Iako je zrak sam po sebi besplatan, proizvodnja, obrada i distribucija komprimiranog zraka troše značajne količine energije i podrazumijevaju značajne troškove. Statistički, za proizvodnju 1 konjske snage komprimiranog zraka potrebno je otprilike 8 konjskih snaga električne energije. Iako je učinkovitost pretvorbe energije relativno niska, upotreba komprimiranog zraka u industrijskom sektoru daleko premašuje potrošnju električne ili hidraulične energije. To je zbog mnogih jedinstvenih prednosti komprimiranog zraka, što ga čini nezamjenjivom komponentom industrijske primjene.
Međutim, učinkovito korištenje komprimiranog zraka ovisi o njegovoj proizvodnji po najnižoj mogućoj cijeni uz smanjenje otpada. Troškovi energije predstavljaju najznačajniji izdatak-koji pokriva proizvodnju, distribuciju i održavanje sustava koji isporučuje čisti, suhi zrak pri stabilnom tlaku. U praksi, troškovi energije često daleko premašuju početnu nabavnu cijenu kompresora kada se uzme u obzir ukupni trošak vlasništva.
U prošlosti, kada su cijene električne energije bile niske, mnogi su proizvođači obraćali malo pozornosti na troškove komprimiranog zraka. Ipak, kako su cijene energije stalno rasle, tvrtke su bile prisiljene ponovno -procijeniti operativne troškove svojih sustava komprimiranog zraka i tražiti nove načine za smanjenje troškova. Zamislite proizvođača koji kontinuirano radi s kompresorom od 200-konjskih snaga - 24 sata dnevno, 365 dana u godini. Pri cijeni električne energije od 0,03 dolara po kilovatsatu (kWh), godišnji trošak električne energije iznosio je 41 273 dolara. Međutim, kako su se cijene popele na 0,10 USD po kWh, godišnji trošak za isti kompresor porastao je na 137.578 USD. Uz rastuće troškove energije, upravitelji objekata sve više prepoznaju da je smanjenje troškova komprimiranog zraka kritično pitanje koje zahtijeva hitnu pozornost.
1.0 Čimbenici koji doprinose gubitku troškova u sustavima komprimiranog zraka
Otpad je primarni pokretač troškova u sustavima komprimiranog zraka. Tri su glavna uzroka otpada: curenje, pretjerana umjetna potražnja i nepravilna uporaba.
1.1 Propuštanje: primarni izvor otpada komprimiranog zraka
Propuštanja su najočitiji uzrok gubitka komprimiranog zraka. Do njih dolazi kada komprimirani zrak struji prema-području nižeg tlaka; molekule zraka će izaći kroz bilo koji otvor koji je dovoljno velik. Brzina curenja se povećava kako se povećava razlika tlaka između komprimiranog zraka i atmosfere. Starenje, korodirani cjevovod i navojni spojevi pružaju vrhunske mogućnosti za pojavu takvih curenja. -Brzo{6}}priključci niske kvalitete i plastična ili gumena crijeva posebno često stvaraju pukotine zbog starenja, vibracija ili kemijske korozije, što sve dovodi do gubitka komprimiranog zraka.
Zapravo, otprilike 80% curenja je nečujno; ta "nevidljiva" curenja često prođu nezapaženo i nepopravljena. Na primjer, pri tlaku od 100 psi, curenje od četvrt-inča troši 104 kubičnih stopa komprimiranog zraka u minuti, što je ekvivalentno potrošnji 25 konjskih snaga električne energije.
[Cijena energije (USD/godina)=konjskih snaga motora x 0,746 x radni sati (godišnje) x cijena električne energije (USD/kWh) / učinkovitost motora]
Na temelju ove formule, uz pretpostavku da curenje traje 8 760 sati godišnje, godišnji trošak električne energije iznosio bi približno 17 000 USD – značajan gubitak ako se curenje ne riješi [Izvor: Ministarstvo energetike SAD-a, 2022.].
Istraživanje proizvodnih pogona u SAD-u pokazuje prosječnu stopu istjecanja od 30%, što rezultira godišnjim otpadom od čak 3,2 milijarde USD [Izvor: Ministarstvo energetike SAD-a, 2022.]. Stoga, pregled i brzo popravljanje curenja može značajno smanjiti potrošnju električne energije i operativne troškove.
1.2 Pretjerana umjetna potražnja: Pretjerano visok radni tlak
Otpad zbog umjetne potražnje prvenstveno proizlazi iz rada opreme za komprimirani zrak pri tlakovima višim od potrebnih. Na primjer, ako pneumatski cilindar zahtijeva 1 kubičnu stopu zraka da dovrši hod, povećanje tlaka sustava s 80 psig na 100 psig uzrokuje da cilindar troši više zraka (1,21 kubičnih stopa). Posljedično, rad na tlakovima iznad optimalne razine koju zahtijeva pneumatska oprema dovodi do značajnog povećanja potrošnje zraka.
rješenja:
1.2.1 Optimiziranje tlaka sustava i rad na najnižem mogućem tlaku može smanjiti gubitak zraka uzrokovan prekomjernim radnim tlakom. Na primjer, snižavanje tlaka na 80 psi umjesto 100 psi učinkovito smanjuje potrošnju komprimiranog zraka i, zauzvrat, smanjuje troškove.
1.2.2 Nabava opreme većeg{1}}kapaciteta: Ako postojeći sustav komprimiranog zraka više ne može zadovoljiti veliku potražnju opreme, treba razmisliti o kupnji strojeva s većim kapacitetima protoka. Oprema dizajnirana za veće brzine protoka može isporučiti potreban protok zraka pri nižim tlakovima, čime se smanjuje otpad povezan s-radom visokog tlaka. Ovaj pristup ne samo da smanjuje potrošnju energije, već također povećava stabilnost i učinkovitost sustava.
1.3 Nepravilna uporaba: komprimirani zrak kao zamjena za druge izvore energije
Upotreba komprimiranog zraka za čišćenje područja ili napajanje ne-pneumatske opreme uobičajen je oblik zlouporabe. Na primjer, korištenje komprimiranog zraka za uklanjanje krhotina ispod strojeva često se može postići ekonomičnije metlom, električnim puhačem lišća, ventilatorom ili drugim alatima. Oslanjanje na komprimirani zrak u ovim scenarijima rezultira visokim troškovima i niskom učinkovitošću.
Otopina:
Poduzeća bi trebala redovito pregledavati svoje sustave komprimiranog zraka kako bi osigurala da se resurs ne koristi za nepotrebne zadatke. Zamjena komprimiranog zraka s isplativijim-izvorima energije može smanjiti potrošnju energije i dugoročne-operativne troškove.
2.0 Kako izbjeći otpad i smanjiti troškove?
Najučinkovitiji način da se smanji gubitak komprimiranog zraka je provođenje sveobuhvatne procjene sustava. To se može postići angažiranjem stručnjaka za komprimirani zrak koji će izvršiti temeljitu inspekciju, identificirati izvore curenja, prekomjerne ručne upotrebe i nepravilne primjene te dati preporuke za poboljšanje.
Implementacijom ovih poboljšanja, poduzeća mogu smanjiti otpad u tri ključna područja-curenja, ručna upotreba i nepravilna primjena-čime se smanjuju ukupni troškovi sustava komprimiranog zraka i poboljšava energetska učinkovitost.
3.0 Zaključak
Kao vitalni izvor energije, komprimirani zrak podrazumijeva značajne troškove koji se ne mogu zanemariti. Optimiziranjem sustava komprimiranog zraka-minimiziranjem curenja, podešavanjem radnog tlaka i uklanjanjem nepravilne upotrebe-poduzeća mogu značajno smanjiti svoje troškove komprimiranog zraka. Usred rastućih cijena energije i sve strožih ekoloških propisa, usvajanje učinkovitih mjera-štede energije postalo je ključno za smanjenje troškova i povećanje konkurentnosti.
Za proizvodni sektor, optimizacija upravljanja komprimiranim zrakom ne samo da donosi značajne uštede energije, već također povećava učinkovitost proizvodnje i produljuje vijek trajanja opreme, služeći kao ključni korak prema održivom razvoju.