System Master Controls, um alle Funktionen zu koordinieren, die zur Optimierung der Druckluft erforderlich sind.
• System Master Controls können Druckluftsysteme koordinieren, wenn die Komplexität die Möglichkeiten von lokalen und Netzwerksteuerungen übersteigt. Solche Steuerungen können Systemkomponenten und auch Trenddaten überwachen, um Wartungsfunktionen zu verbessern.
• Druck-/Durchflussregler speichern Luft mit höherem Druck, die später zur Deckung von Bedarfsschwankungen verwendet werden kann.

Ein gut konzipiertes System sollte Folgendes verwenden: bedarfssteuerung, Lagerung, Kompressorsteuerung, gute Signalstandorte und Gesamtsteuerungsstrategie. Das primäre Ziel eines solchen Systems ist es, Druckluft mit dem niedrigsten stabilen Druck zu liefern und gleichzeitig Schwankungen mit gespeicherter Druckluft mit höherem Druck zu unterstützen.

Bei mehreren Kompressoren können Sequenzierungssteuerungen den Bedarf decken, indem Kompressoren ausgeführt werden, um die Systemlast zu decken, während sie offline geschaltet werden, wenn sie nicht benötigt werden. Netzwerksteuerungen helfen auch bei der Verwaltung von Lasten für das gesamte System.

Verbesserung des Systemdesigns

Es gibt fünf Möglichkeiten, das Design Ihres Luftkompressorsystems zu verbessern.

1. Begradigen Sie den Pfad. Enge Förderleitungen oder scharfe Biegungen in diesen Förderleitungen können zu erhöhter Reibung und Druckabfällen im System führen, was bedeutet, dass weniger Druck den Einsatzort erreicht. Ein besseres Design ohne so viele Biegungen und Schleifen sollte bei gleicher Energie mehr Druck erzeugen.
2. Sparen Sie bei Bedarf Energie. Ein Speichertank oder Empfänger kann kurzfristige Bedarfsänderungen puffern und das Ein- / Ausschalten reduzieren. Ein Tank kann auch verhindern, dass der Systemdruck unter die Mindestdruckanforderungen fällt, wenn die Nachfrage am höchsten ist. Ein Druckabfall kann dazu führen, dass der Systemdruck ansteigt, was zu Luftdruckverlust führen kann. Die Größe der Tanks hängt von der Leistung des Kompressors ab. Ein 50-PS-Luftkompressor benötigt beispielsweise einen 50-Gallonen-Luftaufnahmetank.
3. Ansaugluft kühlen. Da die zum Komprimieren kühler Luft erforderliche Energie geringer ist als die zum Komprimieren wärmerer Luft erforderliche Energie, können Sie die zum Komprimieren erforderliche Energie reduzieren, indem Sie den Kompressoreinlass in einen schattigen Bereich außerhalb bewegen. Eine Reduzierung von 20 Grad Fahrenheit kann beispielsweise die Betriebskosten um fast 3,8% senken.
4. Verwenden Sie mehrere kleine Kompressoren. Übergroße Luftkompressoren können sehr ineffizient sein, da sie bei Teillast mehr Energie pro Einheit verbrauchen. Solche Systeme können von der Verwendung vieler kleinerer Kompressoren mit Sequenzierungssteuerungen profitieren, so dass Teile des Systems nur durch Ausschalten einiger der Kompressoren heruntergefahren werden können.
5. Abwärme zurückgewinnen. Abwärme kann zum Kochen von Wasser zur Raumheizung und zum Heizen von Wasser verwendet werden. Eine richtig entworfene Wärmerückgewinnungseinheit kann 50-90% der bei der Luftkompression verwendeten elektrischen Energie zurückgewinnen.
6. Suchen Sie in der Nähe von Gebieten mit hoher Nachfrage. Durch die Anordnung von Luftbehältern in der Nähe von Quellen mit hohem Bedarf ist es einfacher, den Bedarf mit reduzierter Gesamtkompressorkapazität zu decken.

Druckluftbedarf berücksichtigen

1. Lastprofil prüfen. Ein richtig konstruiertes Druckluftsystem sollte das Lastprofil berücksichtigen. Wenn der Luftbedarf stark variiert, muss das System unter Teillast effizient arbeiten. Mehrfache Kompressoren stellen wirtschaftlicheren Energieverbrauch zur Verfügung, wenn es große Schwankungen in der Nachfrage gibt.
2. Künstliche Nachfrage minimieren. Künstliche Nachfrage ist das überschüssige Luftvolumen, das für eine ungeregelte Verwendung erforderlich ist, wenn ein höherer Druck als für Anwendungen erforderlich verwendet wird. Wenn eine Anwendung 50 psi benötigt und 90 psi empfängt, erzeugt das System ungenutzte Luft. Druckregler am ende verwenden können minimieren künstliche nachfrage.
3. Bestimmen Sie den richtigen Druck benötigt. Die erforderlichen Druckniveaus müssen die Systemverluste von Filtern, Rohrleitungen, Separatoren und Trocknern berücksichtigen. Die Erhöhung des Entladungsdrucks erhöht die Nachfrage nach ungeregelter Nutzung wie Lecks. Mit anderen Worten, Druckerhöhungen führen zu einer erhöhten Ineffizienz. Beispielsweise erhöht ein Anstieg des Kopfdrucks um 2 psi den Energieverbrauch aufgrund des Verbrauchs an ungeregelter Luft um bis zu 1 Prozent. Um Energie zu sparen, sollten Sie überlegen, wie Sie eine hohe Leistung erzielen und gleichzeitig den Systemdruck reduzieren können.
4. Untersuchen Sie das richtige Angebot und die richtige Nachfrage. Stellen Sie sicher, dass Luftkompressoren für den Endgebrauch nicht zu groß sind. Berücksichtigen Sie den gesamten Endverbrauch und quantifizieren Sie das für jede Anwendung benötigte Luftvolumen. Eine allgemeine Bewertung Ihres gesamten Druckluftsystems sollte helfen, das Verteilungssystem auf Probleme zu untersuchen und unangemessene Luftverwendungen zu minimieren.
5. Verwenden Sie Blockschaltbilder und Druckprofile. Blockdiagramme helfen bei der Identifizierung aller Komponenten in einem Luftkompressionssystem. Ein Druckprofil zeigt die Druckabfälle im System an, die eine Rückmeldung für die Einstellung der Steuerelemente geben sollen. Um ein Druckprofil zu erstellen, müssen Sie den Einlass zum Kompressor, das Differential über den Luft- / Schmiermittelabscheider und die Zwischenstufe bei mehrstufigen Kompressoren messen. Durch die Datenerfassung von Systemdrücken und Luftströmen können Sie Systemstörungen, intermittierende Lasten, Systemänderungen und allgemeine Bedingungen bestimmen. Schwankungen des Drucks und des Luftstroms können mit Systemsteuerungen verwaltet werden, um die Auswirkungen auf die Produktion zu minimieren.
6. Druckluftspeicher verwenden. Speicher können Bedarfsereignisse während Bedarfsspitzen steuern, indem sie die Abklinggeschwindigkeit und den Druckabfall verringern. Es kann auch kritische Vorgänge vor anderen Ereignissen im System schützen, indem es bei Bedarf einen Kompressor ausschaltet.

Druckabfall minimieren

Druckabfälle treten auf, wenn Druckluft durch das Verteilungssystem strömt. Übermäßige Druckabfälle können zu schlechter Leistung und erhöhtem Energieverbrauch führen. Druckabfälle vor dem Verdichtersignal führen zu einem niedrigeren Betriebsdruck für den Endverbraucher. Dies erfordert höhere Drücke, um die Kompressorsteuerungseinstellungen zu erfüllen. Bevor Sie Kapazität hinzufügen oder den Systemdruck erhöhen, müssen Sie die Druckabfälle im System reduzieren. Druckluftgeräte sollten mit dem niedrigsten effizienten Betriebsdruck betrieben werden, um beste Ergebnisse zu erzielen.

Es gibt folgende Möglichkeiten, Druckabfälle zu reduzieren:

• Behalten Sie das richtige Systemdesign bei. Der häufigste Grund für einen übermäßigen Druckabfall ist die Verwendung einer unzureichenden Rohrgröße zwischen dem Verteilerkopf und der Produktionsausrüstung. Dies kann passieren, wenn Sie die Rohrleitungen auf der Grundlage des erwarteten durchschnittlichen Druckluftbedarfs auswählen, ohne die maximale Durchflussrate zu berücksichtigen.
• Warten Sie Luftfilterungs- und Trocknungsgeräte, um die Feuchtigkeit zu minimieren.
• Stellen Sie sicher, dass die Filter frei von Schmutz sind, der den Luftstrom einschränkt und Druckabfälle verursacht. Die rechtzeitige Wartung und der Austausch von Filterelementen sind entscheidend für die Verringerung des Druckabfalls.
• Wählen Sie Abscheider, Trockner, Filter und Nachkühler mit möglichst geringem Druckabfall. Eine typische Druckdifferenz für einen Filter, Schlauch und Druckregler ist 7 Pfund pro Quadratzoll Differential (psid).
• Wählen Sie Regler, Schläuche, Schmierstoffgeber und Anschlüsse, die die beste Leistung bei der niedrigsten Druckdifferenz bieten.
• Verringern Sie den Abstand, den die Luft durch das Druckluftsystem zurücklegt.

Viele Werkzeuge können effektiv mit einer Luftzufuhr von 80 Pfund pro Quadratzoll (psig) oder weniger arbeiten. Durch die verringerung der luft kompressor entladung druck, sie können reduzieren leckage raten, verbessern kapazität und geld sparen. Eine Verringerung des Betriebsdrucks kann jedoch Änderungen an Druckreglern, Filtern und Speichergrößen erfordern. Beachten Sie, dass die Geräte möglicherweise nicht mehr ordnungsgemäß funktionieren, wenn der Systemdruck unter die Mindestanforderungen fällt.

Durch die Reduzierung von Druckabfällen kann ein System bei niedrigeren Drücken effizienter arbeiten. Bei Maschinen, die große Mengen an Druckluft verwenden, kann der Betrieb der Geräte bei niedrigeren Druckniveaus zu erheblichen Energieeinsparungen führen. Komponenten wie größere Luftzylinder können erforderlich sein, um die ordnungsgemäße Funktionalität bei niedrigeren Druckniveaus aufrechtzuerhalten, Die Energieeinsparungen sollten jedoch die Kosten für zusätzliche Geräte übersteigen.

Warten Sie Ihren Kompressor

Schlecht gewartete Luftkompressionssysteme können Energie- und Geldverschwendung verursachen. Daher ist es wichtig, Ihre Systeme ständig auf Undichtigkeiten, vorzeitigen Verschleiß und die Ansammlung von Verunreinigungen zu überprüfen.

1. Lecks beheben. Luftverschwendung ist die Hauptursache für Energieverluste in Luftkompressionssystemen und verschwendet bis zu 20 bis 30% der Leistung eines Kompressors. Selbst kleine Lecks können sehr kostspielig sein und im Laufe der Zeit große Luftmengen austreten lassen, wenn sie nicht korrigiert werden. Beachten Sie, dass der Luftverlust proportional zur Größe des Lecks und zur Höhe des Versorgungsdrucks im System ist.

Leckagen verschwenden nicht nur Energie, sondern verursachen auch Systemdruckabfälle, die Druckluftwerkzeuge weniger effizient machen. Dieser Druckmangel bedeutet, dass die Geräte länger laufen, um die gleichen Ergebnisse zu erzielen. Erhöhte Laufzeit bedeutet auch zusätzliche Wartung und sogar Ausfallzeiten.

Das Erkennen und Beheben von Leckagen kann den Energieverlust auf weniger als 10 Prozent der Kompressorleistung reduzieren. Lecks können überall im Druckluftsystem gefunden werden, aber die meisten Lecks treten in Druckreglern, offenen Kondensatableitern und Absperrventilen, Trennern, Rohrverbindungen, Gewindedichtungen, Kupplungen, Schläuchen, Rohren und Armaturen auf.

Um die Leckage in Ihrem Druckluftsystem abzuschätzen, nehmen Sie Messungen vor, die die Zeit bestimmen, die der Kompressor zum Be- und Entladen benötigt. Durch Luftlecks wird der Kompressor aufgrund von Druckabfällen, die durch Lecks verursacht werden, ein- und ausgeschaltet. Berechnen Sie den Prozentsatz der Gesamtleckage mit dem folgenden Formular: Leckage (%) = . In einem gut gewarteten System sollte der Prozentsatz weniger als 10% betragen. Ein schlecht gewartetes System zeigt eine Leckage von 20% oder mehr.

• Lecksuche. Ein Ultraschall-Akustikdetektor bietet die beste Chance, Lecks zu lokalisieren, indem er die Zischgeräusche erkennt. Ultraschalldetektoren bieten den Nutzen der Geschwindigkeit, der Genauigkeit, der Benutzerfreundlichkeit, der Vielseitigkeit und der Fähigkeit, Tests durchzuführen, während Ausrüstung läuft.

Wenn Sie keinen Ultraschall-Lecksucher haben, können Sie Seifenwasser mit Pinseln auf wahrscheinliche Problemstellen auftragen.

• Leck reparatur. Sobald Sie ein Leck gefunden haben, muss es möglicherweise nur noch festgezogen werden. Es kann jedoch auch erforderlich sein, Kupplungen, Rohrabschnitte, Schläuche, Verbindungen, Fallen, Armaturen und Abflüsse auszutauschen. Achten Sie darauf, sie mit dem richtigen Gewindedichtmittel zu montieren.

Bis Sie ein Leck reparieren können, können Sie Lecks reduzieren, indem Sie den Druck im Druckluftsystem senken. Stabilisieren Sie den Systemkopfdruck im niedrigsten Bereich, um die Leckrate zu minimieren.

• Prävention. Ein geeignetes Leckvermeidungsprogramm kann helfen, zukünftige Lecks zu identifizieren und zu beheben. Es hilft auch, ein leistungsfähiges, stabiles und kosteneffektives Luftkompressionssystem beizubehalten. Ein Leckvermeidungsprogramm kann durch Folgendes von Vorteil sein:
  • Bestimmen Sie die Kosten für Luftlecks. Dies dient als Grundlage für die Bestimmung der Wirksamkeit von Reparaturen.
  • Lecks identifizieren. Obwohl ein akustischer Ultraschall-Lecksucher am effektivsten ist, kann ein Handmessgerät auch zur Identifizierung von Lecks beitragen.
  • Dokumentieren Sie die Lecks. Dokumentieren Sie die Größe, den Ort, die Art und die geschätzten Kosten eines Lecks, damit Sie nachverfolgen können, wo und wie Lecks auftreten.
  • Priorisieren Sie größere Lecks.
  • Passen Sie die Regler an, um den Energieverbrauch zu maximieren.
  • Reparatur von Dokumenten. Eine solche Dokumentation kann auf die Geräte hinweisen, die möglicherweise wiederkehrende Probleme verursachen.
  • Regelmäßige Überprüfungen. Regelmäßige Überprüfungen helfen, Ihr System effizient zu halten.

1. Filter wechseln. Filter werden verwendet, um sicherzustellen, dass saubere Luft die Endverbraucher erreicht. Staub, Schmutz und Fett können die Filter verstopfen und zu einem Abfall des Systemluftdrucks führen. Wenn Filter nicht gereinigt werden, können Druckabfälle mehr Energie erfordern, um den gleichen Druck aufrechtzuerhalten. Achten Sie auch darauf, einen niedrigen Druckabfall, langlebige Filter und auch Größenfilter basierend auf der maximalen Durchflussrate zu verwenden.
2. Wartung. Stellen Sie sicher, dass Verfahren zur Wartung des Druckluftsystems vorhanden sind und dass die Mitarbeiter in diesen Verfahren ordnungsgemäß geschult sind. Dies sollte das System für die kommenden Jahre effizient laufen lassen.

Glücklicherweise gibt es viele Ansätze, um die Effizienz Ihres Druckluftsystems zu verbessern. Bei ordnungsgemäßer Wartung gibt es keinen Grund, warum Ihr System nicht Kosteneinsparungen bei gleichzeitig hoher Leistung bietet.

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