Sűrített levegő technika

Átírás

1 Sűrített levegő technika Alapok, tippek és tudnivalók

2 Ismeri Ön a sűrített levegő előállítási költségeit? Amennyiben pontosan szeretné tudni, akkor rendelje meg most az ADA sűrített levegő fogyasztásmérést nálunk! További információkkal kapcsolatban irodánk bármikor szívesen áll az Ön rendelkezésére illetve tekintse meg Web-oldalunkat: > Szolgáltatások > Elemzés és tanácsadás KOMPRESSOREN Kft Budaörs, Gyár u. 2 Tel.: , fax: info.hungary@kaeser.com http:

3 Tartalomjegyzék 04. Mi a sűrített levegő? A sűrített levegő előkészítése Miért van szükség sűrített levegő szárításra? 0 4. A kondenzátum helyes elvezetése 2 5. Kondenzátumkezelés olcsón és megbízhatóan 4 6. A hatékony kompresszorvezérlés 6 7. Nyomássáv vezérlés: A kompresszorok optimális, fogyasztásorientált szabályzása 8 8. Energiamegtakarítás hővisszanyeréssel Az energiaveszteségek elkerülése (): Mit kell figyelembe venni egy sűrített levegő hálózat tervezése és kiépítése során? Az energiaveszteségek elkerülése (2): MIre figyeljünk egy meglévő sűrített levegő hálózat felújításánál? 24. A kompresszorállomások helyes tervezése (): A sűrített levegő fogyasztás elemzése (ADA) A kompresszorállomások helyes tervezése (2): A leggazdaságosabb koncepció kidolgozása A kompresszorállomások helyes tervezése (3): A tényleges állapot felmérése és a sűrített levegő fogyasztás elemzése (ADA) A kompresszorállomások helyes tervezése (4): A kompresszorállomás hatékony hűtése: a léghűtés A sűrített levegő rendszerek megfelelő üzemeltetése: Megbízhatóság és költségoptimalizálás hosszú távon

4 . Mi is az a sűrített levegő? Tulajdonképpen a sűrített levegőre is igaz az, ami sok más dologra az életben: az ördög gyakran a részletekben rejlik. Sokszor apróságoknak is nagyon nagy hatásuk lehet akár pozitív, akár negatív értelemben. Ha pedig tüzetesebben megvizsgáljuk a dolgokat, sok minden másként néz ki, mint első pillantásra. Éppen ezért a sűrített levegő használata kedvezőtlen körülmények között akár sokba is kerülhet, ám megfelelő keretfeltételek mellett nagyon gazdaságos is lehet. Reméljük tehát, hogy a tőlünk kapott tippek hosszabb távon többet jelentenek majd Önnek, mint a beszállítótól kapott egyszerű jó tanácsok. Az első fejezetben a sűrített levegő technika négy alapfogalmát tisztázzuk, valamint azt, hogy ezekkel összefüggésben mire kell Önnek különösen odafigyelni.. Szállítási teljesítmény Egy kompresszor szállítási teljesítménye az a levegőmennyiség, amelyet a kompresszor összesűrített állapotban a sűrített levegő hálózatba továbbít. Ennek a mennyiségnek a pontos mérését a DIN 945 (. rész, F melléklet) és az ISO 27 (C melléklet) szabványok rögzítik. Korábban használták még a CAGI-Pneurop PN 2 CPTC 2. ajánlást is. A szállított mennyiség mérése a következőképpen történik: Motor névleges teljesítmény 3. Fajlagos teljesítmény Egy kompresszor fajlagos teljesítményén adott üzemi nyomás mellett a hálózatból felvett elektromos teljesítmény és az előállított levegőmennyiség hányadosát értjük. A kompresszor által a hálózatból felvett elektromos teljesítmény az összes, a kompresszorban található hajtások, pl. hajtómotor, ventilátormotor, olajszivattyú motor, állófűtés stb. által felvett elektromos teljesítmény összege. Amennyiben a fajlagos teljesítményre egy gazdaságossági számításhoz van szükség, akkor azt a komplett berendezésre, a maximális üzemi nyomásra kell vonatkoztatni. Ilyenkor az összes elektromosan felvett teljesítmény értékét (max. nyoa levegő belépési pontjánál mérik a hőmérsékletet, az atmoszférikus légnyomást, valamint a légnedvességet. Ezt követően mérik a maximális üzemi nyomást, a sűrített levegő hőmérsékletét és a szállított levegőtérfogatot a kompresszor kilépő csonkján. Végezetül a sűrített levegő kilépésen mért V 2 térfogatot a gázegyenlet segítségével (lásd. ábra) visszaszámolják a szívóoldali feltételekre. Ennek a számításnak az eredménye adja meg a kompresszor szállítási teljesítményét. Ez az érték V = V 2 x P 2 x T T 2 x P nem keverendő össze a kompresszorblokk szállítási teljesítményével (blokk szállítási mennyiség). Figyelem! A DIN 945 és az ISO 27 csak a blokk szállítási teljesítményét adják meg. Ugyanez érvényes a korábbi CAGI-Pneurop PN 2 CPTC ajánlásra is. 2. Motor által leadott teljesítmény A motor által leadott teljesítményen azt a teljesítményt értjük, amelyet a komp- resszor hajtómotorja a motortengelyen mechanikusan ad le. A motor által leadott teljesítménynek az optimális értéke - amelynél az elektromos hatásfok optimálisan kihasználható és a cos ϕ teljesítményfaktor a motor túlterhelése nélkül elérhető - a motor névleges teljesítményének tartományában található. Ennek értéke a villanymotor adattábláján található meg. Figyelem! Amennyiben a motor által leadott teljesítmény jelentős mértékben eltér a motor névleges teljesítményétől, akkor a kompres szor gazdaságtalanul működik és/ vagy nagyobb kopásnak van kitéve. másnál) osztják a berendezés szállítási teljesítményével (max. nyomásnál). 4. Elektromos teljesítményfelvétel Az elektromos teljesítményfelvétel az a teljesítmény, amit a kompreszszor hajtómotorja a motortengely egy meghatározott mechanikus terhelése (motor által leadott teljesítmény) esetén a villamos hálózatból felvesz. Ennek értéke megegyezik a motor által leadott teljesítmény motorveszteségekkel megnövelt értékével. A motor veszteségeihez villamos veszteségek, valamint a csapágyazás és a hűtés következtében fellépő mechanikai veszteségek tartoznak. Az elektromos teljesítményfelvétel értéke a P névleges pontban a következő képlettel adható meg: Az U n, l n, és cos ϕ n megtalálhatók a villanymotor adattábláján. P = U n x l n x 3 x cos ϕ n 5. EPACT az energiatakarékos meghajtás új képlete Az Egyesült Államokban már korábban komoly erőfeszítéseket tettek a háromfázisú aszinkron motorok energiaszükségletének csökkentésére. Ennek eredményeként 997-ben vezették be az Energy Policy Act -ot (röviden EPACT). A 998 óta Európában is ennek a szigorú szabványnak megfelelő villanymotorokkal felszerelt csavarkompresszorokat forgalmaz. Az EPACT- motorok számos fontos előnynyel rendelkeznek: a) Alacsonyabb üzemi hőmérséklet A felmelegedés és a súrlódás következtében fellépő belső hatásfok veszteségek a kisebb motorok esetében A motor belső veszteségei, amelyeket a motor hatásfoka már tartalmaz Előállított sűrített levegő mennyiség Betáplált elektromos teljesítmény akár a felvett teljesítmény 20 %-át is kitehetik és ez az érték még 60 kw felett is 4-5 %-ot tesz ki. Az EPACT-motorok ezzel szemben jóval kevésbé melegszenek fel, emiatt a hőveszteségek is kisebbek: amíg egy hagyományos motor normál kiterheltség mellett ca. 80 K üzemi hőmérsékletemelkedés esetén 20 K hőmérséklettartalékkal rendelkezik az F szigetelési osztállyal szemben, addig egy EPACT-motor hőmérséklete azonos feltételek mellett csak ca. 65 K-kal emelkedik és 40 K hőmérséklettartalékkal rendelkezik. b) Hosszabb élettartam Az alacsonyabb üzemi hőmérséklet esetén a motor, a csapágyak és a kapocsdoboz termikus terhelése kisebb. Ebből adódik második előnyként a motor hosszabb élettartama. Energiafogyasztás c) 6 %-kal több sűrített levegő kevesebb energiával Végül, de nem utolsó sorban a kisebb hőveszteség nagyobb gazdaságosságot eredményez. A -nek ily módon sikerült a kompresszorok és az EPACT-motorok lehetőségeit pontosan összehangolnia. Ezzel a berendezéseink szállítási teljesítményét 6 %-kal növeltük, fajlagos teljesítményüket pedig 5 %-kal csökkentettük. Röviden: egységnyi előállított sűrített levegőre vonatkoztatva nagyobb szállítási teljesítményt, rövidebb kompresszor üzemidőket és kisebb energiafelhasználást értünk el. 4 5

5 A szakértők évek óta vitatkoznak azon, hogyan lehet a sűrített levegőt a leggazdaságosabban előkészíteni. Központi kérdés, hogy melyik kompresszorrendszerrel állítható elő a legkisebb költséggel 2. A sűrített levegő előkészítése olajmentes sűrített levegő. Függetlenül egyes gyártók véleményétől, mára minden kétséget kizáróan bebizonyosodott, hogy mind olajmentes elven működő, mind pedig olajvagy folyadékbefecskendezéses kompresszorokkal létre lehet hozni kiváló minőségű, olajmentes sűrített levegőt. A rendszer kiválasztásakor a döntő szempont a gazdaságosság.. Mit is jelent az olajmentes sűrített levegő? Az ISO szabvány szerint a sűrített levegőt abban az esetben lehet olajmentesnek nevezni, ha olajtartalma (az olajködöt is beleértve) a 0,0 mg/ m³ érték alatt van. Ez körülbelül 4 %-a annak a mennyiségnek, amit a környezeti levegő tartalmaz. Ez a mennyiség olyan elenyészően csekély, hogy szinte már alig kimutatható. De mi a helyzet a kompresszor által beszívott levegő minőségével? Ez természetesen nagy mértékben függ a környezeti feltételektől. A szénhidrogéntartalom az ipar és a közlekedés emissziója következtében akár már a normál szennyezettségű zónákban is elérheti a 4-4 mg/m³ értéket. Iparvidékeken, ahol az olajat mint kenő-, hűtő- és folyamatközeget alkalmazzák, a levegőnek már az 3. A megfelelő kompresszorrendszer kiválasztása Amennyiben bizonyos alkalmazások esetén olajmentes, máskor pedig olaj-, illetve folyadékhűtéses kompresszorrendszer ajánlott, akkor a döntést nem a mindenkori rendszerrel elérhető sűrített levegő minősége, hanem a gazdaságosság alapján kell meghozni. A gazdaságosságot elsősorban az energia- és a karbantartási költségek határozzák meg. Ezek aránya a sűrített levegő előállítási költségeinek akár 90 %-át is elérheti. Az oroszlánrészt %-kal az energiaköltségek teszik ki. Az alacsony nyomástartományban (ca. 500 mbar (absz.) 3 bar (absz.)) az olajmentesen működő rendszerek, mint pl. a forgódugattyús fúvók (max. 2 bar (absz.)) energetikai szempontból nagyon gazdaságosan üzemeltethetők. A 4 6 bar (absz.) tartományban azonban ellentétes a helyzet. A folyadékvagy olajhűtéses csavarkompresszorok gazdaságossága jelentősen felülmúlja olajmentes vetélytársaikét. Az olajmentes kompresszorok esetében már 5 bar (absz.) nyomástól kezdve két sűrítési fokozatra van szükség, hogy elfogadható arányt érjünk el a villamos teljesítményigény és a szállítási teljesítmény között. Ezen technológia a magas fordulatszám és sűrítési véghőmérsékásványi olaj tartalma is messze meghaladhatja a 0 mg/m³ értéket. Ehhez jönnek még az olyan további szennyezőanyagok, mint a szénhidrogének, kén-dioxid, korom, fémek és por. 2. Miért szükséges az előkészítés? Az építési módtól függetlenül valamennyi kompresszor olyan mint egy óriási porszívó, amely felszívja, a levegő összesűrítésével koncentrálja, majd hiányzó előkészítés esetén a sűrített levegő hálózatba továbbítja a szennyeződéseket. a) Olajmentes kompresszorok Mindez különösen érvényes az olajmentes kompresszorok esetében. Az. pontban leírt tényezők miatt az olyan kompresszorokkal, amelyek mindössze egy 3 mikronos porszűrővel rendelkeznek, lehetetlen olajmentes levegőt előállítani. Az olajmentes kompresszoroknak ezen a porszűrőn kívül nincsen más előkészítő komponense. b) Olajhűtéses kompresszorok A fentiekkel ellentétben az olaj- és folyadékhűtéses kompresszorok esetében a hűtőfolyadék (olaj) az agresszív anyagokat semlegesíti, a szilárd szenynyeződéseket pedig részben szinte kimossa a sűrített levegőből. Az előállított sűrített levegő magasabb tisztaságfoka ellenére erre a sűrítési módra is érvényes: előkészítés nélkül nem megy! Önmagában sem az olajmentes, sem pedig az olajhűtéssel történő sűrítéssel nem lehet elérni az olajmentes sűrített levegő ISO szabványban definiált minőségét. c) A sűrített levegő szárítása, mint alapkérdés Minden, az adott felhasználásnak megfelelő előkészítés alapja a sűrített levegő kielégítő szárítása. A legtöbb esetben a legtakarékosabb eljárás a hűtveszárítás (lásd a 3. fejezetet). Válassza ki az igény/felhasználás szerint a kívánt előkészítési fokot: Sűrített levegő előkészítés hűtveszárítóval (+ 3 C nyomás alatti harmatpont) Felhasználási példák: kiválasztva az ISO ) szerinti előkészítési fok Telepítés erősen Por Víz Olaj Csírák megkeresésre ingadozó sűrített levegő Legtisztább levegőminőséget megkeresésre fogyasztás esetén igénylő és tisztatér-technológiák 4 Tejgazdaság, sörfőző üzem 4 FST Szűrő Élelmiszer- és élvezeti cikk gyártás Sűrített levegő tartály T ZK * 4 DHS FD ACT FF Különösen tiszta szállítólevegő, FE vegyi berendezések 2 4 DHS Legtisztább levegőminőséget megkeresésre igénylő és tisztatér-technológiák 4 Gyógyszeripar Szövőgépek, fotólabor Festékszórás, porszórás Csomagolás, sűrített levegő vezérlésekhez és pneumatikus berendezésekhez Általános üzemi levegő, homok - szórás minősítéssel Golyószórás Golyószórás minősítés nélkül Szállítólevegő szennyvízrendszerekhez Minőségi követelmények nélkül Sűrített levegő hálózatokhoz fagyveszélyes alkalmazásoknál: Sűrített levegő előkészítés adszorpciós szárítóval (max. -70 C nyomás alatti harmatpont) Legtisztább levegőminőséget megkeresésre igénylő és tisztatér-technológiák -3 Gyógyszeripar, tejgazdaság, sörfőző üzem Chipgyártás, optikai ipar, élelmiszer- és élvezeti cikk gyártás Fényezőberendezések Legtisztább levegőminőséget igénylő és tisztatér-technológiák Folyamatlevegő, gyógyszeripar Fotólabor Különösen száraz szállítólevegő, festékszórás,nyomás finomszabályzók letek miatt speciális hűtőrendszert, összetett vezérléstechnikai megoldásokat igényel, amely minden esetben magasabb beruházási és üzemeltetési költséggel jár. Az olajmentes kompresszorok által előállított sűrített levegő kondenzátumának kémiai összetételét nagy mértékben befolyásolja a berendezés telepítési környezete. 4. Előkészítés a Clean Air rendszerével A modern folyadék- vagy olajhűtéses csavarkompresszorok hatásfoka mintegy 0 %-kal múlja felül az olajmentes berendezésekét. A megkeresésre Por Víz Olaj Csírák DHS DHS DHS DHS FST megkeresésre FFG FE által kifejlesztett Clean Air rendszer az olajmentes sűrített levegő előállításakor további 30 % költségmegtakarítást tesz lehetővé. Az ezzel a rendszerrel elért visszamaradó olajtartalom értéke kevesebb, mint 0,003 mg/m 3, azaz jelentősen az ISO-szabvány alsó határértéke alatt van. A rendszer tartalmazza a megfelelő minőségű sűrített levegő előállításához szükséges valamennyi előkészítő komponenst. A felhasználástól függően hűtve- és adszorpciós szárítókat, illetve szűrőkombinációkat alkalmaznak. Ily módon megbízhatóan és alacsony költséggel állítható elő az ISO-szabvány szerint meghatározott FF FB csavarkompresszorok esetén egyéb berendezések DHS megkeresésre FST DHS FE DHS megkeresésre DHS FST FG FD ACT FD * * * FC T ECD Kompresszor THNF Aquamat Szűrő Sűrített levegő tartály AT AT FE ECD *a TG-TI hűtveszárítóknál az FE mikro-szűrő opcionálisan beépíthető. Telepítés erősen ingadozó sűrített levegő fogyasztás esetén FE ZK Kompresszor THNF Aquamat Magyarázat: THNF = szekrényes előszűrő portartalmú és erősen szennyezett levegő előszűréséhez ZK = ciklonleválasztó a kondenzátum kiválasztásához ECD = ECO-DRAIN elektronikus szintszabályozású kondenzátumleeresztő FB = előszűrő FC = előszűrő FD = utánszűrő (a letöredezett szárítóközeg kiszűréséhez) FE = mikroszűrő az olajköd és a szilárd részecskék kiszűréséhez FF = mikroszűrő az olajpára és a szilárd részecskék kiszűréséhez FG = aktívszénszűrő az olajköd kiszűréséhez FFG = mikroszűrő-aktívszénszűrő kombináció T = hűtveszárító a sűrített levegő szárításához, nyomás alatti harmatpont max. +3 C AT = adszorpciós szárító a sűrített levegő szárításához, nyomás alatti harmatpont max. -70 C ACT = aktívszén adszorber az olajköd megkötéséhez FST = sterilszűrő a csíramentes sűrített levegőhöz Aquamat = kondenzátumelőkészítő rendszer DHS = nyomástartórendszer Idegen anyagok a sűrített levegőben: + Por + Víz/kondenzátum + Olaj + Csírák Szűrési fok: ISO osztály Szilárd részecskék/por ) Nedvesség 2 ) max. részecskeméret µm max. részecskekoncentráció mg/m³ Nyomás alatti harmatpont (x=vízhányad g/m³-ben, folyékony) Teljes olajtartalom 2 ) mg/m³ 0 pl. a legtisztább levegőminőséget igénylő és tisztatér-technológiákhoz a céggel történő egyeztetést követően 0, 0, , , x 0,5 8 0,5 < x < x 0 ) az ISO 8573-:99 szerint (A részecsketartalom megadása nem az ISO 8573-:200 szerint történik, mivel az. osztályhoz ott definiált határértékek a legtisztább levegőminőséget igénylő technológiákhoz sorolandók be.) 2 ) az ISO 8573-:200 szerint összes (száraz, részecskementes, műszaki szempontból olajmentes, steril) sűrített levegő osztály. 5. Az előkészítés folyamatábrája Hogy segítsük a felhasználót, a fenti folyamatábra megtalálható valamennyi csavarkompresszor prospektusában. Saját igényeiből kiindulva a felhasználó bármikor pillanatok alatt megtalálhatja a berendezések éppen megfelelő összeállítását. 6 7

6 3. Miért van szükség sűrített levegő szárításra? A probléma szó szerint a levegőben van: amikor a környezeti levegő lehűl - ahogy az a sűrítés után a kompresszorban is történik - akkor a vízgőz kicsapódik. Így egy 30 kw-os kompresszor, amelynek a szállítási teljesítménye 5 m 3 /min, 7,5 bar nyomásnál átlagos feltételek mellett műszakonként körülbelül 20 liter vizet termel. Ezt a vízmennyiséget az üzemzavarok megelőzése végett el kell távolítani a rendszerből. A sűrített levegő szárítása tehát fontos összetevője a felhasználásnak megfelelő előkészítésnek. Ebben a fejezetben számos érdekes tudnivaló található a költségtakarékos és környezetbarát szárítással kapcsolatban. Környezeti levegő: 0 m³/min 20 C-nál 02,9 g/min víztartalom, telítettségi fok 60 % Sűrítési arány :0; Nm 3 /min, 80 C-nál 02,9 g/min víztartalom, telítettségi fok 35 %. Egy gyakorlati példa Egy folyadékhűtéses csavarkompreszszor 20 C hőmérsékleten környezeti nyomáson percenként 0 m 3 60 %-os relatív páratartalmú levegőt szív be, ez a levegőmennyiség ca. 00 g vízgőzt tartalmaz. Amennyiben a levegőt :0- es sűrítési aránnyal 0 bar-os abszolút nyomásra sűrítjük, akkor üzemi köbméter levegőt kapunk eredményül. Amennyiben viszont a sűrítés utáni hőmérséklet már 80 C, akkor a levegő ebben az esetben 290 g vizet tud felvenni köbméterenként. Mivel azonban a valóságban csak ca. 00 grammot tartalmaz, a relatív nedvességtartalma ca. 35 %, azaz meglehetősen száraz, így nem keletkezik kondenzátum. A kompresszor utánhűtőjében a sűrített levegő hőmérséklete 80-ról ca. 30 C-ra csökken. Ezután a sűrített levegő viszont már csak 30 gramm vizet tud felvenni köbméterenként, így ca. 70 g/min felesleges vízmennyiség Lehűlés: Nm 3 +3 C-nál 02,9 g/min víztartalom, telítettségi fok 728 %, kondenzátumkicsapódás 96,95 g/min, g/8 óra = ca. 47 Liter keletkezik, ami kicsapódik és ki kell választani a levegőből. A fenti példában egy 8 órás munkanap alatt ca. 35 liter kondenzátum keletkezik. Naponta további 6 litert a hálózatba csatlakoztatott hűtveszárító választ le. A hűtveszárítók a sűrített levegőt először +3 C-ra hűtik le, majd később környezeti hőmérsékletre melegítik vissza. Mindez mintegy 20 %-kal csökkenti a levegő vízgőz-telítettségét, és jobb minőségű, viszonylag száraz sűrített levegőt eredményez. 2. A légnedvesség oka Környezeti levegőnk többé-kevésbé nedves, azaz mindig tartalmaz bizonyos mennyiségű vizet. Ez a vízmennyiség a mindenkori környezeti hőmérséklettől függ. Például a vízgőzzel 00 % -ban telített levegő +25 C hőmérsékleten megközelítőleg 23 gramm vizet tartalmaz köbméterenként. 3. Kondenzátumképződés Kondenzátum akkor keletkezik, amikor egyszerre csökken a levegő térfogata és hőmérséklete. Ezáltal csökken a levegő nedvességfelvevő képessége. Pontosan ez történik egy kompresszor sűrítőblokkjában és utánhűtőjében is. 4. Fontos fogalmak röviden a) Abszolút légnedvesség Az abszolút légnedvesség alatt a levegő vízgőztartalmát értjük g/m 3 -ben megadva. b) Relatív légnedvesség (Frel) A relatív légnedvesség a telítettségi fokot adja meg, vagyis a valós vízgőztartalom arányát a levegő mindenkori telítettségi pontjához (00 % Frel) képest. Ez az érték a hőmérséklet függvényében változik, hisz a meleg levegő több vízgőzt képes felvenni, mint a hideg. c) Atmoszférikus harmatpont Az atmoszférikus harmatpont az a hőmérséklet, ahol a levegő atmoszférikus nyomáson (környezeti feltételek) a (F rel ) 00 %-os nedvesség-telítettséget eléri. Néhány példa erre az értékre: Harmatpont ( o C): Max. nedvességtartalom (g/m 3 ) , , +20 7, +0 9,4 0 4,9-0 2,2-20 0,9-25 0,5 d) Nyomás alatti harmatpont Nyomás alatti harmatponton azt a hőmérsékletet értjük, amelynél a sűrített levegő az abszolút nyomásértékén a nedvesség-telítettség pontját (00 % Frel) eléri. A fenti példa esetében ez a következőket jelenti: a 0 bar (absz.) nyomású levegő abszolút légnedvességtartalma +3 C-os nyomás alatti harmatpontnál 6 g/m 3. Egyszerűbben: amennyiben a példában megadott üzemi köbmétert 0 bar (absz.) nyomásértékről atmoszférikus nyomásra hagyjuk kitágulni, ebben az esetben a térfogata a 0-szeresére növekszik. A vízgőz mennyisége (6 gramm) ugyan változatlan marad, de tízszer akkora térfogatban oszlik el. Ennek megfelelően a kitágult levegő már csak 0,6 gramm vízgőzt tartalmaz köbméterenként. Ez az érték -24 C-os atmoszférikus harmatpontnak felel meg. 5. A sűrített levegő gazdaságos és környezetbarát szárítása a) Hűtveszárítás vagy adszorpciós szárítás? A hűtőközegekkel kapcsolatos új környezetvédelmi szabályozások semmit sem változtatnak azon a tényen, hogy az adszorpciós szárítók sem a gazdaságosságot, sem pedig a környezeti mérleget tekintve nem alternatívái a hűtveszárítóknak. Míg ugyanis az utóbbiak megelégszenek a kompresszor által a sűrített levegő előállítására felhasznált energia 3 %-ával, addig az adszorpciós szárítók 0-25 %-ot, vagy akár ennél is többet igényelnek. Éppen ezért manapság az általános felhasználások esetén alapvetően hűtveszárítókat alkalmaznak. Az adszorpciós szárítók alkalmazása ezzel szemben csak abban az esetben indokolt, amennyiben -20, -40 vagy -70 C harmatpontú, rendkívül száraz sűrített levegőre van szükség. b) Melyik hűtőközeget válasszuk? Az olyan FCKW anyagokat, mint az R 2 és R 22 az új hűtveszárítókban már nem szabad alkalmazni. A lenti táblázat a jelenleg használatos hűtőközegeket Hűtőközeg megnevezés Összetétel Ózonlebontó-potenciál (ang.: ODP = ozone depletion potential) [R 2 = 00%] és azoknak a környezetre gyakorolt hatását mutatja. A legtöbb hűtveszárítógyártó egészen 2000-ig az R 22, részben halogénezett FCKW-t alkalmazta. Ennek az ózonlebontó-potenciálja az R 2-vel összehasonlítva mindössze 5 %, és az üvegházhatás-potenciálja is jóval kisebb, mintegy 2 %. Ma a gyártók elsősorban a H-FKW R 34a hűtőközeget alkalmazzák, amelyet mivel nem károsítja az atmoszféra ózonrétegét a törvényalkotók az R 2 utódjának és az R 22 alternatívájának tartanak. Az R 34a nagy előnye abban rejlik, hogy a régebbi, R 2-vel üzemeltetett berendezések nagyobb ráfordítás nélkül átalakíthatóak az új hűtőközeggel történő üzemeltetésre. Manapság az R 34a mellett olyan további H-FKW-ket alkalmaznak, mint az R 404A és az R 407C, amelyek ózonlebontó hatása 0 %. Ebben az esetben olyan hűtőközegkeverékekről (Blends) van szó, amelyek különböző hőmérséklettagolással rendelkeznek, azaz az egyes alkotóelemeik elgőzölögtetésiés kondenzációs hőmérséklete eltér egymástól és emellett az üvegházhatás értékük felülmúlja az R 34a hűtőközegét (lásd lent). A fent említettek miatt az R 407C csak speciális alkalmazásoknál jöhet szóba. Az R 404A viszont csekély hőmérséklettagolása következtében különösen alkalmas az olyan alkalmazások esetében, amikor az átfolyási volumen nagyobb, mint 24 m 3 /min. Üvegházhatás-potenciál (ang.: GWP = global warming potential) [R 2 = 00%] Hőmérséklettagolás; az elgőzölögtetési-/kondenzációs hőmérséklet lehetséges eltérése [K] R 22 H-FCKW hűtőközeg CHClF 2 5% 2% 0 H-FKW R 34A CH 2 F-CF 3 0% 8% 0 R 404A hűtőközeg és keverékek R 43a/25/34a 0% 26% 0,7 R 407C R 32/25/34a 0% % 7,4 8 9

7 A kondenzátum a sűrített levegő előállításának egyik elkerülhetetlen mellékterméke. Hogy hogyan is keletkezik, azt a Miért van szükség sűrített levegő szárításra? fejezetből (8. oldal) lehet megtudni. Ezek 4. A kondenzátum helyes elvezetése hogy valamennyi be- illetve kimenetet felülről vagy oldalról csatlakoztassunk. A megfelelően méretezett lefelé mutató kondenzátumlevezetések, az úgy nevezett vízzsákok lehetővé teszik a kondenzátumnak a fővezetékből történő leeresztését. 2-3 m/s levegőáramlási sebességtartományban, korrekt méretezés esetén egy vízzsák éppen olyan hatékonyan választja le a sűrített levegő rendszerben kicsapódó kondenzátumot, mint egy sűrített levegő tartály (. ábra). c) Decentralizált leválasztó Amennyiben nem áll rendelkezésre központi sűrített levegő szárító, akkor közvetlenül a felhasználók elé építenek be vízleválasztókat, amelyek jelentős kondenzátummennyiséget különítenek el. Ezeknek azonban a karbantartásigénye óriási. c) Szintszabályozós kondenzátumleeresztők ( ECO DRAIN, 3. ábra) Manapság többnyire intelligens szintszabályozóval felszerelt leeresztőket alkalmaznak. Ezeknek a meghibásodásra érzékeny úszós leeresztőkkel szemben nagy előnyük, hogy elektronikus érzékelőkkel vannak felszerelve. Így az úszós leeresztőkkel ellentétben itt kizártak a szennyeződések vagy mechanikus kopás miatt bekövetkező meghibásodások. Ezen kívül a pontosan méretezett és beállított sze- szerint már egy 30 kw-os kompresszor, melynek szállítási teljesítménye 5 m³/min, átlagos üzemi körülmények mellett ca. 20 liter kondenzátumot termel műszakonként. Ezt a vízmenynyiséget az üzemzavarok és a károsodások megelőzése végett el kell távolítani a rendszerből. Ebből a fejezetből megtudhatja, hogyan lehet a kondenzátumot jól elvezetni és ezáltal jelentős költséget megtakarítani.. Kondenzátum-leeresztés Minden sűrített levegő rendszer jellegzetessége, hogy bizonyos pontokon szennyeződésekkel telített kondenzátum csapódik ki (fenti kép). Éppen ezért van feltétlenül szükség a megbízható kondenzátum-leeresztésre. Ez mind a sűrített levegő minőségre, mind az üzembiztonságra, mind pedig a rendszer gazdaságosságára jelentős befolyással van. a) Kondenzátum gyűjtőés leeresztő pontok A kondenzátum gyűjtését és leválasztását jelentős részben a sűrített levegő rendszer mechanikus elemei végzik. Az összes kondenzátum %-a már ezekben kicsapódik feltéve, hogy a kompresszorok jó utánhűtéssel rendelkeznek. Ciklonleválasztó: Egy olyan mechanikus leválasztóról van szó, amely a kondenzátumot centrifugális erő segítségével választja ki a levegőből (lenti kép). Az optimális működés biztosításához minden esetben a sűrített levegőt előállító berendezéssel együtt kell alkalmazni. Köztes hűtő: Köztes hűtővel ellátott, kétfokozatú kompresszor esetében már a hűtő leválasztóján is csapódik ki kondenzátum. Sűrített levegő tartály: Főfunkciója (tárolás) mellett a sűrített levegő tartály a gravitációs erőnek köszönhetően szerepet játszik a kondenzátum levegőből történő kiválasztásában is. Megfelelően méretezve (kompresszor szállítási teljesítmény/perc : 3 = tartályméret m 3 -ben) a sűrített levegő tartály éppen olyan hatékony, mint a ciklonleválasztó. Az utóbbival ellentétben azonban a tartályt a kompresszorállomás központi gyűjtővezetékébe lehet bekötni. Ilyenkor a sűrített levegő belépést alul, a kilépést pedig felül (a paláston) kell elhelyezni. Ezen túlmenően a tartálypalást nagy hőleadó felületének köszönhetően jelentősen lehűti a kondenzátumot és tovább javítja a kondenzátum-kiválasztást. Vízzsák a sűrített levegő vezetékben: A kondenzátum esetleges nem kívánatos áramlásának megakadályozására a sűrített levegő vezetéket a kondenzátumkicsapódásnak kitett helyeken úgy kell kialakítani,. ábra: Vízzsák kondenzátumleeresztővel 2. ábra: Úszós leeresztő 3. ábra: ECO DRAIN golyóscsappal b) Sűrített levegő szárítók A fent említettek mellett a sűrített levegő szárítás tartományában további kondenzátumgyűjtő- és leeresztőpontok találhatók. Hűtveszárító: A lehűtés és a sűrített levegő ily módon történő szárítása következtében a hűtveszárítóban további kondenzátum csapódik ki. Adszorpciós szárító: A sűrített levegőben fellépő érezhető lehűlés következtében már az adszorpciós szárító előszűrőjén kondenzátum válik ki. Magában az adszorpciós szárítóban a víz a benne uralkodó parciális nyomásviszonyok miatt már csak pára formában jelenik meg. 2. A napjainkban alkalmazott leeresztőrendszerek a) Úszós leeresztő (2. ábra) Az úszós leeresztő a legrégebbi leeresztőrendszerek közé tartozik. A rendkívül gazdaságtalan és bizonytalan kézi leeresztést váltotta fel. Mindazonáltal az úszós leeresztők karbantartásigénye is nagyon nagy, és hajlamosak a meghibásodásokra. b) Mágnesszelep Az idővezérléssel ellátott mágnesszelepek ugyan üzembiztosabbak, mint az úszós leeresztők, viszont rendszeresen ellenőrizni kell a szennyezettségüket. Emellett a szelepnyitási idők esetleges rossz beállítása növelheti a sűrített levegő veszteséget és ezáltal fokozza az energiafogyasztást is. lepnyitási idők biztosítják a levegő veszteségek (mint pl. az úszószelepnél) elkerülését. A további előnyt jelent még az automatikus önellenőrzés és az, hogy a rendszer szükség esetén képes jelet továbbítani a központi vezérlőrendszerre. d) A helyes szerelés A kondenzátum-leválasztórendszer és a kondenzátum-leeresztő közé minden esetben egy golyóscsappal felszerelt rövid vezetékdarabot kell beépíteni (3. ábra). Így a karbantartási munkák idejére lezárható a leeresztő, a sűrített levegő rendszer pedig problémamentesen üzemelhet tovább. 0

8 A sűrített levegő előállítás során elkerülhetetlenül jelentős menynyiségű kondenzátum keletkezik (lásd még a 3. és 4. fejezeteket). A kondenzátum megnevezés félrevezető módon azt a látszatot kelti, mintha ebben az esetben 5. Kondenzátumkezelés olcsón és megbízhatóan mindössze kondenzált vízgőzről volna szó. Azonban vigyázat! Minden kompresszor úgy működik, mint egy túlméretezett porszívó: a környezeti levegővel együtt nagyon sok szennyeződést szív be és ezt koncentráltan továbbítja a még előkészítetlen sűrített levegővel a kondenzátumba.. Miért van szükség a kondenzátum előkészítésére? Azok a sűrített levegő felhasználók, akik a kondenzátumot egyszerűen a csatornahálózatba vezetik, komoly büntetéseket kockáztatnak. Ennek az az oka, hogy a sűrített levegő előállításakor keletkező kondenzátum meglehetősen veszélyes keverék. A környezet szennyezettsége miatt a porrészecskék mellett tartalmaz még például szénhidrogéneket, kén-dioxidot, rezet, ólmot, vasat és sok más anyagot. A sűrített levegő rendszerekben keletkező kondenzátum ártalmatlanításával kapcsolatban Németországban a Vízháztartási Törvény a mértékadó. Ez előírja, hogy a károsanyagtartalmú vizet a technika általánosan elismert szabályai ( 7a WHG) szerint elő kell készíteni. Mindez a sűrített levegőből származó kondenzátum valamennyi fajtájára vonatkozik vagyis az olajmentes kompresszorokból származó kondenzátumra is. Törvényben rögzített határértékek valamennyi káros anyagra és phértékre léteznek. Ezek az iparágak és a szövetségi tartományok szerint különbözőképpen vannak meghatározva. 2. A kondenzátumok tulajdonságai a) Diszperzió A sűrített levegőből származó kondenzátumok tulajdonságai különbözőek. A diszperziók általában olyan csavarkompresszok esetében keletkeznek, amelyeket szintetikus hűtőolajjal (pl. Sigma Fluid S460) üzemeltetnek. Ennek a kondenzátumnak a ph-értéke normál esetben 6 és 9 között van. Emiatt tulajdonképpen ph-semlegesnek tekinthető. A környezeti levegőből származó szennyeződések ennél a kondenzátumfajtánál egy, a víz felületén úszó, attól könnyen elválasztható olajrétegként jelennek meg. b) Emulzió Az emulzió keletkezésének legbiztosabb jele, amikor a kondenzátum olyan tejszerű folyadékként jelenik meg, amely több nap elmúltával sem bomlik szét 2 rétegre (lásd. ábra, lent). Ez a kondenzátumfajta gyakran előfordul a hagyományos olajokkal működtetett dugattyús-, csavar- és többkamrás kompresszorok esetében. A káros szennyeződéseket ebben az esetben is az olaj összetevői kötik meg. Az erős, stabil összevegyülés miatt az olaj és a víz, de a beszívott szennyeződések, mint pl. a por és nehézfémek sem választhatók el egymástól a nehézségi erő segítségével. Amennyiben a kondenzátumban meglévő olaj észtert is tartalmaz, akkor a kondenzátum emellett agresszív lehet és semlegesíteni kell. Az ilyen kondenzátumok előkészítése csak emulzió szétválasztóberendezéssel lehetséges. c) Az olajmentes kompresszorok kondenzátuma Az olajmentes elven sűrítő kompreszszorokból származó kondenzátum a növekvő környezeti szennyezettség következtében idővel egyre több és több olajat tartalmaz. Emellett gyakran nagy mennyiségű kén-dioxid, nehézfém és/ vagy szilárd szennyeződések is találhatók benne. Mindez azt jelenti: ez a kondenzátumfajta általában agresszív, 2 3 ph-értéke 3 és 6 között van. Előkészítés nélkül nem vezethető be a csatornarendszerbe, még akkor sem, ha egyes gyártók folyamatosan ennek az ellenkezőjét állítják. 3. Külső ártalmatlanítás Természetesen fennáll annak is a lehetősége, hogy az üzemeltető a keletkezett kondenzátumot összegyűjti és ezzel foglalkozó szakcég által végezteti el az ártalmatlanítást. Mindazonáltal a kondenzátum fajtájától függően az ártalmatlanítás költségei igen magasak lehetnek (Németországban ca /m³). Éppen emiatt és a létrejövő kondenzátum mennyisége alapján az üzemen belül történő előkészítés legtöbbször gazdaságosabb ennél. Ennek nagy előnye, hogy az eredeti mennyiségnek ca. csak 0,25 %-át kell speciális módszerekkel ártalmatlanítani. 4. Előkészítési eljárások a) Diszperziók Ennek a kondenzátumfajtának az előkészítéséhez legtöbbször elegendő egy háromkamrás szétválasztó, amely két előleválasztó- és egy aktívszénkamrából A környezeti levegővel együtt minden kompreszszor vízgőzt és szennyeződéseket szív be. Az ezekből keletkező kondenzátumot először meg kell tisztítani az olajtól és a további káros anyagoktól (fenti kép, 2), mielőtt mint tiszta vizet (fenti kép, 3) a csatornahálózatba lehetne vezetni A nehézségi erő alapján működő szétválasztóberendezések rendkívül megbízhatóan és alacsony költséggel készítik elő a kondenzátumdiszperziókat áll. A tulajdonképpeni szétválasztás a nehézségi erő segítségével történik. A berendezés szétválasztókamrájában az emulzió felszínére felúszó olajréteg egy gyűjtőtartályba kerül, majd ezután mint fáradtolajat ártalmatlanítják. A visszamaradt víz szűrése ezután 2 fokozatban történik, ezután pedig minden további nélkül a csatornahálózatba vezethető. A szakcég által végrehajtott komplett ártalmatlanítással szemben a nehézségi erő elvén működő berendezéssel ca. 95 % költségmegtakarítás érhető el. Ezek a berendezések jelenleg 05 m³/min szállítási teljesítményú kompresszorokhoz szállíthatók. Magától értetődően nagyobb mennyiség esetén lehetőség van több berendezés párhuzamos csatlakoztatására is. b) Emulziók Stabil emulziók előkészítéséhez napjainkban lényegében a következő 2 fajta berendezés kerül felhasználásra: a membrános szétválasztórendszer az ultrafiltráció elve alapján az ún. Cross-Flow eljárással működik. Ebben az esetben az előszűrt kondenzátum a membránokon áramlik keresztül. A folyadék egy része áthatol ezeken és a csatornába vezethető tiszta vízként hagyja el a berendezést. A másik fajta berendezés porított szétválasztóközeg segítségével működik. Ez a közeg beburkolja az olajrészecskéket, majd ezután jól szűrhető makropelyhecskéket képez. A makropelyheket megbízható működésű, megfelelően méretezett pórusméretű szűrők tartják vissza. A kifolyó víz ebben az esetben is a csatornahálózatba vezethető. c) Olajmentes kompresszorok esetén Az olajmentes kompresszorok által létrehozott kondenzátum előkészítéséhez kémiai szétválasztáson alapuló eljárás szükséges. Ide tartozik a a ph-érték semlegesítése bázikus anyagok hozzáadásával és a nehézfémek koncentrálásával egy ún. szűrőpogácsá -ban, amelyet speciális hulladékként kell ártalmatlanítani. Az összes közül messze ez az eljárás a legköltségesebb. A speciális engedélyek beszerzése nem csak a kondenzátum lehetséges olajtartalma, hanem a környezeti levegőből beszívott, koncentrált káros anyagok miatt szükséges. Az utóbbiak a kondenzátum jelentős mértékű szennyeződéséhez vezethetnek. Stabil kondenzátum-emulziók esetén többek között a membrános szétválasztórendszereket alkalmazzák 2 3

9 Minden előnye ellenére a sűrített levegő viszonylag drága energiahordozónak számít. Számunkra tehát az a legfontosabb, hogy ahol csak lehet, csökkentsük a költségeket. Számos alkalmazásnál az vezet a rend- 6. A hatékony kompresszorvezérlés Nyomás Nyomás DUAL-szabályzás Terhelés-üresjárat-Stand-by szabályzás Teljes terhelés Üresjárat Stand-by üzemmód Motor névleges teljesítmény (%) QUADRO-szabályzás Terhelés-üresjárat-Stand-by szabályzás az optimális üzemmód automatikus kiválasztásával Teljes terhelés Idő Nyomás Nyomás DUAL-GD-szabályzás Azonos nyomás, folyamatos szállítási teljesítményszabályzás proporcionális szabályzóval Teljes terhelés Üresjárat Stand-by üzemmód Motor névleges teljesítmény (%) SFC (FV) Frekvencia-átalakítás folyamatos szállítási teljesítményszabályzás a motorfordulatszám által Teljes terhelés Idő kívül magas költségekhez, hogy a kompresszorok szállítási teljesítménye gyakran nincs összehangolva az ingadozó sűrített levegő szükséglettel. Egyes esetekben a kompresszorok kiterheltsége még az 50 %-ot sem éri el. Sok üzemeltető nem is tud erről, mivel kompresszora csak össz-üzemóra számlálóval van felszerelve, úgynevezett terheléses-üzemóra számlálóval viszont nem rendelkezik. Ilyen esetekben komoly segítséget nyújthatnak a jól összehangolt vezérlőrendszerek, amelyek a kiterheltségi fokot akár 90 % fölé növelhetik. Ily módon akár 20 %-os energiamegtakarítást is elérhetünk.. Belső vezérlés a) Terhelés-/üresjárat szabályzás A legtöbb kompresszorban 3 fázisú aszinkron motorokat alkalmaznak a meghajtásra. A teljesítmény növekedésével ezeknek a motoroknak egyre kisebb a megengedett indítási száma. Ez az érték azonban nem felel meg annak a kapcsolási gyakoriságnak, ami ahhoz szükséges, hogy a kompresszorokat egy szűkebb kapcsolási különbséggel a tényleges sűrített levegő fogyasztáshoz igazítva tudjuk üzemeltetni. Ez a kapcsolási folyamat továbbá csak a kompresszorok nyomás alatt álló komponenseit tehermentesíti. A motor ezzel ellentétben egy bizonyos ideig még tovább üzemel (utánfutás). Az ehhez szükséges energia veszteségként értékelendő. Az ilyen módon kapcsolt kompresszorok energiaszükséglete még az üresjárati fázis folyamán is a terheléses fázis szükségletének 20 %-át teszi ki. b) Frekvenciaszabályozás Azoknak a kompresszoroknak, amelyek fordulatszámát frekvenciaszabályzó vezérli, a szabályzási tartományukban nincsen állandó hatásfoka. A hatásfok értéke egy 90 KW-os motor esetében (a %-os szabályzási tartományban) például 94-ről 86 %-ra csökken. Ehhez jönnek még a frekvenciaszabályzó és a kompresszorok nemlineáris teljesítménykarakterisztikája által okozott veszteségek. Nem megfelelően alkalmazott frekvenciaszabályzott rendszerek könynyen energiafaló -vá válhatnak anélkül, hogy az üzemeltető ebből bármit is észlelne. A frekvenciaszabályzott berendezések nem jelentenek általános csodaszert, ha az a célunk, hogy a lehető legtakarékosabban üzemeltessük a kompresszort. 2. A levegőigény osztályozása A kompresszorokat a gyakorlatban betöltött funkciójuk alapján alap-, közép- és csúcsterheléses ill. Stand-by berendezések közé sorolhatjuk be. a) Alapterheléses sűrített levegő igény Az alapterheléses sűrített levegő szükséglet alatt azt a levegőmennyiséget értjük, amire az üzemnek folyamatosan szüksége van. b) Csúcsterheléses sűrített levegő igény A csúcsterhelés sűrített levegő szükséglet ezzel szemben az a levegőmennyiség, amelyre bizonyos fogyasztási csúcsok esetén van szükség. Ennek értéke nagyban függ a különböző fogyasztók teljesítményétől. Hogy a különböző terhelési igényeket minél jobban kielégítsük, a kompreszszorokat különböző vezérlésekkel kell felszerelnünk. Amennyiben a felülrendelt vezérlés meghibásodik, ezeknek a vezérléseknek kell a kompresszorokat tovább üzemeltetni és ezzel a sűrített levegő ellátást biztosítani. 3. Felülrendelt vezérlés Ha megfelelően követni akarjuk az esetleges terhelésváltozásokat, a sűrített levegő szükséglettől függően kell a berendezéseket be- ill. kikapcsolni. a) Berendezések besorolása (Splitting) A Splitting az azonos vagy hasonló teljesítményű és vezérlésű kompresszoroknak az adott üzem alapterheléses és csúcsterheléses levegőigényéhez igazított besorolását jelenti. Üresjárat Stand-by üzemmód Motor névleges teljesítmény (%) b) A felülrendelt vezérlések feladatai A kompresszorok működésének felügyelete sok esetben összetett és átfogó műszaki feladat. Ennek megfelelően a felülrendelt vezérléseknek ma már nem csak arra kell képesnek lenniük, hogy a különböző építésű és nagyságú kompresszorokat megfelelő időben bekapcsolják. Ahhoz, hogy csökkentsük a kompresszorállomás szervizköltségeit, illetve növeljük az üzembiztonságot, felügyelni kell a berendezéseken végrehajtandó karbantartásokat is. Ezen kívül ki kell egyenlíteniük a kompreszszorok eltérő üzemóráit és jelezniük kell az üzemzavarokat. c) A helyes besorolás Egy felülrendelt vezérlés hatékony - energiatakarékos - működésének feltétele az egyes kompresszorok teljesítményének megfelelő kiválasztása, amelynek segítségével elkerülhetők az egyes üzemállapotokban fellépő ún. szabályozási hézagok. A csúcsterheléses kompresszorok összes szállítási teljesítményének nagyobbnak kell lenni, mint a a következőként bekapcsolandó alapterheléses kompresszor szállítási teljesítménye. Frekvenciaszabályzott kompresszor alkalmazása esetén ezen berendezés szabályozási tartományának nagyobbnak kell lennie, mint a a következőként bekapcsolandó kompresszor szállítási teljesítménye. Más esetben a gazdaságos sűrített levegő ellátás nem biztosítható. Idő A cég SIGMA CONTROL belső kompresszorvezérlése 4 különböző vezérlési mód közötti választási lehetőséget kínál az üzemeltetőnek d) Megbízható adatátvitel A felülrendelt vezérlés megfelelő működésének és hatékonyságának egyik további fontos feltétele a megbízható adatátvitel. Ehhez biztosítani kell, hogy a jelzések átvitele ne csak az egyes kompresszorokon belül történjen meg, hanem a kompresszorok és a felülrendelt vezérlőrendszer között is. Úgyszintén szükség van a berendezések közötti jelátvitel és kommunikáció felügyeletére is, hogy a rendszer felismerje az olyan esetleg fellépő üzemzavarokat, mint pl. a kábelszakadás. További adatátviteli módok:. Feszültségmentes kontaktusok ma analógjelek 3. Elektronikus interfészek pl. RS 232, RS 485 vagy Profibus DP. A legmodernebb adatátviteli technikát a Profibus kínálja. Ennek segítségével rövid idő alatt nagy adatmennyiségeket lehet nagy távolságra továbbítani (lenti kép). Ily módon a felülrendelt vezérlést nem szükséges feltétlenül a kompreszszorállomáson belül elhelyezni. A Profibusz gyors adatátvitelt tesz lehetővé a kompresszorállomás és a felülrendelt vezérlő- és irányítórendszer között Szervizközpont Kompresszorok Üresjárat Stand-by üzemmód Motor névleges teljesítmény (%) SMS küldése mobiltelefonon Értékesítés/szerviz SIGMA AIR MANAGER Modem Ethernet Modem»Sigma Air Control«ellenőrzőközpont Profibus DP folyamat Előkészítés Idő Szűrő Eco- Drain-nel 4 5

10 A kompresszorállomások általában több kompresszorból állnak. Ezek lehetnek azonos vagy különböző méretű berendezések is. A berendezések üzemének koordinálásához egy felülrendelt vezérlésre van 7. Nyomássáv-vezérlés a kompresszorok optimális, fogyasztásorientált szabályzása szükség. Korábban ez a feladat viszonylag könnyen kezelhető volt: elsősorban a közel azonos teljesítményű, alapterheléses kompresszorok közötti váltást jelentette a közel azonos üzemóraszámok elérése érdekében. Napjainkban azonban ezen feladat ennél sokkal összetettebb: a sűrített levegő az üzemeltető szükségletének megfelelő optimális előállításáról van szó a lehető legtakarékosabb energiafelhasználás mellett. A felülrendelt kompresszorvezérlésnek alapvetően két rendszerét különböztetjük meg egymástól: a kaszkád- és a nyomássávvezérlést.. Kaszkádvezérlés A kompresszorok vezérléstechnikai összekapcsolásának klasszikus módja a kaszkádvezérlés. Ilyenkor minden kompresszorhoz egy alsó és egy felső kapcsolási pontot rendelnek hozzá. Ily módon, ha több kompresszort akarunk irányítani, akkor egy lépcsőzetes-, úgynevezett kaszkádszerű vezérlés jön létre. Amíg a levegőigény alacsony, csak egy kompresszor kapcsol be és ilyenkor a nyomás a felső tartományban, a kompresszor minimális (p min) és maximális (p max) nyomása között ingadozik. Ha a levegőszükséglet nagyobb és több kompresszor kapcsol be, a nyomás leesik (. ábra). Így egy viszonylag kedvezőtlen helyzet áll elő. Alacsony levegőszükséglet esetén a rendszerben maximális nyomás uralkodik, ez pedig a tömítetlenségek miatt növeli az energiaveszteséget. Ha sok sűrített levegőre kell beállítanunk, az egyes kapcsolási pontok közti különbségnek pedig 0,3 bar-nak kell lennie. Ennél a vezérlési típusnál négy kompresszor a legmagasabb ajánlott berendezésszám. Ebben az esetben a fentieknek megfelelően,4 bar a minimális kapcsolási különbség értéke. b) Kaszkádvezérlés elektronikus nyomáskapcsolással Az elektronikus A kaszkád és a nyomássávvezérlés összehasonlítása nyomásérzékelők alkalmazása lehetővé teszi azt is, hogy a maximális és minimális nyomás közötti kapcsolási különbségét 0,2 bar-ra csökkentsük és azt is, hogy a kapcsolási pontok közötti Biztonság Idő differenciákat szűkítsük. Optimális (Nyomássávvezérlés) Nyomásingadozás a SAM vagy a VESIS esetén esetben ilyenkor akár a 0,7 bar-os - kapcsolási pontok közötti - különbség is elérhető. Mint ahogy azt már említettük, a kaszkádvezérlések legfeljebb négy kompresszor vezérlésekor alkalmazhatók. Egyéb esetekben a túlságosan széles nyomásszabályozási tartomány fokozott energiaveszteséghez vezethet. Nyomásingadozás a hagyományos alapterhelésváltókapcsolások esetén. ábra: Különböző nyomásingadozások és levegőmegtakarítás a kaszkádvezérléseknél (alapterhelés-váltókapcsolás) és a nyomássávvezérléseknél ( SAM vagy VESIS ) van szükségünk, akkor viszont csökken a nyomás és kisebb lesz a rendszerben lévő nyomástartalék. a) Kaszkádvezérlés membrános nyomáskapcsolóval Ha a kaszkádvezérlés kapcsolása egy nyomáskapcsoló vagy egy kontaktmanométer segítségével történik, akkor minden egyes kompresszornál 0,5 bar minimális kapcsolási differenciát 2. Nyomássávvezérlés Több kompresszor vezérlésének leghatékonyabb módja - a megnövekedett műszaki követelmények figyelembe vételével - a nyomássáv-vezérlés. Ebben az esetben a tetszőleges számú kompresszort egyetlen, úgynevezett nyomássáv segítségével vezéreljük. (. ábra). Ehhez mindenképp szükségünk van egy mikroprocesszorra (MVS), vagy egy korszerűbb, ipari-pc alapú, felülrendelt vezérlésre. Az ún. sávvezérlésnek is több változata van. a) Vektoriális vezérlés A vektoriális vezérlés figyeli a beállított minimális és maximális nyomás közötti emelkedést, illetve esést, és ebből számítja ki a sűrített levegő fogyasztást. A kompresszorok vezérlése így a korábban mért és számított fogyasztásokon alapul (2. ábra). Az ingadozó fogyasztású sűrített levegő rendszereknél ez időnként a csővezetékrendszer rezgéseit okozhatja, ezért megfelelő csillapító berendezésekre Nyomásemelkedés az idő függvényében vektor. vektor 2. vektor 2. ábra: Vektoriális kompresszorvezérlés is szükségünk van. Különösen fontos ilyenkor a kompresszorok összehangolása. A gyakorlatban ezzel a vezérlési módszerrel nem lehet a kapcsolási nyomáskülönbséget 0,5 bar alá csökkenteni, mivel a mérés a minimális és maximális nyomástartományon belül történik. b) Nyomássáv-vezérlés fogyasztási karakterisztika felismeréssel Az előzőekben leírtnál hatékonyabb az a nyomássáv-szabályzás, amely a fogyasztás karakterisztikájának felismerésére épül. Ez 0,2 bar értékű kapcsolási különbséget is lehetővé tesz. A sűrített levegő technikában jelenleg ez a legkisebb ismert kapcsolási különbség érték. A fogyasztás karakterisztikájának felismerése nem az egy adott intervallumon belüli nyomásemelkedés, illetve nyomásesés közvetlen figyelésén alapul. A vezérlés azt figyeli, hogy a sűrített levegő rendszerben miként alakul a tényleges fogyasztás valamely kompresszor kapcsolása után. A következő kapcsolást már ez alapján határozza meg (3. ábra). A fogyasztási karakterisztika 0,0-0,03 bar pontosságú felismerése mindig az aktuális információk alapján történik, így a vezérlés minimális kapcsolási különbséggel tudja kiszolgálni azokat a sűrített levegő rendszereket, melyeknek fogyasztása általában nagy ingadozást mutat. Ezzel az eljárással jelenleg 6 kompresszort lehet 0,2 bar-os nyomástartományban vezérelni. A nyomássávot szükség esetén egy ún. vészsáv váltja fel, ez garantálja az állandó megbízható sűrített levegő ellátást. Ezek a vezérlések sokat segítenek abban, hogy nagyobb energiamegtakarítást érjünk el a sűrített levegő rendszerünkben. Egyszerűbben fogalmazva: a rendszernyomás értékének mindössze 0, bar-ral történő csökkentése százalék energiamegtakarítást eredményez. Nyomásesés az idő függvényében vektor Nyomássávvezérlés több kompresszorhoz (SAM/VESIS). Egy kompresszor kapcsolási pontjai 2. Egy kompresszor kapcsolási pontjai 3. ábra: Nyomássáv-vezérlés fogyasztási karakterisztika felismeréssel (lent) c) Csúcsterhelésfüggyő fogyasztás A fogyasztási karakterisztika felismerésén alapuló nyomássáv-vezérlések különböző csoportokba osztják be a kompresszorokat. A besorolás alapja a készülékek teljesítménye. Így ezek nemcsak az üzem- és terheléses órák szerinti egyenletes kiterheltség elérésére képesek, hanem arra is, hogy a megfelelő kompresszort mindig a megfelelő időpontban kapcsolják be a rendszerbe (4. ábra). Mindennek alapvető feltétele azonban az optimális Splitting. Ez alatt a hasonló, vagy azonos teljesítményű kompresszorok kategóriákba sorolását értjük. Ennek alapján alap- és csúcsterheléses berendezéseket különböztetünk meg (lásd még a Kompresszor hatékony vezérlése című fejezetet). Beállított pont A kompresszoroknak ez a jelenleg leggazdaságosabb vezérlési módja azonban nagy mennyiségű adat folyamatos cseréjét és feldolgozását igényli. Erre a feladatra csak az olyan, nagy teljesítményű ipari számítógépek képesek, mint pl. a által gyártott SIGMA AIR MANAGER 4. ábra: Jobb kompresszor kiterhelés az optimális Splitting és a hatékony berendezéskoordináció segítségével (SAM) vezérlés. Ez az ipari PC épületfelügyeleti rendszerre is csatlakoztatható és amellett, hogy hatékony vezérlésként is működik, a programozott HTML-oldalakkal rendelkező WEB-szerver szerepét is ellátja. Ily módon speciális szoftver igénybevétele nélkül rögzíthetjük a kompresszorok és a teljes kompresszorállomás üzemi adatait, valamint a kiterheltségre és hatékonyságra vonatkozó információkat. Ezeket az adatokat bárki számára érthető formában jeleníthetjük meg, értékelhetjük őket és szükség esetén megfelelő intézkedéseket is hozhatunk (lásd a Sigma Air Manager cím alatt, 27. oldal is). 6 7

11 Az energiatartalékok takarékos kezelésére a folyamatosan növekvő energiaárak miatt manapság nem csak ökológiai, hanem egyre inkább gazdasági szempontokból is nagy szükség van. A kompresszorgyártók sok 8. Energiamegtakarítás hővisszanyeréssel lehetőséget kínálnak ezen a téren: a csavarkompresszorok esetében az egyik ilyen lehetőség a hővisszanyerés.. A kompresszorok elsősorban hőt termelnek Még ha a laikus számára hihetetlenül hangzik, akkor is igaz: tény, hogy az egy kompresszor által felvett energia 00 %-ban százalékban hővé alakul át. A levegő a kompresszor által elvégzett sűrítéssel energiatöbblethez jut. Ez az energiamennyiség attól válik felhasználhatóvá, hogy környezeti nyomásra kitágul, majd lehűl és a környezetből hőt vesz fel. 2. Akár 94 %-ban százalékban felhasználható energia Az olaj- és folyadékhűtéses kompreszszorok esetében a kompresszorba bevitt és hőként felhasználható energia legnagyobb részét, mintegy 72 %-át a hűtőközeg tárolja, 3 % -át tartalmazza a sűrített levegő, míg mintegy 9 % a villanymotor hőveszteségeként jelenik meg. A teljesen burkolt olaj- vagy folyadékhűtéses csavarkompresszorok esetén ráadásul a villanymotor okozta energiaveszteséget megfelelő hűtéssel hőenergiaként lehet visszanyerni. Összességében tehát a kompresszorba bevezetett energia 94%-át tudjuk hőtechnikai eszközök segítségével felhasználni. Hőkisugárzás formájában mindössze 2 % veszik el, ezenkívül 4 % marad hőként a sűrített levegőben (lásd a 9. oldalon található hődiagrammot). 3. A hővisszanyerés lehetőségei Azok a felhasználók, akik még gazdaságosabb lehetőségeket keresnek a sűrített levegő felhasználására, a hővisszanyerés különböző variációi közül választhatnak: a) Fűtés meleg levegővel Az olaj- és folyadékhűtéses csavarkompresszorok esetében a hővisszanyerés legegyszerűbb módja, ha a kompresszor által felmelegített levegőt közvetlenül használjuk fel. Ilyenkor a meleg levegőt egy légcsatorna segítségével a fűtendő helyiségekbe vezetjük. A meleg levegőt Energiaköltség megtakarítás műszaki optimalizálással Kompresszorállomás beszerzési költségek Karbantartási költségek természetesen más folyamatokhoz is felhasználhatjuk, például szárításhoz, égőlevegő előmelegítéséhez, stb. Ha a meleg levegőre nincs szükség, akkor a légáramot egy kézi vagy automatikus működtetésű csappantyú vagy zsalu segítségével a szabadba lehet vezetni. Termosztátszabályzású zsaluvezérlés segítségével a meleg levegő olyan pontosan adagolható, hogy konstans hőmérsékletet érhetünk el. A fenti megoldásokkal a csavarkompreszszor által felvett villamos teljesítmény 94 %-át használhatjuk fel. Kis méretű kompresszoroknál is gazdaságos meleg levegővel fűteni, hisz egy 8,5 kw teljesítményű kompresszor például annyi hőenergiát termel, amellyel akár egy családi ház fűtési energiája is fedezhető. Lehetséges energiaköltség megtakarítás a hővisszanyerés segítségével Energiaköltség hányad Lehetséges energiamegtakarítási potenciál Teljes sűrített levegő rendszerköltség és megtakarítási potenciál a hővisszanyerés által A kilépő légcsatornák elhelyezkedése b) Melegvíz-előállítás Ha hőcserélőt építünk a folyadékkörbe, akkor mind a léghűtéses, mind pedig a vízhűtéses csavarkompresszorok esetén lehetőségünk van arra, hogy a legkülönbözőbb célokra felhasználható melegvizet állítsunk elő. Erre a célra lemezes, vagy biztonsági hőcserélőket alkalmaznak attól függően, hogy a melegvizet fűtésre, tisztálkodásra és mosásra, esetleg takarításra, vagy pedig a termelés során szeretnénk 9 % hő a hajtómotorból 72% a folyadék hűtésével visszanyerhető hőteljesítmény Hőáram-diagramm 94% a hővisszanyerés céljára használható hőteljesítmény 00 % teljes elektromos teljesítmény-felvétel 3% a sűrített levegő hűtésével visszanyerhető hőteljesítmény felhasználni. Ezekkel a hőcserélőkkel legfeljebb 70 C-os vízhőmérsékletet érhetünk el. A gyakorlati tapasztalatok szerint 8,5 kw elektromos teljesítmény feletti berendezések esetében ezek a rendszerek kevesebb, mint 2 év alatt megtérülnek. Ennek természetesen alapfeltétele a megfelelő tervezés. 4. A biztonság fontossága A kompresszor primer hűtőrendszerét alapvetően soha nem szabad 2% a kompresszor hőleadása a környezetnek 4 % hőteljesítmény, ami a sűrített levegőben marad 25 % környezeti hő Kilépő légcsatornák a szomszédos helyiségek fűtésére 25 % energiapotenciál a sűrített levegőben hővisszanyerő rendszerként alkalmazni. Ennek az oka, hogy a hővisszanyerő meghibásodása ilyenkor a kompreszszor hűtését és ezáltal a sűrített levegő előállítást is veszélyezteti. Éppen ezért tanácsos a hővisszanyerés céljából minden esetben egy külön hőcserélőt a kompresszorba beépíteni. Ilyenkor ugyanis a kompresszor gondoskodik saját biztonságáról, ha valami esetleg meghibásodik. Amennyiben a hővisszanyerő rendszer folyadékhőcserélőjén keresztül már nem vesz fel hőt, akkor a kompresszor a belső primer hűtőrendszerre kapcsol át. Ily módon a sűrített levegő ellátás a továbbiakban is biztosított. 5. Összegzés A hővisszanyerés egy olyan megoldási lehetőség, amellyel növelhetjük a sűrített levegő rendszer gazdaságosságát és egyúttal a környezetet is tehermentesíthetjük. A szükséges ráfordítás viszonyag csekély. A beruházás nagyságát az üzem sajátosságai, az alkalmazás célja és a beépítendő hővisszanyerőrendszer együttesen határozzák meg. 8 9

12 9. Az energiaveszteségek elkerülése () Mit kell figyelembe venni egy sűrített levegő hálózat tervezése és kiépítése során? A sűrített levegő bár sokoldalú energiahordozó, de nem éppen olcsó. Csak akkor éri meg alkalmazni, ha előállítását, előkészítését és elosztását a lehető legjobban összehangoljuk. Ide tartozik a kompresszorállomás helyes tervezése és kivitelezése mellett a csővezetékrendszer megfelelő méretezése és kiépítése is.. A sűrített levegő gazdaságos előállítása Amennyiben az összes ráfordítást figyelembe vesszük (energia, hűtőfolyadék, karbantartás, a kompresszor amortizációja), akkor m 3 sűrített levegő költsége 0,5 és 2,5 -cent között mozog. Ez a költség függhet a kompresszor méretétől, kiterheltségétől, általános állapotától és építési módjától is. Éppen ezért sok felhasználó különös gondot fordít a sűrített levegő gazdaságos előállítására. Ez az egyik oka az olaj- ill. folyadékhűtéses csavarkompresszorok töretlen fejlődésének. Ezekkel a berendezésekkel akár a korábbi előállítási költségek 20 %-át is megtakaríthatjuk. 2. Az előkészítés hatása a sűrített levegő hálózatra Általában nagyon kevés figyelmet szentelnek annak, hogy a sűrített levegőt a felhasználásnak megfelelő módon készítsék elő. Ez annál is inkább sajnálatos, mert csak jól előkészített sűrített levegő használatával tarthatjuk alacsonyan a fogyasztók és a levegőhálózat karbantartási költségeit. a) A hűtveszárítók csökkentik a karbantartási igényt Az alkalmazások mintegy 80 %-ában a sűrített levegő előkészítéséhez hűtveszárítók használata is elegendő. Ezekkel egyrészt el tudjuk kerülni, hogy szűrőt alkalmazzunk a hálózatban, ami sokszor nagy sűrített levegő veszteséggel jár, másrészt csak mintegy 3 %-át igénylik az azonos mennyiségű sűrített levegő előállításához szükséges energiaköltségnek. Mindehhez jön még az is, hogy a vezetékrendszerek és a fogyasztók karbantartása, javítása is kevesebbe kerül. Ez a megtakarítás akár a hűtveszárítás költségeinek tízszeresét is elérheti. b) Energiatakarékos kombinált berendezések Kisebb üzemek esetében, vagy amikor decentralizált ellátásról van szó, üzembe állíthatunk különböző helytakarékos kombinációkat is. Ezek a berendezések állhatnak csavarkompresszor, hűtveszárító és légtartály (jobb oldali kép) kombinációjából, vagy egy hűtveszárítóval egybeépített csavarkompresszorból. 3. Egy új sűrített levegő hálózat tervezése és kiépítése Első lépésként mindig tisztáznunk kell, hogy központi vagy decentralizált sűrített levegő rendszerre van-e szükségünk. Kis és közepes üzemek esetén többnyire teljesen megfelel egy központi ellátórendszer. Itt általában nem jelentkeznek azok a problémák, amelyek a kiterjedt központi ellátó hálózatok esetén gyakran fellépnek. Ilyenek például a magas szerelési költségek, a nem megfelelően szigetelt kültéri vezetékek téli befagyása és a túl hosszú vezeték miatt fellépő jelentős nyomásesés. a) A helyes hálózatméretezés A vezetékhálózat méretezése előtt végezzünk mindig megfelelő számításokat. Ezeknek azon kell alapulniuk, hogy a kompresszor és a sűrített levegő fogyasztók közötti nyomásesés maximálisan bar lehet, beleértve a kompresszor kapcsolási különbségét és a szokásos standard előkészítést (hűtveszárítás) is. Az egyes komponensek esetében a következő nyomásesés értékekkel lehet számolni (jobb oldali kép): Fővezeték 0,03 bar Elosztóvezeték 2 0,03 bar Csatlakozóvezeték 3 0,04 bar Szárító 4 0,20 bar Karbantartóegység és tömlő 5 0,50 bar Összesen max. 0,80 bar A fenti összeállításból jól látható, mennyire fontos, hogy pontosan kiszámoljuk az egyes vezetékszakaszok 2 5 nyomásveszteségét. Emellett figyelembe kell venni az egyes csőidomokat és elzárószerelvényeket is. Nem elég tehát egyszerűen csak beilleszteni a csővezetékrendszer egyenes hoszszát egy képletbe, vagy táblázatba. A hangsúly sokkal inkább a csővezeték áramlástechnikai hosszán van. A tervezés elején általában még nincs átfogó képünk az elzárószerelvények és idomok összességéről, ezért a vezeték áramlástechnikai értelemben vett hosszát úgy számítjuk ki, hogy az egyenes csőhosszt megszorozzuk,6- tal. A csővezeték keresztmetszetét a szokásos méretező diagrammok segítségével lehet egyszerűen kiszámítani (lásd jobb alsó ábra). b) A csővezeték energiatakarékos kiépítése Az energiamegtakarítás érdekében a csővezetékrendszert amennyire csak lehetséges, egyenes szakaszokból kell összeállítani. A támasztópillérek megkerüléséhez szükséges íveket az akadály mögött vezetett egyenes csőszakaszokkal lehet elkerülni. A nagy nyomásveszteséget okozó, 90 fokos, hirtelen törések helyett célszerűbb nagyméretű, 90 fokos íveket alkalmazni. A még ma is gyakran előforduló vízvezeték elzárószerelvények helyett teljes keresztmetszetű golyóscsapok ill. szelepek alkalmazása javasolt. Korszerű sűrített levegő állomásnál, ahol a sűrített levegő nedvességtartalma ott magas - tehát kizárólag a kompresszorhelyiségen belül - a gerincvezetékhez csatlakozó vezetékeket lehetőség szerint felülről, de legalább is oldalirányból kell csatlakoztatni. A gerincvezeték megfelelő esése 2. Ennek a vezetéknek a legalacsonyabb pontján kell kialakítani a kondenzátumelvezetési pontot. A további szakaszokon viszont, ahol a nedvességtartalom már alacsonyabb, lehetőségünk van a vezetékeket vízszintesen kiépíteni és a csatlakozóvezetékeket közvetlenül alulról csatlakoztatni. m³/h 3 m³/min 4 c) Melyik a megfelelő csővezetékanyag? Az anyagok tulajdonságait illetően nem lehet egyértelmű ajánlásokat tenni. Önmagukban még a beszerzési árak sem perdöntőek. Ha az anyag árát is és a szerelési költséget is figyelembe vesszük, a horganyzott-, a réz- és a műanyagcső piaci ára kb. megegyezik. Ezzel szemben a nemesacél csövek ára több, mint 20 %-kal magasabb. A hatékonyabb feldolgozási eljárások azonban ma már a nemesacél esetében is egyre inkább az árak csökkenéséhez vezetnek. Ma már számos gyártó kínál olyan táblázatokat, amelyekből megállapítható, melyik csővezetékanyag esetében milyen feltételek optimálisak. Mikor egy adott beruházásról döntünk, ajánlatos ezeket a táblázatokat tüzetesen tanulmányozni. Hasonlóképpen figyelembe kell venni a későbbi üzemeltetés során fellépő terheléseket és ezek után szükség van még egy, a csővezetékhálózatra vonatkozó követelményjegyzékre is. Csak így biztosíthatjuk a valóban jó választást. d) Fontos: a megfelelő kötéstechnika A csővezeték elemeit vagy hegesztéssel és ragasztással, vagy pedig csavarozással és ragasztással kell összekötni egymással. Bár a kötések ily módon később már nem oldhatók, ezek a csatlakozások azonban a minimumra csökkentik az esetleges szivárgás miatt keletkező veszteséget. Csővezetékhossz (m) Levegőigény Névleges méret Nyomásveszteség Rendszernyomás (bar) 20 2

13 Évről-évre rengeteg üzemben több ezer euró válik szó szerint levegővé. Ennek oka, hogy az elöregedett és/ vagy hiányosan karbantartott csővezetékhálózatok rendkívül megnövelik a sűrített levegő 0. Az energiaveszteségek elkerülése (2) Mire figyeljünk egy meglévő sűrített levegő hálózat felújításánál? rendszer energiaigényét. Ahhoz, hogy ezeket a hibákat ki lehessen küszöbölni, az üzemeltetőnek jól át kell gondolnia az átalakítás egyes lépéseit. A következőkben a sűrített levegő csőhálózatok felújításával kapcsolatban olvashatnak néhány hasznos tanácsot.. Alapfeltétel: száraz sűrített levegő Sok hibát és később fellépő problémát már az új sűrített levegő hálózat tervezésekor el lehet kerülni. Egy régi hálózat felújítása ezzel szemben gyakran sok nehézséget hordoz magában. Abban az esetben, ha továbbra is nedves sűrített levegő kerül a hálózatba, a felújítás szinte lehetetlen. Ezért a felújítás megkezdése előtt feltétlenül gondoskodjunk egy központi szárítóegység beépítéséről. 2. Mi a teendő, ha túl nagy a nyomásesés a hálózatban? Amennyiben a csőhálózatban még a megfelelő előkészítő elemek beépítése után is túl nagy a nyomásesés, akkor ez a csövekben felhalmozódott lerakódások miatt van. A lerakódások a sűrített levegőben szállított szennyeződésekből keletkeznek, és minimálisra szűkíthetik a rendelkezésre álló áramlási keresztmetszetet. a) Csere vagy kifúvatás? Mivel ezek a lerakódások gyakran szilárd réteggé állnak össze, sok esetben már csak az érintett csővezetékek cseréje segít. Sokszor azonban a vezetékek kifúvatásával és ezt követő kiszárításával is ki tudjuk annyira bővíteni a keresztmetszetet, hogy a lerakódások már ne jelentsenek számottevő akadályt az üzemeltetéskor. b) Kiegészítő vezetékek szerelése A lecsökkent keresztmetszetű gerincvezeték bővíthető egy új, a régivel összekötött, párhuzamos gerincvezeték kiépítésével is. Ugyanezt a problémát körvezeték esetén egy második vezetékkör kiépítésével oldhatjuk meg (. ábra). Ha a kettős gerinc- vagy körvezetékrendszer megfelelően méretezett, akkor az eredeti célunk - a nyomásveszteség csökkentése mellett még megbízhatóbban oszthatjuk el a sűrített levegőt is. Felújíthatjuk úgy is a körvezetékeket, hogy a sűrített levegő rendszert ún. közbenső szakaszokkal bővítjük (2. ábra). 3. A levegőveszteség megállapítása és megszüntetése A felújítási munkák abban az esetben eredményeznek optimális megoldást, ha egyúttal a sűrített levegő hálózat tömítetlenségét is a lehető legnagyobb mértékben megszüntetjük. a) Az összes levegőveszteség megállapítása Mielőtt azonban elkezdenénk a csővezetékhálózat minden egyes tömítetlen pontját megkeresni, először is a teljes levegőveszteség mértékét kell megállapítani. Erre a kompresszor segítségével létezik egy viszonylag egyszerű módszer. Először lekapcsoljuk az összes sűrített levegő fogyasztót, majd megmérjük a kompresszor bekapcsolási idejét egy meghatározott időintervallumon belül (3. ábra). A levegőveszteséget a fenti mérés alapján a következő képlet segítségével lehet kiszámolni: Jelölések:. ábra: Sűrített levegő hálózat felújítása egy második körvezeték kiépítésével VL = Levegőveszteség (m³/min) VK = A kompresszor légszállítási teljesítménye (m³/min) x = t + t2 + t3 + t4 + t5 a kompresszor terheléses üzemintervalluma (min) VL = T = Összes idő (min) VK x tx T 2. ábra: A vezeték kapacitásának bővítése közbenső szakaszokkal b) A fogyasztók levegőveszteségének kiszámítása Ha meg szeretnénk határozni, mekkora a decentralizáltan elhelyezett sűrített levegő fogyasztók tömítetlenségből adódó vesztesége, először zárjuk le az összes pneumatikusan működtetett szerszámot, gépet és berendezést, majd mérjük meg az összes veszteséget (4. ábra). Ezután zárjuk le a fogyasztók csatlakozása előtt található elzárószelepeket és mérjük meg a csővezetékhálózat veszteségét (5. ábra). A teljes- és a hálózatveszteség közötti különbség megadja a sűrített levegő fogyasztókon, ezek szerelvényein és tömítésein fellépő veszteségeket. 4. Hol található a legtöbb tömítetlenség? A tapasztalatok azt mutatják, hogy az összes tömítetlenség 70 %-a az utolsó métereken, azaz a hálózat levegőelvételi pontjain található. Ezeket a tömítetlen helyeket szappanos víz vagy szivárgáskereső spray segítségével pontosan megtalálhatjuk. A fővezetékek esetében csak akkor jelentkezik nagyszámú tömítetlenség, ha egy eredetileg nedves hálózatot, amelyet a hagyományos kendertömítésekkel szereltek össze, később száraz sűrített levegővel üzemeltetnek és ezek a tömítések egy bizonyos idő után kiszáradnak. A fővezeték tömítetlen pontjainak meghatározásához ultrahangos berendezés használatát javasoljuk. Amennyiben a fentiek szerint járunk el, akkor meghatározhatjuk a tömítetlen helyeket, kijavíthatjuk a hibákat, és az aktuális sűrített levegő szükséglethez igazíthatjuk a csővezeték keresztmetszetét, a régi hálózat pedig (ismét) egy gazdaságos sűrített levegő elosztó rendszerré válik. Üzemi túlnyomás Idő 4. ábra: A sűrített levegő fogyasztók szivárgási veszteségének mérése 5. ábra t t 2 t 3 t 4 t 5 3. ábra: A szivárgási veszteség megállapítása a kompresszor kapcsolási ideje alapján, kikapcsolt sűrített levegő fogyasztók esetén T 22 23

14 . A kompresszorállomások helyes tervezése () A sűrített levegő fogyasztás elemzése (ADA) A kompresszorállomások napjainkban többnyire összetett rendszerek. Igazán gazdaságosan csak akkor üzemeltethetők, ha ezt a tényt mind a tervezésnél, mind a bővítésnél, mind pedig a modernizálásnál figyelembe vesszük. Ennek érdekében a a szolgáltatások széles körével áll a felhasználók rendelkezésére. Vevőszolgálatunk az olyan jól bevált elemekre épül, mint az alkatrészellátás, az ügyféltanácsadás és a kapcsolatok ápolása. Ehhez csatlakoznak az olyan új lehetőségek, mint például az információs technológia alkalmazása a sűrített levegő felhasználásban. A sűrített levegő technikát manapság szinte az összes iparágban felhasználják. A sűrített levegő hatékony alkalmazásának - a felhasználás céljától függetlenül - egyik fontos előfeltétele, hogy biztosítsuk az előállítás és az előkészítés megbízható műszaki hátterét. Ez garantálja, hogy a sűrített levegő kedvező áron, a meghatározott mennyiségben és minőségben álljon rendelkezésre.. A tanácsadás és a gazdaságos üzemeltetés Ha azt akarjuk, hogy sűrített levegő rendszerünk eleget tegyen ezeknek a követelményeknek, egyes elemeit úgy kell összehangolnunk, hogy pontosan megfeleljenek a telepítés, a környezet és a felhasználás által meghatáro-. ábra: A modern 3D-CAD rendszerek segítségével a kompresszorállomások a legkisebb részletekbe menően megtervezhetők és pontosan a felhasználó igényeihez igazíthatók zott körülményeknek. Miről is van itt szó? A rendszernek helyesen méretezett kompresszorokkal, előkészítő berendezésekkel és csővezetékekkel kell rendelkeznie. Hasonlóan fontos a lehető leghatékonyabb vezérlés, a megfelelő szellőztetés és kondenzátumkezelés is. Ezen kívül, amennyiben lehetséges, ki kell használni a hővisszanyerésből adódó lehetőségeket. A által kifejlesztett KESS-rendszer teljes mértékben megfelel ezeknek a követelményeknek. A sűrített levegő szükséglet felmérésétől, a 2. ábra: A jövőbeni felhasználót egy speciális kérdőív segíti a méretezéshez nélkülözhetetlen adatok megadásánál. tervezésen (. ábra), a megvalósításon és a továbbképzésen át a vevőszolgálati tevékenységig felöleli a tanácsadás összes fázisát. Döntő jelentősége van a magas színtű tanácsadásnak és a megfelelő technika kiválasztásának. A legnagyobb energiamegtakarítási Sűrített levegő rendszer méretezése Kompresszorok Szükséges min. munkanyomás a fogyasztón Nyomásveszteség a csővezetékben Aktívszénszűrő nyomásveszteség Min. nyomásveszteség (kezdet) Max. nyomásveszteség (csere) Szubmikron-szűrő nyomásveszteség Min. nyomásveszteség (kezdet) Max. nyomásveszteség (csere) Szárító nyomásveszteség Kompresszorok szabályzási különbsége Kompresszorok max. nyomása lehetőségek ugyanis nem a beszerzésben rejlenek, hanem az energiafelhasználás és a karbantartás területén. 2. A sűrített levegő igény elemzése A KESS-tanácsadás középpontjában a felhasználó jelenlegi és esetleges jövőbeli levegőigényének elemzése áll. Ennek a vizsgálatnak, amely a cégnél az ADA (Analyse der Drucklufttechnik = sűrített levegő fogyasztás elemzés) nevet viseli, az alkalmazástól függően különböző keretfeltételeknek kell megfelelnie: a) Új sűrített levegő rendszer tervezése Egy új kompresszorállomás tervezése előtt a későbbi üzemeltető egy, a méretezéssel kapcsolatos speciális kérdőívet kap (2. ábra). A kérdőív alapján aztán a szakértőinek segítségével meg tudja állapítani, várhatóan mennyi sűrített levegőre lesz szüksége és ehhez melyik berendezéseket érdemes használnia. A kérdőív tartalmazza az összes kérdést, ami lényeges a sűrített levegő gazdaságos és környezetbarát előállításához. b) Bővítés és modernizálás Ellentétben a teljesen új rendszer tervezésével, bővítés esetén elegendő kiindulópont áll rendelkezésünkre a felhasználás méretezéséhez. A által biztosított mérőrendszerekkel és mérési eljárásokkal az üzemeltető pontosan megállapíthatja, mekkora a sűrített levegő felhasználás a különböző üzemrészekben. Ebben az esetben nagyon fontos, hogy ne csak az átlag-, hanem a maximális és a minimális értékeket is mérjük (3. ábra). 3. ábra: A meglévő berendezések sűrített levegő fogyasztását, valamint a min. és max. nyomásértékek megállapítását különböző mérőrendszerek és eljárások végzik el. A mérési eredmények megteremtik a kompresszorállomás optimális méretezésének alapját. c) Meglévő állomások hatékonyságának vizsgálata Számítógépes elemző rendszerek segítségével javasolt időnként azt is felülvizsgálni, hogyan üzemelnek a már meglévő állomások, megfelelő-e a kompresszorok kiterhelése, helyesen van-e programozva a felülrendelt vezérlés, még elfogadható mértékű-e a szivárgási veszteség. Az ADA alkalmazása akkor is javasolt, ha a régi kompreszszorokat cserélünk újakra. Ily módon lehetőség nyílik az alulvagy túlméretezett berendezést megfelelőre cserélni, javíthatjuk a kompresszorok hatékonyságát a részterheléses tartományban és kialakíthatunk egy, az igényeinknek megfelelő felülrendelt vezérlést is (4. ábra). d) A sűrített levegő alkalmazási feltételeinek módosulása Abban az esetben is ajánlott a szakember tanácsának kikérése, amennyiben a feltételek változnak: sokszor ugyanis a jól összehangolt előkészítő technika vagy a megfelelő nyomásbeállítás is jelentős költségmegtakarítást eredményezhet. 4. ábra: Az ábrán az ADA segítségével rögzített fajlagos teljesítményszükséglet látható a régi (fenti görbe) és az új (alsó görbe) berendezések esetében 24 25

15 Feneketlen hordó vagy gyűjtőpersely? Tőlünk függ, mi lesz sűrített levegő rendszerünkből. A varázsszó a rendszeroptimalizálás. Ennek segítségével az átlagos európai ipari üzemek a sűrített levegőhöz kapcsolódó 2. A kompresszorállomások helyes tervezése (2) A leggazdaságosabb koncepció kidolgozása költségek 30 %-át takaríthatják meg. Ennek az összegnek körülbelül %-át az energiaszükséglet teszi ki. Az energia pedig mindeközben nem hogy olcsóbbá válna, hanem egyre drágul. Így az üzemeltetők számára egyre fontosabb, hogy ki tudják alakítani a leghatékonyabb koncepciót a sűrített levegő előállítására. A által kifejlesztett KESS rendszer többek között egy számítógépes optimalizáló programmal is rendelkezik, amelynek segítségével a különböző sűrített levegő ellátási variációkból gyorsan kiválasztható a mindenkori felhasználó üzeméhez legjobban illő változat. Új rendszerek tervezése esetén a méretezés alapjául egy szakember segítségével gondosan kitöltött kérdőív szolgál, amely többek között figyelmbe beszi a várható sűrített levegő fogyasztást és ennek ingadozásait is. Már létező kompresszorállomások esetén a méretezés bázisát egy olyan mérés képezi, amelyet az ADA rendszerrel végzünk, és aminek segítségével behatárolhatjuk az adott üzem fogyasztási karakterisztikáját.. Számítógépes adatfeldolgozás Egy állomás optimalizálásakor a kompresszorok és a lehetséges variánsok adatait egy számítógépben rögzítjük. A KESS ezután megkeresi az optimális variációt és hogy hol van lehetőség költségmegtakarításra. Ilyenkor nem csak az adott levegőigény (beleértve a veszteségeket is) melletti energiamegtakarításra kell odafigyelnünk. Sokkal fontosabb, hogy pontos képet alkothatunk a kompresszorállomás teljes üzemidőre vonatkoztatott fajlagos teljesítményszükségletéről (. ábra). Ily módon a részterheléses üzemállapot esetleges gyenge pontjai már előre felismerhetők és kiküszöbölhetők. Végeredményként egyértelmű helyzetképet kapunk az elérhető költségmegtakarításról és az amortizációról. 2. Jó a sokszínűség A legtöbbször az egymással pontosan összehangolt, különböző méretű kompresszorok konfigurációja jelenti a megfelelő megoldást. Ez általában nagyobb méretű alapterheléses és Stand-by kompresszorokat jelent, amelyeket kisebb csúcsterheléses berendezésekkel kombinálnak. A felülrendelt vezérlés feladata az, hogy a lehető legkiegyenlítettebb fajlagos teljesítményigényről gondoskodjon. Ennek érdekében képesnek kell lennie arra is, hogy akár 6 kompresszor esetén egy mindössze 0,2 bar-os nyomástartományban kiválassza az alapterheléses és a csúcsterheléses kompresszorok legkedvezőbb kombinációját. A olyan intelligens vezérlőrendszerei, mint a Vesis, valamint ennek utódja a Sigma Air Manager messzemenően kielégítik a fenti feltételeket. Ezek a vezérlések egy buszrendszer segítségével képesek az adatcserére a kompresszorokkal, valamint az egyéb komponensekkel. Emellett lehetőség. ábra: Egy meglévő kompresszorállomás energiafogyasztásának összehasonlítása egy munkanap folyamán különböző új berendezésvariációkkal a sűrített levegő fogyasztástól függően van arra is, hogy ezeket a vezérléseket csatlakoztassuk az épületfelügyeleti rendszerre és az összes regisztrált üzemi adatot oda továbbítsuk. Helyiség belmagasság 5 m 2 a. ábra: Egy autógyár kompresszorállomásának alaprajza Kondenzátumvezeték 2 b. ábra: A fenti kompresszorállomás R+I folyamatábrája 3. A helyi adottságok optimalizálása Ha kompresszorállomást tervezünk vagy modernizálunk, optimális módon kell kihasználnunk a helyi adottságokat is. A modern tervezőrendszerek - amilyeneket a is alkalmaz - ehhez jelentős segítséget nyújtanak. Ezekkel a tervezés folyamán nemcsak alaprajzok és folyamatábrák (R & I séma), hanem 3D ábrák és animációk elkészítése is lehetséges. Ily módon például gyakran a szűkös helyviszonyok ellenére is lehetőségünk van arra, hogy visszaálljunk a gazdaságos léghűtésre. Ezáltal a nagyobb ráfordítást igénylő vízhűtéssel szemben akár a költségek %-át is megtakaríthatók. További előnyt jelent, hogy az esetleges hiányosságok és gyenge pontok már a tervezés stádiumában megállapíthatók és elháríthatók. Ez lehetővé teszi, hogy az állomásokat építészeti szempontból is optimalizáljuk (2 a.-c. ábra). 2 c. ábra: A számítógépes 3D animáció már a tervezés fázisában lehetővé teszi a jövőbeni állomás bejárását és tetszés szerinti nézetből történő megtekintését 4. Az üzemelés optimalizálása és a controlling Ahhoz, hogy a gazdaságos sűrített levegő ellátást hosszú távon garantáljuk, nem csupán az optimális költség-haszon arányt kell jól beállítanunk, hanem a hatékony Controllinghoz nélkülözhetetlen áttekinthetőséget is biztosítanunk kell. MIndehhez jó alapot jelent a Sigma Control kompresz- 3. ábra: A Sigma Air Manager valamennyi komponens optimális koordinálása mellett lehetővé teszi a sűrített levegő ellátás megnövelt rendelkezésreállását és a hatékony controllingot is. szorvezérlés, amely tulajdonképpen egy ipari PC, öt előre beprogramozott vezérlésfajtával rendelkezik és képes mind az adatok gyűjtésére, mind pedig ezek továbbítására. A felülrendelt vezérlés szintjén a Sigma Control megfelelője egy másik ipari PC, a már említett Sigma Air Manager (3. ábra). Az állomás szükségleteknek megfelelő vezérlése és felügyelete mellett ennek a feladata valamennyi szükséges adat összegyűjtése és egy számítógépes hálózatba (Ethernet) történő továbbítása is. Mindez történhet az internet vagy akár a Sigma Control Center vezérléstechnikai szoftver használatával. A Sigma Air Manager a Sigma Air Control megjelenítő rendszernek köszönhetően lehetőséget kínál arra, hogy számítógépen megjelenítsük az állomás valamennyi kompresszorát és azok legfontosabb üzemi adatait. Ennek segítségével azonnal látható, hogy a kompresszorállomás kifogástalanul üzemel-e, vagy esetleg valamilyen karbantartást igénylő üzemzavar vagy meghibásodás lépett fel. Azt is ellenőrizhetjük, hogy mekkora az üzemi nyomás. A kivánt információ adatmenynyisége szabadon beállítható. Ily módon nyomon követhetjük például az üzemeltetés folyamán történő eseményeket, grafikus ábrákon megjeleníthetjük az energiafogyasztás és a sűrített levegő igény alakulását, valamint a nyomásgörbét és megállapíthatjuk azt is, mikor van szükség karbantartásra. Ez a modern Controlling-eszköz jelentősen hozzájárul ahhoz, hogy a kompresszorállomás mindig a szükséges mennyiségű és minőségű sűrített levegőt szolgáltassa optimális költségráfordítás mellett

16 Napjainkban csak kevés kompresszorállomás és sűrített levegő rendszer büszkélkedhet optimális költségstruktúrával. Ennek híján sürgős rendszeroptimalizálásra van szükség. Ez pedig a sűrített levegő fogyasztás 3. A kompresszorállomások helyes tervezése (3) A tényleges állapot felmérése és a sűrített levegő fogyasztás elemzése (ADA) teljes körű elemzésén alapul, ahogy az az ADA ( Analyse der Druckluft-Auslastung = Sűrített levegő fogyasztás elemzés ) esetében is történik, mint azt a. fejezetben (A kompresszorállomások helyes tervezése (); 24. o.) röviden már bemutattuk. Ebben a fejezetben arról lesz szó, hogy a gyakorlatban miként mérhetjük fel lépésről lépésre az állomás tényleges állapotát. Az elemzés és az ezt követő eredményes optimalizálás alapfeltétele az üzemeltető és a szakember közötti, kölcsönös bizalomra épülő együttműködés. Az üzemeltető részéről ez - többek között - valamennyi szükséges információ rendelkezésre bocsátását jelenti.. Információk az üzemeltetőtől a) Alaprajz Az általános tájékozódáshoz először is az üzem alaprajzára van szükség (. ábra). Ezen fel kell tüntetni a fő és összekötő sűrített levegő vezetékeket, valamint a kompresszorállomás betáplálási pontjait. Ezen kívül ismerni kell még a csővezeték méretezését és anyagát, és meg kell adni, hogy hol helyezkednek el a legnagyobb felhasználók, illetve azok, amelyeknek speciális nyomásra és minőségi sűrített levegőre van szükségük. b) A sűrített levegő felhasználási területei Mivel a sűrített levegő rendkívül sokoldalú médium, elengedhetetlen, hogy minél pontosabb információkat adjunk meg a felhasználás módjáról. Egyáltalán nem mindegy, hogy vezérlőlevegőként, felületbevonásnál, forgó szerszámokhoz, tisztítási célra, folyamatlevegőként, stb. alkalmazzuk. c) A meglévő kompresszorok A kompresszorok típusának és építési módjának megadása mellett fontosak az olyan műszaki adatok, mint az üzemi nyomás, a szállítási teljesítmény, a teljesítményfelvétel, a hűtés módja és adott esetben a hulladékhő felhasználása. Alaprajz az egyes vezetékágakkal Sűrített levegő: Vörös = 3 -os vezeték Kék = 2 -os vezeték Zöld = földalatti vezeték Barna = ¾ -os vezeték d) A sűrített levegő előkészítése Fontos tudni, hogy központi és/vagy helyi előkészítésről van-e szó és milyen levegő minőségi osztályokra van szükségünk? Természetesen itt is szükség van az egyes berendezések műszaki adatainak megadására. A szükséges áttekintést egy folyamatábra biztosítja (2. ábra). 2. ábra: A sűrített levegő előállítás és előkészítés R&I-folyamatábrája (kézirajz) R+I-folyamatábra (vázlat) 2. állomás Kompresszorhelyiség Berendezések Előkészítés. ábra: Egy üzem sűrített levegő fővezetékének helyszínrajza (alaprajz) Kompresszorhelyiség e) A berendezések vezérlése és felügyelete Mivel egy kompresszorállomás gazdaságosságát az egyes berendezések tulajdonságai mellett alapvetően azok együttműködése határozza meg, ezért nem hiányozhat a vezérlés- és felügyelettechnika leírása sem. 2. Személyes megbeszélés az üzemeltető és a szakértő között Amennyiben az előzőkben felsorolt valamennyi adat rendelkezésre áll, akkor a szakértő ezek alapján egy előzetes megbeszélés keretében kifejti az üzemeltetőnek, milyen problémák állnak fenn a jelenlegi rendszer esetében. Ilyen nehézséget okozhatnak pl. a túl alacsony vagy ingadozó üzemi nyomás, a nem megfelelő levegőminőség, a kompresszorok rossz kiterheltsége vagy különböző hűtési problémák. 3. Helyszíni bejárás A legtöbb hasznos információt általában a sűrített levegő rendszer helyszíni megtekintése nyújtja. Ajánlott a bejárást a legkritikusabb pontoknál elkezdeni, azaz például ott, ahol nagy 3. ábra: Nyomásesés egy sűrített levegő rendszerben nyomásesés vagy (3. ábra) rossz levegőminőség várható. A tapasztalat szerint ezek a legtöbb esetben a végfelhasználási pontok. Ennek megfelelően a bejárást a következő sorrendben érdemes végrehajtani: 4. ábra: Egy energiafaló : helyi nyomáscsökkentő vízleválasztóval a) Csatlakozótömlők, nyomáscsökkentők, vízleválasztók Különösen sokszor lépnek fel tömítetlenségek a sűrített levegő fogyasztókhoz leágazó tömlőknél. Ezért ezek ellenőrzését minden alkalommal feltétlenül el kell végezni. Felszerelt nyomáscsökkentő esetén ennek beállítását (elő- és utánnyomás) is ellenőrizni kell (4. ábra). Ugyanez érvényes a nyomáscsökkentők előtt felszerelt vízleválasztókra (folyadék és szennyeződések). Szintén meg kell vizsgálni a lefelé leágazó vezetékeket is (5. ábra). b) Elzárószerelvények A rendszer hatékonyságára a fővezetékről leágazó összekötővezetékek állapota is jelentős befolyást gyakorol. A hálózat legneuralgikusabb pontjai közé tartoznak az elzárószerelvények. Ezért megfelelően ellenőrizni kell, hogy a hálózatba teljes nyitási keresztmetszetű golyóscsapokat ill. csappantyúkat vagy pedig kedvezőtlen áramlási tulajdonságú vízelzárószerelvényeket építettek-e be. c) Fővezeték A fővezeték esetében legfontosabb, hogy megtaláljuk a nyomásesést okozó szűk keresztmetszeti helyeket. d) Sűrített levegő előkészítő rendszer Itt a legfontosabb kritériumok az elért harmatpont (szárazsági fok), valamint a mindenkori nyomáskülönbség. Az alkalmazástól függően további minőségi vizsgálatokra is szükség lehet. e) Kompresszorállomás Természetesen magán a kompresszorállomáson belül is jelentős hiányosságok fordulhatnak elő. Részletesen elemezni kell pl. a kompresszorok telepítését, a szellőzőrendszert, a hűtést és a csövezést is. Ezen túlmenően fontos még a kompresszorok összes kapcsolási különbsége, a sűrített levegő tartályok mérete és annak a mérési pontnak megállapítása, ahonnan a kompreszszorok vezérlése történik. f) A mérési pontok meghatározása A bejárást követően a szakértő az üzemeltetővel együtt meghatározza, hol legyenek a fogyasztáselemzéshez szükséges mérési pontok. Minimális követelmény többek között a nyomásmérés. Ez éppúgy fontos az előkészítés előtt és után, valamint a sűrített levegő hálózat kimenetén is. Víz a rendszerben? 5. ábra: Víz a rendszerben? (Teszt) Teszt a golyóscsap megnyitásával Távozik víz a nyitás után? 4. Nyomás és sűrített levegő fogyasztásmérés (ADA) Amikor a nyomást és a levegőfogyasztást mérjük, a kompresszorállomás és a rendszer üzemét legalább 0 napon keresztül kell a legmodernebb technika segítségével rögzíteni. Az adattároló regisztrálja a fontos értékeket, majd egy PC-nek továbbítja őket, amely ezekből egy pontos fogyasztási diagrammot készít. Ezen jól láthatóak a nyomásesések, a nyomás- és fogyasztásingadozások, az üresjárati fázisok. Felismerhetők a kompresszorok terheléses és üresjárati szakaszai, valamint az, hogy az egyes kompreszszorok mennyire veszik ki részüket a mindenkori levegőelőállításból. Hogy teljes legyen a kép, levegőveszteség mérésére is szükség van. Ezt a 0. fejezetben (22 o.) leírtak szerint végzik el, illetve jelenítik meg és ez adott esetben akár bizonyos hálózatszakaszok hétvégi lezárását is szükségessé teheti

17 A kompresszorok a betáplált villamos energia majdnem 00 százalékát hővé alakítják át. Már egy viszonylag kis méretű 8,5 kw-os csavarkompresszor is - tulajdonképpen melléktermékként - annyi hőenergiát 4. A kompresszorállomások helyes tervezése (4) A kompresszorállomás hatékony hűtése: a léghűtés termel, amivel akár egy teljes családi házat könnyedén fűteni lehet. Ezért egy kompreszszorállomás problémamentes üzemeltetéséhez elengedhetetlen a hatékony hűtés. A kompresszorok által termelt hő kiválóan alkalmas arra, hogy energiát takarítsunk meg. A megfelelő hővisszanyerő rendszerek alkalmazásával a bevitt energia akár 94 %-a is visszanyerhető és felhasználható. Ezáltal az előállítás költségeit jelentősen csökkenthetjük (lásd 8. fejezet, Energiamegtakarítás hővisszanyeréssel, 8 o.). Mindazonáltal még a hővisszanyerőrendszerrel felszerelt sűrített levegő berendezéseknek is rendelkezniük kell egy teljes értékű hűtőrendszerrel, amellyel szintén segítik a költségek csökkentését. Ily módon a léghűtés költségei akár 30 %-kal is alacsonyabbak lehetnek a vízhűtésénél. A fentiek miatt manapság mindenhol - ahol csak lehetséges - a léghűtést részesítik előnyben.. A kompresszorok környezete. A tiszta és hűvös környezet a nyerő A VBG 6 Balesetmegelőzési előírásban ( 3.4 Sűrítők, 2.,. szakasz) a következőket olvashatjuk: A sűrítőket úgy állítsuk fel, hogy biztosítsuk a jó hozzáférhetőséget és a szükséges hűtést. A kivitelezésre vonatkozó előírások arra is felhívják a figyelmet, hogy Kompresszorállomás kilépő levegő csatornával a léghűtés leghatékonyabb módja a környezeti hőmérséklet a lég- és olajhűtéses berendezések esetében ne lépje túl a +40 C-ot. Ezenkívül a 5. a következőket is tartalmazza:... abban a tartományban, ahol a sűrítők friss levegő beszívása történik, nem lehetnek káros szenynyező anyagok. Ezek az előírások már nem tartoznak a legalapvetőbb követelmények közé: céljuk az, hogy a balesetveszélyt a lehető legalacsonyabb szinten tartsák. Egy gazdaságos és kevés karbantartást igénylő kompresszor azonban ennél azért többet igyényel..2 A kompresszorhelyiség nem tárolókamra Egy kompresszorhelyiség nem tárolókamra. Vagyis ne legyen tele oda nem illő szerszámokkal, eszközökkel, ne legyen poros, óvjuk az egyéb szennyeződésektől. A padló legyen kopásálló. Az az ideális, ha lehetőség van rendszeres nedves takarításra. A hűtőlevegőt - ugyanúgy, mint az összesűrítendő levegőt - semmiképpen sem szabad megfelelő szűrés nélkül poros, kormos vagy más szennyeződést tartalmazó környezetből beszívni. A kompresszorok által beszívott levegőt, illetve hűtőlevegőt még normál üzemi körülmények esetén is beépített szűrő segítségével kell megtisztítani..3 A megfelelő klíma A kompresszorok megbízhatóságára és karbantartási gyakoriságára jelentős befolyást gyakorolnak még a hőmérsékleti viszonyok is. A beszívott levegő és a hűtőlevegő nem lehet sem túl hideg (+3 C alatt), sem túl meleg (+40 C felett)*. Ezt mind a tervezésnél, mind pedig az építés kivitelezésekor figyelembe kell venni. Nyáron például az üzemi épületek déli, de még a nyugati homlokzata is jelentősen felmelegedhet az erős napsütés következtében. A hőmérséklet ilyenkor az ott található helyiségekben a +40 vagy akár a +45 C-ot is elérheti. Emiatt ajánlatos a beszívott levegő és a hűtőlevegő nyílásait olyan helyen elhelyezni, ahol azok nincsenek kitéve a napsütés hatásának. A nyílások nagyságát a kompresszorok teljesítménye és a szellőzés módja határozzák meg. *) A megadott hőmérséklethatárok a Közép- Európában uralkodó éghajlati viszonyokra és egy standard felszereltségű kompresszorállomásra vonatkoznak 2. A kompresszorhelyiség szellőztetése A kompresszorhelyiség megfelelő szellőztetése nem csak a léghűtéses, de a vízhűtéses kompresszorok esetében is elengedhetetlen követelmény. A kompresszorberendezésen belül meglévő sugárzási hőt és a villanymotor hulladékhőjét minden esetben el kell vezetni. Ezek együtt körülbelül a kompresszor hajtásteljesítményének 0 %-át teszik ki. 3. Különböző szellőztetési módok 3. Természetes szellőztetés (. ábra) A kompresszor a beszívott hűtőlevegőt először felmelegíti, azután ez felfelé áramlik, majd végül a meglévő túlnyomás miatt egy fent elhelyezett kilépőnyíláson keresztül távozik a helyiségből. Ez a szellőztetési módszer mindazonáltal csak kivételes esetben és csak 5,5 kw kompresszorteljesítmény alatt ajánlott, mivel adott esetben már a napsugárzás, illetve a kilépő nyílással szemben fújó szél is a természetes szellőzés összeomlását okozhatja. 3.2 Mesterséges szellőztetés Ennek a gyakran alkalmazott módszernek a lényege a hűtőlevegő áramoltatása. A hideg évszakokban előforduló +3 C alatti hőmérséklet hatását úgy küszöbölhetjük ki, hogy termosztátos vezérlést építünk be. A túl alacsony hőmérséklet mind a kompreszszorok, mind a kondenzátum-leeresztés, mind pedig az -előkészítés működését negatívan befolyásolja. A termosztáttal történő vezérlésre azért van szükség, mert mesterséges szellőztetés esetén a kompresszorhelyiségben enyhe vákuum uralkodik, amely megakadályozza a meleg levegő visszaáramlását a helyiségbe. A mesterséges szellőztetésnek két változata ismert: 3.2. Szellőztetés külső ventilátorral Ilyenkor egy, a kompresszorhelyiség kilépő nyílásába beépített, termosztátvezérléssel ellátott külső ventilátor (2. ábra) szívja el a felmelegedett levegőt. Ennél a szellőztetési módnál nagyon kell ügyelni arra, hogy a belépőnyílás nehogy túl kicsi legyen: ilyenkor túl nagy vákuum képződhet, és így a nagyobb áramlási sebességek következtében felerősödik a működést kísérő zajhatás. Ily módon a kompresszorállomás egész hűtése veszélyeztetve lenne, ezért a szellőztetést úgy kell méretezni, hogy a kompresszor által leadott hő miatt fellépő hőmérsékletemelkedés ne lépje túl a 7 K-ot. Ellenkező esetben fennáll az esélye, hogy termikus rövidzár jön létre, és a kompreszszorok meghibásodnak. Ezen kívül meg kell fontolni azt is, hogy a külső ventilátorok nem okoznak-e járulékos energiaköltségeket Szellőztetés kilépő légcsatornával (3. ábra) Manapság a teljesen burkolt csavarkompresszorok lehetőséget adnak a kilépő légcsatornákon alapuló, majdnem ideális szellőztetési mód megvalósítására. Ilyenkor a kompresszor a friss levegőt egy megfelelő méretű nyíláson keresztül szívja be, a meleg levegőt pedig egy kilépő csatornába fújja ki a gép, ami aztán közvetlenül kivezeti a kompresszorhelyiségből. Ennek a módszernek a döntő előnye abban van, hogy a hűtőlevegőáram nagyobb felmelegedést tesz lehetővé, ami akár a 20 K-ot is kiteheti. Ily módon csökken a szükséges hűtőlevegő mennyisége. Normál esetben a kompresszorokba szériában beépített ventilátorok teljes mértékben elegendőek a kilépő levegő kifúvására. Vagyis, a külső ventilátorral működő szellőztetéssel ellentétben itt nem jelentkezik járulékos energiaráfordítás. Mindez azonban csak akkor érvényes, ha a ventilátorok elegendő nyomástartalékkal rendelkeznek. A kilépő levegő csatornát ezen kívül egy termosztát által vezérelt keringtető zsaluval (4. ábra) is el kell látni, hogy télen el lehessen kerülni a helyiség túlzott lehűlését. Amennyiben a kompreszszorhelyiségben léghűtéses szárítók is vannak, akkor figyelembe kell venni azt is, hogy a kompresszor és a szárító szellőzéstechnikai szempontból nem befolyásolhatja egymást C felett ajánlott az átáramló hűtőlevegő mennyiségét egy termosztátvezérelt. ábra: Kompresszorhelyiség természetes szellőztetéssel 5,5 kw-nál kisebb berendezésekhez 2. ábra: Mesterséges szellőztetés külső ventilátorral 5 és kw közötti berendezések esetén 3. ábra: Mesterséges szellőztetés kilépő csatornával kw feletti berendezések esetén Keringetőzsalu 4. ábra: A hőmérséklet kiegyenlítéséről egy termosztátvezérelt megkerülőzsalu gondoskodik segédventilátor segítségével megnövelni. h Hűtőlevegő pl. a raktárcsarnokból Hűtőlevegő kívülről 30 3

18 5. A sűrített levegő rendszerek megfelelő üzemeltetése Megbízhatóság és költségoptimalizálás hosszú távon A oldalakon láthattuk, hogy mit kell figyelembe venni egy új hálózat kiépítése, illetve egy meglévő hálózat felújítása esetén. Ezen kívül bemutattuk, hogyan kell megtervezni egy hatékony kompresszorállomást. Az energia- és költségorientált tervezés, illetve kivitelezés azonban a legjobb esetben is csak az érem egyik oldalát jelenti. Annak, aki a sűrített levegő ellátás hatékonyságát hosszú távon akarja biztosítani, gondoskodnia kell a sűrített levegő ellátó rendszer hatékony üzemeltetéséről is. Ha a felhasználó a lehető leghatékonyabb levegő felhasználásra törekszik, az három területen is előnyt jelent: nő az ellátás biztonsága, érezhetően csökkennek a sűrített levegőhöz kapcsolódó költségek, és csökken az energiafogyasztás is. A hatékonyság területén még nagy lehetőségek rejlenek. A SAVE II EU-tanulmány szerint az európai sűrített levegő felhasználók 2000-ben 80 milliárd kwh villamos energiát fogyasztottak. Ennek 30 százalékát meg lehetett volna takarítani. Üzembehelyezés/képzés Kondenzátumelőkészítés összesen Szerelési költségek/vezérlés-irányítástechnika. ábra: Egy optimalizált sűrített levegő rendszer költségstruktúrája malizált rendszer: 5 év futásidő, 8 cent/ kwh energiaköltség, 6 % kamatláb, 7 bar üzemi túlnyomás, sűrített levegő minőség az ISO szerint: visszamaradó olajtartalom. osztály, portartalom. osztály, víztartalom 4. osztály (. ábra). A példa is jól mutatja, hogy a maga 70 %-val még optimális feltételek esetén is az energiafogyasztás teszi ki a teljes sűrített levegő költség oroszlánrészét. 2. A gazdaságosság megőrzése Aki a tartósan gazdaságos levegőellátásban érdekelt, annak feltétlenül figyelembe kell vennie a következő fontos tényezőket: 2. Igényorientált karbantartás Az olyan korszerű PC-alapú vezérlések, mint a Sigma Control, valamint a Sigma Air Manager pontos információkat adnak egy kompresszorállomás valamennyi komponensének karbantartási intervallumairól. Ezáltal lehetőség nyílik, hogy a szükségletnek megfelelő időben hajtsuk végre a karbantartásokat. Ennek eredményeként alacsonyabbak Előkészítés beszerzési költségek Kompresszor beszerzési költségek Előkészítés karbantartási költségek Kompresszor karbantartási költségek. Mit jelent az optimális gazdaságosság? Az, hogy egy sűrített levegő rendszer gazdaságos-e, leginkább a költségstruktúrájában mutatkozik meg. Az elérhető optimum természetesen üzemtől és termeléstől függően mindenütt máshogy néz ki. Döntő szerepe van a kompreszszorok üzemidejének, a nyomásszintnek és más hagyományos paramétereknek. Álljon itt példaként egy léghűtéses csavarkompresszorral felszerelt optilesznek a karbantartási költségek, gazdaságosabb és megbízhatóbb lesz a sűrített levegő ellátás és ezáltal biztonságosabbá válik a termelés. 2.2 A megfelelő fogyasztók alkalmazása Ha a fogyasztók oldalát vizsgáljuk, fennáll annak is a veszélye, hogy az üzemeltető rossz helyen takarékoskodik: például a gyártósor berendezésein, amelyekhez ugyan adott esetben olcsóbban juthat hozzá, viszont magasabb üzemi nyomást igényelnek. Ilyenkor emelni kell a nyomást és/vagy bővíteni kell a levegőrendszert, ez pedig gyorsan kiegyenlíti az olyan gép beszerzési árát, amely ugyan többe kerülne, de alacsonyabb üzemi nyomással is beérné (pl. 6 bar). Emiatt a termelő berendezések beszerzésére olyan irányelveket kell megszabnunk, amelyek nemcsak a feszültség-, hanem a sűrített levegő ellátást is figyelembe veszik. Előkészítés energiaköltségek Kompresszor energiaköltségek 2.3 A termelés által meghatározott új követelmények 2.3. A sűrített levegő szükséglet változása a) A termelés átalakítása A különböző műszakokban fellépő fogyasztásingadozások manapság egyre több üzemben kerülnek napirendre. Ezt gyakran nem veszik kellőképpen figyelembe, így fordulhat elő, hogy a termelés átszervezése után 2. ábra: Berendezés a sűrített levegő fogyasztás mérésére A térfogatáram mérése a nyomáskülönbség megállapításával történik, egy a sűrített levegő vezetékbe beépített mérőszakasz segítségével. a kompresszorok az egyik műszakban szélsőségesen alacsony kiterheléssel működnek, míg a másikban olyan nagy mennyiségű levegőre van szükség, hogy a biztonsági tartalékoknak is folyamatosan üzemelni kell. A sűrített levegő ellátást ezért folyamatosan hozzá kell igazítani a megváltozott üzemi feltételekhez. b) A termelés bővítése Ebben az esetben nem csak a kompresszorok teljesítményét, hanem a csővezetékeket és a sűrített levegő előkészítést is össze kell hangolni a megváltozott üzemi feltételekkel. Amennyiben valamely üzem termelőkapacitását egy meglévő berendezés bővítésével kívánják növelni (2. ábra), akkor ajánlott a berendezés sűrített levegő fogyasztását pontos mérésekkel feltérképezni, hogy a lehető legrészletesebb információkhoz jussunk, és az ellátást megfelelően tudjuk az új körülményekhez igazítani Az ellátás biztonsága A kompresszorállomások esetében általánosan elterjedt gyakorlat, hogy egy Stand-by berendezést alkalmaznak. A sűrített levegő előkészítés terén viszont gyakran lemondanak a biztonsági tartalékról. Amikor növekszik a levegőfogyasztás, akkor ugyan bekapcsol a Stand-by kompresszor, de a hiányzó előkészítés miatt romlik a sűrített levegő 3. ábra: A sűrített levegő minőségének biztosítása azt igényli, hogy minden egyes Stand-by kompresszorhoz is megfelelő előkészítő egységet szereljenek fel. 4. ábra: Kompresszorállomás előkészítéssel két különböző sűrített levegő minőséget igénylő felhasználáshoz minősége. Ezért ajánlatos valamennyi Stand-by kompresszor mellé előkészítő egységet is betervezni (3. ábra) A sűrített levegő minőségének változtatása Amennyiben jobb levegőminőségre van szükség, akkor azt kell eldöntenünk, hogy a teljes termelésen változtatnunk kell-e, vagy csak annak egy bizonyos területén. Az első esetben nem elég csak a központi sűrített levegő előkészítést módosítani. Szükség van az addig gyengébb minőségű sűrített levegőt szállító csővezetékhálózat alapos tisztítására vagy akár komplett cseréjére. A második esetben egy olyan helyi előkészítés kiépítése ajánlott, amely biztosítja a megfelelő sűrített levegő minőséget (4. ábra). Ennek biztosítása érdekében az átáramló térfogatot kell megfelelő berendezéssel korlátoznunk. Extrém helyzetekben ugyanis előfordulhat, hogy az előkészítés nem tudja megfelelően ellátni a feladatát, mivel természetesen nem a maximális szállítási teljesítményre méretezték. 2.4 A tömítetlen pontok felügyelete Minden - mégoly jól karbantartott - sűrített levegő hálózatban vannak tömítetlen pontok és az idő múlásával ezek száma egyre csak növekszik. A hálózatnak ezek a tömítetlenségei jelentős energiaveszteséget okozhatnak. A fő okok közé tartozik a szerszámok, a tömlőcsatlakozások és a gépek alkatrészeinek kopása. Ezért fontos ezeknek a hiányosságoknak a folyamatos figyelemmel kisérése és amennyiben szükséges, lehetőség szerinti elhárítása. Ezen túlmenően időről-időre ajánlatos felmérni az összes tömítetlenségi veszteségeket. Ehhez nyújt segítséget az olyan korszerű vezérlő- és felügyeleti rendszer, mint a SIGMA AIR MANAGER. Ha a tömítetlenség mértéke növekszik, akkor ezeket a pontokat haladéktalanul lokalizálni és javítani kell. Energiafogyasztás és költségcsökkentés 5. ábra: A rendszeres költségmenedzsment segítségével a felhasználó folyamatosan kézben tartja a sűrített levegő alkalmazásokat. 3. A költségmenedzsment biztosítja a gazdaságosságot Az elemzés során nyert adatoknak - aktualizált formában - a későbbi üzemeltetés során is hasznát vehetjük. A további adatok felvételéhez mindazonáltal nem szükséges újabb külön elemzés. Az olyan rendszerek, mint a Sigma Air Manager átveszik ezt a feladatot. Ily módon biztosított a sűrített levegő ellátás online-auditja és optimális alapot kapunk a sűrített levegő ellátás költségmenedzsmentjéhez (5. ábra). Minél több üzemeltető sűrített levegő költségei válnak ily módon átláthatóvá, nyújtanak energiamegtakarítási lehetőséget és állítják előtérbe a beszerzés során a sűrített levegő rendszer hatékony energiafelhasználását, annál több felhasználó kerül közel a célhoz: a sűrített levegő ellátás energiaköltségeinek 30 %-os vagy még annál is nagyobb mérvű megtakarításához - a vállalat és a környezet érdekében

19 Egy gyors ütemben bővülő lista: KOMPRESSOREN referenciák az egész világon Impresszum Kiadó: KOMPRESSOREN GmbH, Carl-Kaeser-Str. 26, Coburg, Deutschland, Telefon: ; Telefax: ; Internet: Szerkesztő: Michael Bahr (felelős szerkesztő), Erwin Ruppelt Layout/grafika: Martin Vollmer, Ralf Günther Fotók: Marcel Hunger Fordítás: Lukács László Nyomás: Schneider Printmedien GmbH, Reußenberg 22b, Weidhausen A kiadvány utánnyomása - akár kivonatos formában is - kizárólag csak a kiadó engedélyével lehetséges.

20 Szállítási program Csavarkompresszorok a világszerte elismert SIGMA-PROFIL-lal Hűtveszárítók energiatakarékos szabályzással Kompresszorvezérlések Internet-technológiával Sűrített levegő előkészítés (szűrő, kondenzátumelőkészítés, adszorpciós szárító, aktívszénadszorber) Forgódugattyús fúvók OMEGA-PROFIL-lal Mobilkompresszorok a világszerte elismert SIGMA-PROFIL-lal és Anti-frost fagyvédelem szabályzással Dugattyús kompresszorok kisipari és ipari alkalmazásra Utánsűrítők 45 bar-ig