Trykkluftteknikk Grunnlag, tips og forslag

Transkript

1 Trykkluftteknikk Grunnlag, tips og forslag

2 Vet du hvor mye du betaler for trykkluften? Hvis du vil være helt sikker, så be oss om en trykkluftbehovsanalyse (ADA). Nærmere informasjon finner du også i kapittel til 3, eller i vårt prospekt «Analyse og rådgivning». Mer informasjon om hjelpemidler for planlegging av din trykkluftforsyning finner du på internett: > Service > Analyser og rådgivning Kontaktperson: Firma: Portoen betaler for deg! Adresse: Poststed: Telefon: JA, JA, Vennligst send meg informasjon om Analyse og rådgivning, uforpliktende og kostnadsfritt. Jeg er interessert i å få gjenomført en analyse. Vennligst ta kontakt med meg. Til: Kompressorer AS Verpetveien Vestby...eller send kupongen på faks nr: Er kortet borte? Bare kopier, klipp ut og send!

3 Innholdsfortegnelse 0. Hva er trykkluft? Kostnadseffektiv behandling av trykkluft Hvorfor egentlig tørke trykkluften? 0. Riktig drenering av kondensat 2 5. Kostnadsgunstig og sikker behandling av kondensat 6. Effektiv kompressorstyring 6 7. Trykkbåndstyring: Optimal forbruksorientert avstemming av kompressorer 8 8. Energisparing med varmegjenvinning Unngå energitap (): Planlegging av et nytt trykkluftnett Unngå energitap (2): Sanering av trykkluftnettet 2. Riktig planlegging av kompressorstasjoner (): Trykkluftbehovsanalyse (ADA): Riktig planlegging av kompressorstasjoner (2): Finne frem til det mest kostnadseffektive konseptet Riktig planlegging av kompressorstasjoner (3): Trykkluftbehovsanalyse Finne frem til nå-situasjonen 30. Riktig planlegging av kompressorstasjoner (): Effektiv kjøling av kompressorstasjonen: Luftkjøling Riktig drift av trykkluftsystemer: Beholde driftsikkerheten og kostnadseffektiviteten på lang sikt:

4 Det er med trykkluft som alt annet i livet: Djevelen ligger ofte i detaljen, og små årsaker kan få store konsekvenser i både positiv og negativ betydning. Mye viser seg også ved nærmere ettersyn å være elektriske og mekaniske tap på grunn av motorlager og motorlufting. Det ideelle elektriske effektforbruket ved det nominelle punktet P kan beregnes med følgende formel:. Hva er trykkluft? P = U n x l n x 3 x cos ϕ n U n, l n, og cos ϕ n finner du på elektromotorens typeskilt. Internt motortap, er tatt med i motorvirkningsgraden annerledes enn det så ut til ved første øyekast. Trykkluften kan ved ugunstige betingelser være dyr, men med de riktige rammebetingelsene være meget kostnadseffektiv. Så kanskje vil våre tips komme til å bety mer for deg på lang sikt enn bare noen velmenende råd. Her i første kapittel vil vi begynne med å klargjøre fire begreper innen trykkluftteknikken, og hva du bør være oppmerksom på i denne sammenhengen.. Leveringsmengde En kompressors leveringsmengde er den ukomprimerte luftmengden som kompressoren komprimerer, og sender inn i trykkluftnettet. Standardene DIN 95, del, tillegg F og ISO 27, tillegg C fastsetter den korrekte målingen av denne mengden. Tidligere fantes i tillegg CAGI-Pneurop-anbefalingen PN 2 CPTC 2. Når leveringsmengden skal måles, går man frem på følgende måte: Først måles temperatur, atmosfærisk trykk og luftfuktighet ved luftinntaket for hele anlegget. Deretter måles det maksimale arbeidstrykket, trykklufttemperaturen og luftvolumet som transporteres til kompressoranleggets trykkluftuttak. Til slutt blir volumet V2 som måles ved trykkluftuttaket, beregnet tilbake med hensyn til innsugningsbetingelsene ved hjelp av gassligningen (se fig. ). Resultatet av denne beregningen er kompressoranleggets leveringsmengde. Denne må ikke forveksles Nominell motoreffekt med kompressorblokkens leveringsmengde (blokkleveringsmengde). Vær oppmerksom på at: DIN 95 og ISO 27 kun angir blokkleveringsmengden. Dette gjelder også for den tidligere CAGI-Pneuropanbefalingen PN 2 CPTC. V = V 2 x P 2 x T T 2 x F 2. Motorutgangseffekt Med motorutgangseffekt menes effekten som kompressorens drivmotor overfører mekanisk til motorakselen. Den optimale verdien for motorutgangseffekt, hvor man oppnår en optimal elektrisk virkningsgrad uten å overbelaste motoren, og effektfaktoren cos ϕ nås, ligger i samme område som den nominelle motoreffekten. Denne finner du på elektromotorens typeskilt. NB! Hvis motorutgangseffekten ligger for langt fra den nominelle motoreffekten, arbeider kompressoren uøkonomisk og/eller er utsatt for en for stor slitasje. 3. Spesifikk effekt Spesifikk effekt betegner forholdet mellom den tilførte elektriske inngangseffekten og den produserte luftmengden ved tilsvarende arbeidstrykk. Den elektriske inngangseffekten som tilføres kompressoren er summen av alt elektrisk effektforbruk av alle drivenheter i en kompressor for eksempel hovedmotor, viftemotor, oljepumpemotor, stillstandsoppvarming etc. Hvis det er behov for å vite den spesifikke effekten for en beregning av kostnadseffektivitet, bør man ta utgangspunkt i hele anlegget og maksimalt arbeidstrykk. For å gjøre dette blir verdien av det totale elektriske effektforbruket ved maksimalt trykk dividert på verdien av leveringsmengden fra anlegget ved maksimalt trykk.. Elektrisk opptakseffekt Det elektriske effektforbruket er den effekten som kompressorens drivmotor forbruker fra det elektriske nettet ved en bestemt mekanisk belastning av motorakselen (motorutgangseffekt). Det tilsvarer motorutgangseffekten pluss motortap. Med til motortap hører både 5. EPACT den nye formelen for energisparende drivkraft USAs bestrebelser på å redusere energibehovet for trefase-asynkronmotorer resulterte i loven "Energy Policy Act" (forkortet EPACT), som trådde i kraft i 997. Siden 998 har tilbudt skruekompressorer med motorer som samsvarer med de strenge kravene i denne standarden, også for det europeiske markedet. "EPACT-motorene" har store fordeler: a) Lavere driftstemperaturer De interne tapene av virkningsgrad som oppstår som følge av oppvarming og friksjon kan for mindre motorer utgjøre opp til 20 % av effektforbruket, og for motorer på 60 kw og oppover fra til 5 %. EPACT-motorer varmes derimot betydelig mindre opp, og har dermed også mindre varmetap: Mens en konvensjonell motor ved normal belastning har en temperaturøkning på ca. 80 K med en temperaturreserve på 20 K i isolasjonsklasse F, vil en EPACT/EFF- motor under samme driftsbetingelser kun ha en temperaturøkning på ca. 65 K og en temperaturreserve på 0 K. Avgitt trykkluftmengde Tilbakeført elektrisk effekt b) Lengre levetid Lave driftstemperaturer betyr en lavere termisk belastning på motor, lager og klemmeboks. Dette gir som fordel nummer to en lengre levetid for motoren. c) 6 prosent mer trykkluft med mindre energi Mindre varmetap fører ikke minst til bedre kostnadseffektivitet. kunne derfor gjennom å tilpasse kompressoren nøyaktig til EPACT-motorens muligheter, øke anleggenes leveringsmengde med opp til 6 %, og forbedre den spesifikke effekten med opp til 5 %. Dette betyr høyere kapasitet, kortere kompressordriftstider og mindre energiforbruk for hver produsert kubikkmeter trykkluft. Energiforbruk 5

5 Det har i mange år pågått en faglig diskusjon blant ekspertene om hva som er den mest kostnadseffektive måten å etterbehandle trykkluft på. Kjernen i diskusjonen dreier seg om hva slags kompressorsystem som 2. Økonomisk etterbehandling av trykkluft produserer oljefri trykkluft på den mest kostnadsgunstige måten. Uavhengig av påstandene fra de enkelte produsentene står i dag uten tvil følgende fast: En høy, oljefri trykkluftkvalitet kan oppnås både med oljefri komprimering og med olje- eller væskekjølte kompressorer. Det som avgjør hvilket system du skal velge bør derfor være kostnadseffektiviteten.. Hva er egentlig oljefri trykkluft? I henhold til ISO-standard kan trykkluft som har et oljeinnhold på mindre enn 0,0 mg/m³ (inkludert oljedamp) betegnes som oljefri. Dette er omtrent fire hundredeler av det som finnes i atmosfærisk luft. Denne mengden er så forsvinnende liten at den knapt kan påvises. Men hva med kvaliteten på kompressorens innsugningsluft? jeinnholdet ligge langt over 0 mg/m³. I tillegg kommer forurensninger som hydrokarboner, svoveldioksid, sot, metaller og støv. 2. Hvorfor etterbehandle? Alle kompressorer, uansett type, fungerer som en gigantisk støvsuger som suger inn forurensninger, som konsentreres når luften komprimeres, og hvis trykkluften ikke etterbehandles, sendes videre til trykkluftnettet. a) Trykkluftkvalitet ved oljefrie kompressorer Dette gjelder spesielt for kompressorer med oljefri komprimering. På grunn av belastningene nevnt i punkt. er det ikke mulig å produsere oljefri trykkluft med en kompressor som kun har et 3-mikron støvfilter. Oljefrie kompressorer har ingen etterbehandlingskomponenter ut over disse støvfiltrene. b) Trykkluftkvalitet ved væske-/ eller oljekjølte komperessorer I olje-/væskekjølte kompressorer blir derimot aggressive stoffer nøytralisert av kjølevæsken (oljen) og faste stoffer delvis vasket ut av trykkluften. Til tross for den høyere renhetsgraden på den produserte trykkluften gjelder det samme for denne komprimeringstypen: Etterbehandling må til. Med kun oljefri eller oljekjølt komprimering er det ikke mulig å oppnå den oljefri trykkluftkvaliteten som er definert i ISO c) Trykklufttørking som basis Grunnlaget for all behovstilpasset etterbehandling er en tilstrekkelig tørking Den er naturligvis i stor grad avhengig av omgivelsesbetingelsene. Selv i normalt belastede områder kan hydrokarboninnholdet i luften på grunn av industri- og trafikkutslipp ligge på mellom og mg/m³. I industriområder hvor olje brukes som smøremiddel og kjøle- og prosessmedium, kan bare mineralolav trykkluften. I de fleste tilfeller er energisparende kjøletørking den mest kostnadseffektive metoden (se kapittelet Hvorfor tørke trykkluften?, s. 9). 3. Valg av riktig kompressorsystem Når oljefrie kompressorsystemer anbefales for noen bruksområder, og olje-/væskekjølte systemer anbefales for andre, bør man ikke fokusere på trykkluftkvaliteten som de enkelte systemene kan oppnå, men snarere på kostnadseffektiviteten. Denne bestemmes fremfor alt av energi- og vedlikeholdskostnadene, som kan utgjøre opp til 90 % av trykkluftkostnadene. Brorparten på 75 til 85 % utgjøres av energiutgiftene. I lavtrykkområdet mellom 500 mbar (a) og ca. 3 bar (a) er for eksempel oljefri systemer som rotasjonsblåsere [opp til 2 bar (a)] meget energigunstige. Fra bar (a) til 6 bar (a) er imidlertid væske- eller oljekjølte skruekompressorer de såkalte oljefri systemene overlegne når det gjelder kostnadseffektivitet. Allerede fra 5 bar (a) må oljefri kompressorer ha to komprimeringstrinn for å oppnå et fornuftig forhold mellom effektbehov og trykkluftleveringsmengde. Det store antall nødvendige kjølere, høye turtall, et enormt omfattende styringssystem, vannkjøling og høye anskaffelseskostnader, gjør bruk av oljefri komprimering i dette trykkområdet økonomisk tvilsomt. I tillegg er trykkluften fra oljefri kompressorer på grunn av svovelinnholdet i innsugningsluften og kondensatdannelse kjemisk aggressiv: ph-verdien ligger på mellom 3 og 6. Velg etterbehandlingsgrad etter behov og bruksområde: Trykkluftetterbehandling med kjøletørker (trykkduggpunkt + 3 C) Brukseksempler: Valg av etterbehandlingsgrad ISO ) Optimal luftrenhet og på renromsteknikk forespørsel Meierier, bryggerier Produksjon av nærings- og nytelsesmidler Særlig ren transportluft, kjemiske anlegg Optimal luftrenhet og på renromsteknikk forespørsel Farmasøytisk industri Vevemaskiner, fotolaboratorier Sprøytemaling, pulvermaling Emballasjeteknikk, styre- og instrumentluft Vanlig arbeidsluft, sandblåsing med kvalitetskrav Kuleblåsing Kuleblåsing uten kvalitetskrav Transportluft for avløpssystemer Ingen kvalitetsspesifikasjoner For ikke-frostsikre trykkluftnett: Trykkluftetterbehandling med adsorpsjonstørker (trykkduggpunkt ned til -70 C) Farmasøytisk industri, meierier, bryggerier Produksjon av mikrochips, optikk, produksjon av nærings- og nytelsesmidler Lakkeringsanlegg Optimal luftrenhet og renromsteknikk Prosessluft, farmasøytisk industri Fotolaboratorier Særlig tørr transportluft, sprøytemaling, fintrykkregulator Støv Vann Olje Mikro organismer Optimal luftrenhet og på renromsteknikk forespørsel -3. Etterbehandling med -renluftsystem Moderne væske- eller oljekjølte skruekompressorer har ca 0 % høyere virkningsgrad enn oljefri kompressorer. Renluftsystemet som er utviklet av for væske- eller oljekjølte skruekompressorer, gjør det mulig å spare opp til 30 % mer ved produksjon av oljefri trykkluft. Med dette systemet oppnås en restoljemengde på mindre enn 0,003 mg/m³. Dette er langt under grenseverdien fastsatt av ISO-standarden. Systemet omfatter alle etterbehandlingskomponenter for på forespørsel Mikro Støv Vann Olje organismer FST DHS FE FST ACT FE skruekompressorer Andre merker FD DHS på forespørsel DHS DHS DHS DHS DHS på forespørsel FST på forespørsel FST DHS FE DHS på forespørsel DHS FG FD FFG ACT FD * * produksjon av den nødvendige trykkluftkvaliteten. Avhengig av bruksområdet, benyttes kjøle- eller adsorpsjonstørkere (se også kapittelet «Hvorfor tørke trykkluften», s. 9) og forskjellige filterkombinasjoner. På den måten kan alle trykkluftkvalitetsklassene bestemt av ISO-standarden, fra tørr, via partikkelfri, og frem til teknisk oljefri og steril trykkluft, produseres på en driftssikker og kostnadseffektiv måte. 5. Etterbehandlingsskjema Som en håndsrekning til brukeren, finnes skjemaet ovenfor på en hver ny brosjyre FF FF FB * * FC T ECD Kompressor THNF AT FE ECD Aquamat Filter Trykkluftbeholder AT Montering ved meget varierende trykkluftbehov *i kjøletørkere, serien TG til TI kan FE-mikrofilter monteres som opsjon. Filter Trykkluftbeholder T ZK Montering ved meget varierende trykkluftbehov Kompressor FE ZK THNF Aquamat Forklaringer: THNF = Lommefilter for rengjøring av støvholdig og meget forurenset innsugningsluft ZK = Syklonutskiller for utskilling av kondensat ECD = ECO-DRAIN elektronisk nivåstyrt kondensatavleder FB = Forfilter FC = Forfilter FD = Etterfilter (slitasjepartikler) FE = Mikrofilterfor utskilling av oljetåke og faststoffpartikler FF = Mikrofilter for utskilling av oljeaerosoler og faststoffpartikler FG = Aktivkullfilter for absorbering av oljedamp FFG = Mikrofilter/aktivkull-kombinasjon T = Kjøletørker til trykklufttørking, trykkduggpunkt ned til +3 C AT = adsorpsjonstørker til trykklufttørking, trykkduggpunkt ned til -70 C ACT = Aktivkulladsorber for absorbering av oljedamp FST = Sterilfilter for trykkluft uten mikroorganismer Aquamat = Kondensatetterbehandlingssystem DHS = Trykkholdesystem Urenheter i trykkluften: + Støv + Vann/kondensat + Olje + Mikroorganismer Filtreringsgrad: Klasse ISO Faststoffer/støv ) Fukt 2 ) Maks. partikkelstørrelse µm Maks. partikkeltetthet mg/m³ Trykkduggpunkt (x=vannandel i g/m³ flytende form) 0, 0, , , x 0,5 8 0,5 < x < x 0 ) iht. ISO 8573-:99 (Spesifikasjonene for partikkelinhold følger ikke ISO 8573-:200, da grenseverdiene som er definert her gjelder klasse renrom). 2 ) iht. ISO 8573-:200 for skrukompressorer fra. Med utgangspunkt i bruksområdet kan man på et øyeblikk finne den riktige kombinasjonen av komponenter. Samlet oljeinnhold 2 ) mg/m³ 0 F. eks for optimal luftrenhet og renromsteknikk, tilgjengelig etter avtale med 6 7

6 3. Hvorfor trykklufttørking? Problemet ligger i luften bokstavelig talt: Når atmosfærisk luft avkjøles, slik tilfellet er etter komprimering i kompressoren, kondenseres det ut vanndamp. Derfor produserer en 30 kw-kompressor med en leveringsmengde på 5 m 3 /min ved 7,5 bar, under gjennomsnittlige betingelser ca. 20 liter vann per arbeidsskift. Dette må fjernes fra trykkluftsystemet for å forebygge driftsforstyrrelser og skader. Trykklufttørking danner også en viktig bestanddel av bruksriktig etterbehandling. I dette kapittelet finner du elementer som er verdt å vite om kostnadsgunstig og miljøvennlig tørking. Omgivelsesluft: 0 m³/min ved 20 C med 02,9 g/min vann, metningsgrad 60 % Komprimeringsforhold : 0 Bm 3 /min, ved 80 C med 02,9 g/min vann, metningsgrad 35 %. Et praktisk eksempel Når en væskekjølt skruekompressor suger inn 0 m³ luft pr. minutt ved omgivelsestrykk med en relativ fuktighet på 60 % og en omgivelsestemperatur på 20 C, inneholder denne luften ca. 00 g vanndamp. Hvis luften komprimeres i et komprimeringsforhold på :0 til et absolutt trykk på 0 bar, får man driftskubikkmeter. Ved en temperatur på 80 C etter komprimeringen, kan luften oppta 290 g vann pr. kubikkmeter. Siden luften imidlertid kun inneholder ca. 00 g, er den relativt tørr med en relativ fuktighet på ca. 35 %, og det dannes ikke kondensat. I kompressorens etterkjøler reduseres trykklufttemperaturen fra 80 til ca. 30 C. Da kan en kubikkmeter med luft bare ta opp ca. 30 g vann, slik at det oppstår et overskudd av vann på 70 g/min, som kondenseres og skilles ut. På en 8-timers arbeidsdag dannes det dermed ca. 35 liter kondensat. Nedkjøling: Bm 3 ved +3 C med 02,9 g/min vann, metningsgrad 728 %, kondensatdannelse 96,95 g/min, 6536 g/8t dag = ca. 7 liter Ytterligere 6 liter skilles ut per dag ved bruk av en etterkoblet kjøletørker. I disse tørkerne kjøles trykkluften først ned til +3 C, og varmes senere opp igjen til omgivelsestemperatur. Dette gir et fuktighetsunderskudd på ca. 20 % og dermed en bedre, relativt tørr trykkluftkvalitet. 2. Årsaker til luftfuktighet Omgivelsesluften vår er mer eller mindre fuktig, dvs. at den også inneholder en viss mengde vann. Denne fuktigheten henger sammen med den aktuelle temperaturen. F. eks. binder 00 % vanndampmettet luft ved +25 C nesten 23 g vann per kubikkmeter. 3. Kondensdannelse Kondens oppstår når luftvolumet reduseres samtidig som lufttemperaturen senkes. Dette er fordi luftens evne til å absorbere vann reduseres. Det er akkurat dette som skjer i komprimeringsblokken og i etterkjøleren til en kompressor.. Viktige begreper kort forklart a) Absolutt luftfuktighet Med absolutt luftfuktighet menes vanndampinnhold i luften, angitt i g/m³. b) Relativ luftfuktighet (F rel ) Den relative luftfuktigheten angir metningsgraden, dvs. det forholdet mellom det faktiske vanndampinnhold og det aktuelle metningspunktet (00 % F rel ) i luften. Denne varierer etter temperaturen: Varm luft kan ta opp mer vanndamp enn kald luft. c) Atmosfærisk duggpunkt Det atmosfæriske duggpunktet er den temperaturen hvor luften under atmosfærisk trykk (omgivelsesbetingelser) når en fuktighetsmetningsgrad (F rel ) på 00 %. Noen verdier som eksempel: Duggpunkt i C Maks. vanninnhold i g/m³ +0 50, , +20 7, +0 9, 0,9-0 2,2-20 0,9-25 0,5 d) Trykkduggpunkt Med trykkduggpunkt menes den temperaturen hvor trykkluften under sitt absolutte trykk når sitt fuktighetsmetningspunkt (00 % F rel ). For eksempelet ovenfor betyr dette at luften som står under et trykk på 0 bar (a), har ved et trykkduggpunkt på +3 C, en absolutt luftfuktighet på 6 g per driftskubikkmeter. For å gjøre det enda tydeligere: Hvis man ekspanderer driftskubikkmeteren i eksemplet fra 0 bar (a) til atmosfærisk trykk, vil volumet bli 0 ganger så stort. Mengden med vanndamp på 6 g forblir uendret, men fordeler seg nå på et volum som er 0 ganger så stort. Dermed inneholder hver kubikkmeter ukomprimert luft bare 0,6 g vanndamp. Dette tilsvarer et atmosfærisk duggpunkt på 2 C. 5. Økonomisk og miljøvennlig trykklufttørking a) Kjøle- eller adsorpsjonstørker? De nye miljøvernreglene for bruk av kjølemidler endrer ikke på det faktum at adsorpsjonstørkere verken ut fra et kostnadsperspektiv eller miljøvernperspektiv er et godt alternativ til kjøletørkere. Den sistnevnte behøver nemlig bare 3 % av den energien som kompressoren bruker til trykkluftproduksjon. Adsorpsjonstørken derimot trenger 0 til 25 % eller mer. Derfor er kjøletørkere fremdeles det mest fornuftige valget i de aller fleste tilfeller. Adsorpsjonstørkere bør derfor kun brukes hvis det kreves ekstremt tørre trykkluftkvaliteter med duggpunkt på -20, -0 eller -70 C. b) Hva slags kjølemiddel? Hydroklorfluorkarboner (HKFK) som R 2 og R 22 kan ikke lenger brukes i nye kjøletørkere. Tabellen (nedenfor) viser de kjølemidlene som finnes og hvilken påvirkning de har på miljøet. Frem til år 2000 brukte de fleste kjøletørkerprodusentene R 22, et ufullstendig halogenisert hydroklorfluorkarbon. I forhold til R 2 hadde det et ozonnedbrytningspotensial på bare 5 %, og også drivhuspotensialet på 2 % var betydelig mindre. I dag bruker de fleste produsenter hydrofluorkarbonet (HFK) Betegnelse kjølemiddel Sammensetning formel Ozonnedbrytningspotensial (eng.: ODP = ozone depletion potential) [R 2 = 00 %] R 3a, som på grunn av sin uskadelighet for ozonlaget ble anbefalt av lovgiverne som erstatningskjølemiddel for R 2 og et alternativ til R 22. Fordelen med R 3 a er at det kan brukes i eldre anlegg som brukte R 2 uten at det er nødvendig med store maskinelle endringer. Ved siden av R 3a finnes det for tiden andre hydrofluorkarboner som også har et ozonnedbrytningspotensial på 0 %, som R 0A og R 07C. Dette er såkalte "blends", blandinger av forskjellige kjølemidler som har varierende temperatur-"glides", dvs. avvik på bestanddelenes fordampnings- og kondensasjonstemperaturer, men som har høyere drivhuspotensial sammenlignet med R 3a (se tabell nedenfor). R 07C brukes derfor kun i spesielle bruksområder. R 0A er derimot interessant siden den har lite temperatur-«glides» for høyere gjennomstrømningskapasiteter på 2 m³/min og oppover. Drivhuspotensial (eng.: GWP = global warming potential) [R 2 = 00 %] Temperatur- glide mulig avvik for fordampnings/kondenseringstemperatur (K) HKFK kjølemiddel R 22 CHClF 2 5 % 2 % 0 H-FKW R 3A Kjølemiddel og "blends" R 0A CH 2 F-CF 3 0 % 8 % 0 R 3a/25/3a 0 % 26 % 0,7 R 07C R 32/25/3a 0 % % 7, 8 9

7 Kondens er et uunngåelig biprodukt ved trykkluftproduksjon Hvordan det oppstår, har vi beskrevet i kapittelet Hvorfor trykklufttørking (s.8). Her fremgikk det at selv en 30 kwkompressor med en kapasitet på. Riktig drenering av kondensat mulig å lede kondensatet ut av hovedledningen. Ved en luftstrømningshastighet på 2 til 3 m/s og korrekt plassering skiller en vannoppsamler ut kondensat i trykkluftsystemets fuktighetsområde like effektivt som en trykkluftbeholder (bilde ). Trykklufttørker I tillegg til det som er nevnt ovenfor, finnes det også andre kondensatoppsamlings- og dreneringsanordninger i forbindelse med trykklufttørking. 2. Vanlige dreneringssystemer Det er i hovedsak tre systemer som brukes: a) Flottøravleder (bilde 2) Flottøravlederen hører til de eldste dreneringssystemene og erstattet den manuelle dreneringen, som var meget lite kostnadseffektiv og altfor usikker. Men også kondensatdrenering etter flottørprinsippet viste seg å være meget vedlikeholdskrevende og ustabil på grunn av urenheter i trykkluften. ningstidene kan tilpasses og beregnes nøyaktig. Ytterligere fordeler er automatisk selvovervåking og mulighet for videreformidling av signal til et sentralt styringssystem. d) Riktig installasjon Mellom kondensatdreneringssystemet og kondensatavlederen må det alltid monteres et kort rørstykke med kuleventil. (bilde 3). Dermed kan avlederen sperres av ved vedlikeholdsarbeid, og driften av trykkluftanlegget kan gå videre uten avbrytelser. 5 m³/min alene produserer ca. 20 liter kondensat pr. skift under gjennomsnittlige driftsforhold. Dette må fjernes fra trykkluftsystemet for å unngå funksjonsfeil og korrosjonsskader. I dette kapitlet får du vite hvordan du kan drenere kondensatet på riktig måte og samtidig spare betydelige utgifter.. Kondensatdrenering I et hvert trykkluftsystem dannes det på bestemte steder kondensat som er belastet med diverse forurensinger (bilde over). Det er derfor helt nødvendig med en driftssikker kondensatdrenering. Denne har stor betydning for trykkluftkvaliteten, driftssikkerheten og kostnadseffektiviteten for et trykkluftanlegg. a) Kondensoppsamlingsog -dreneringssteder Det er først og fremst trykkluftsystemets mekaniske elementer som bidrar til oppsamling og drenering av kondensatet. Mellom 70 og 80 % av hele kondensatmengden samles der forutsatt at kompressorene har en god etterkjøling. Syklonutskiller: Dette er en en mekanisk utskiller som skiller kondensatet fra luften ved hjelp av sentrifugalkraft (se bildet ned til høyre). For å kunne fungere optimalt, må denne alltid være tilordnet en trykkluftprodusent. Mellomkjøler: Ved totrinnskompressorer med mellomkjølere dannes det også kondensat ved mellomkjølerens utskiller. Trykkluftbeholder: Ved siden av sin hovedfunksjon som lagringssted, skiller trykkluftbeholderen også ut kondensat fra luften ved hjelp av tyngdekraften. Dersom den er tilstrekkelig dimensjonert (kompressorkapasitet/min: 3 = beholderstørrelse i m³), er trykkluftbeholderen like effektiv som en syklonutskiller. I motsetning til denne kan derimot trykkluftbeholderen brukes i kompressoranleggets sentrale samleledning for trykkluft, hvis luftinntaket er plassert nederst og luftuttaket øverst. Dessuten kjøler beholderen trykkluften ytterligere ned ved hjelp av den store varmeavledningsflaten, noe som bidrar til ytterligere forbedring av kondensatutskillingen. Vannoppsamlere i trykkluftledningen: For å forhindre at kondensatet strømmer ukontrollert, må trykkluftledningen i fuktighetsområdet være konstruert slik at alle tilførsels- og utslippskanaler er koblet til ovenfra eller fra siden. Kontrollerte kondensatutslipp nedover, ved hjelp av såkalte vannoppsamlere, gjør det Bilde : Vannoppsamler med kondensatavleder Bilde 2: Flottøravleder Bilde 3: "ECO DRAIN" med kuleventil Kjøletørker: Avhengig av nedkjølingen og trykklufttørkingen dette medfører, danner det seg ytterligere kondensat i kjøletørkeren. Adsorpsjonstørker: Gjennom nedkjølingen i trykkluftledningen samler det seg kondensat allerede ved forfiltetet til adsorpsjonstørkeren. På grunn av partialtrykkforholdene dannes det kun vann i selve adsorpsjonstørken i form av damp. c) Desentral utskiller Dersom man ikke benytter en sentral trykklufttørker, samler det seg store mengder kondensat ved vannutskillerne som er installert like foran trykkluftforbrukerne. Dette medfører et meget stort vedlikeholdsbehov. b) Magnetventil Magnetventiler med tidsstyring er riktignok mer driftssikre enn flottøravledere, men må likevel kontrolleres regelmessig for urenheter. Feiljusterte ventilåpningstider forårsaker dessuten trykklufttap og dermed et høyere energiforbruk. c) Kondensatavleder med nivåstyring ("ECO DRAIN", bilde 3) I dag brukes overveiende avledere med intelligent nivåstyring. Fordelen med disse er at den ustabile flottørfunksjonen blir erstattet med en elektronisk sensor. Det betyr at driftsavbrudd på grunn av urenheter eller mekanisk slitasje er utelukket. Dessuten unngår man trykklufttapet som oppstår ved bruk av flottøravlederen, fordi ventilåp- 0

8 Ved fremstilling av trykkluft oppstår nødvendigvis betydelige mengder kondensat som uønsket biprodukt (se også kapittel 3 og.) Betegnelsen kondensat fører muligens til antakelsen om at det kun dreier 5. Etterbehandling av kondensat på en kostnadsgunstig og sikker måte seg om kondensert vanndamp. Men, pass på! Alle kompressorer fungerer som en overdimensjonert støvsuger: Den suger inn urenheter sammen med forurenset omgivelsesluft og overleverer dette videre til kondensatet i konsentrert form via den ubehandlede trykkluften.. Hvorfor Kondensatetterbehandling? Trykkluftbrukere som ganske enkelt slipper kondensatet ut i avløpsnettet, kan risikere å bli hardt straffet. Grunnen til dette er: At kondensatet som oppstår ved fremstilling av trykkluft er en farlig blanding. På grunn av den generelle forurensning av luften inneholder det, ved siden av støvpartikler, også hydrokarboner, svoveldioksid, kobber, bly, jern og mye annet. I Norge, er forskriften «Krav til utslipp av oljeholdig avløpsvann» retningsgivende for rensing av kondensat i trykkluftanlegg. Den foreskriver at avløpsvannet ikke skal overstige gitte grenseverdier. Dette gjelder alle typer trykkluftkondensat også det som kommer fra kompressorer som arbeider uten olje. Det finnes lovbestemte grenseverdier for alle skadestoffer og for ph-verdi. De er fastsatt ulikt, avhengig av bransje og land. For hydrokarbon er for eksempel den høyst tillatte verdien satt til 20 mg/l. ph-området for kondensat som kan slippes ut i avløpsnettet varier fra 6 til Kondensatets beskaffenhet a) Dispersjon Trykkluftkondensat kan ha ulik beskaffenhet. Dispersjon inntreffer som regel i væskekjølte skruekompressorer, som benytter syntetisk kjølemiddel, for eksempel Sigma Fluid S60. Dette kondensatet har som regel ph-verdier mellom 6 og 9, og kan derfor anses som ph-nøytralt. Urenhetene fra den innsugde atmosfæriske luften i dette kondensatet, binder seg i et flytende oljesjikt som er lett å skille ut fra vannet. b) Emulsjon Et synlig tegn på at emulsjon er en melkehvit væske som selv ikke etter flere dager vil skille seg i to lag (se bilde, til høyre). Denne typen kondensat opptrer ikke sjelden ved bruk av stempel-, skrue- eller lamellkompressorer som bruker vanlig olje. Også her er skadestoffene bundet i oljen. På grunn av den sterke og stabile blandingen er det ikke mulig å skille olje og vann, og heller ikke urenheter som støv og tungmetaller, ved hjelp av tyngdekraften. Hvis oljen også inneholder esterandeler, kan kondensatet i tillegg være aggressivt og må nøytraliseres. Etterbehandling av slikt kondensat er bare mulig med emulsjonsspalteanlegg. c) Kondensat fra oljefrie kompressorer Kondensat som stammer fra oljefrie kompressorsystemer, inneholder på grunn av den økende miljøbelastningen betydelige mengder olje. Det inneholder i tillegg ofte høye andeler av svoveldioksid, tungmetaller, og/eller andre faste stoffer. Det betyr at dette kondensatet som regel er aggressivt og har en phverdi på mellom 3 og 6. Kondensat i denne kvaliteten kan ikke slippes ut i 2 3 avløpsnettet uten rensing, selv om det ofte blir hevdet. 3. Ekstern deponering Det er naturligvis mulig å samle opp kondensatet og innlevere det til et spesialfirma. Imidlertid vil kostnadene ligge, avhengig av kondensatets kvalitet, mellom 300 og 200 kroner/m³. Med bakgrunn i mengden kondensat som dannes, burde derfor en driftsintern etterbehandling i de fleste tilfeller være gunstig. Dette har den fordelen at bare ca 0,25 % av den opprinnelige mengden blir igjen og må behandles på miljøteknisk måte.. Etterbehandlingsmetoder a) for dispersjoner For etterbehandling av denne typen kondensat, holder det oftest med et trekammersepareringsenhet, som består av to forkamre for separering og et kammer med aktivt karbonfilter. Selve separeringen skjer ved hjelp av tyngdekraft. Oljesjiktet som flyter oppå væsken i apparatets separeringskammer, ledes til en oppsamlingsbeholder, og behandles som spillolje. Vannet som er tilbake blir Alle kompressorer suger inn vanndamp og urenheter sammen med omgivelsesluften. Kondensatet som oppstår ved luftkomprimeringen må renses for olje og andre skadestoffer (bilde ovenfor, 2) før det slippes ut som rent vann. (bilde ovenfor, 3) Tyngdekraftutskillere som dette, etterbehandler kondensatdispersjoner sikkert og kostnadseffektivt. til slutt filtrert i to trinn, og kan deretter slippes ut i avløpsnettet. Sammenlignet med en komplett avfallshåndtering av et spesialfirma, er det mulig å oppnå en innsparing på 95 % ved hjelp av tyngdekraftutskillere. Apparatene fås nå med kapasitet opp til 05 m³/min leveringsmengde fra kompressoren. Selvsagt er det mulig å koble flere apparater parallelt hvis det er behov for høyere kapasitet. b) for emulsjoner Til etterbehandling av stabile emulsjoner brukes i dag hovedsakelig to typer apparat. Membranutskillersystem fungerer etter ultrafiltreringsprinsippet, med den såkalte tverrstrømmetoden. Forfiltrert kondensat strømmer over membranen. En del av væsken trenger gjennom og forlater apparatet som rent avløpsvann. Den andre apparattypen bruker et separeringsmiddel i pulverform. Dette innkapsler oljepartikler slik at det dannes lett filtrerbare makroflak. Et filter med definert porestørrelse holder disse makroflakene sikkert tilbake. Vannet som strømmer ut kan ledes i avløpsnettet. c) for kondensat fra oljefrie kompressorer Kondensat fra oljefrie kompressorer må renses ved hjelp av kjemiske metoder. Med til dette hører ph-nøytralisering ved å tilsette baser som bindes i en konsentrasjon av tungmetaller til en filterkake som må behandles som spesialavfall. Denne metoden er uten tvil den mest kostnadskrevende. Spesialtillatelse for å slippe vannet ut i avløpsnettet må ikke bare knyttes til et mulig oljeinnhold i kondensatet, men også til konsentrerte skadestoffer som er sugd inn fra omgivelsesluften. Sistnevnte kan gi betydelige forurensninger i kondensatet. Ved stabile kondensatemulsjoner brukes blant annet membranutskillingssystem. 2 3

9 Til tross for alle fordelene er trykkluft en relativ dyr energibærer. Mottoet må derfor være: Spar kostnader der det er mulig. Hovedårsaken til alt for høye kostnader er i svært mange tilfeller at kompressorkapasiteten Trykk Dual-regulering Fullast/tomgang/pause-regulering Fullast Trykk Dual-regulering (LT) Liketrykk, kontinuerlig leveringsmengderegulering med proporsjonalregulator Fullast Tomgang Stillstand Nominell motoreffekt i % Tomgang Stillstand Nominell motoreffekt i % 6. Effektiv kompressorstyring Trykk Quadro-regulering Fullast/tomgang/pause-regulering med automatisk valg av optimal driftstype Tid Trykk SFC (FO) Frekvensomforming kontinuerlig leveringsmengderegulering via motorturtall Tid Fullast Fullast ikke er tilpasset det varierende trykkluftbehovet. Derfor ligger utnyttelsesgraden til mange kompressorer ofte bare på 50 %. Mange brukere er overhodet ikke klar over dette, fordi kompressorene deres bare har driftstimetellere, og ikke fullasttimetellere. Godt samordnede styringssystemer kan avhjelpe dette: Du kan øke utnyttelsesgraden til over 90 %, og dermed medvirke til en energiinnsparing på over 20 %.. Intern styring a) Fullast/tomgangsregulering I de fleste kompressorer brukes trefaseasynkronmotorer som drivmotor. Den tillatte koblingshyppigheten for disse motorene avtar med økt motorstørrelse. Man oppnår ofte ikke tilstrekkelig koblingshyppighet til å koble kompressorer med lav koblingsdifferanse inn og ut i samsvar med det faktiske trykkluftforbruket. Ved disse koblingsforløpene er det bare de trykkførende områdene i kompressoren som blir avlastet. Motoren arbeider derimot ennå en stund etterpå. Energien som da forbrukes må betraktes som tap. I tomgangsperioden utgjør energibehovet til kompressorer som kobles inn og ut på denne måten 20 % av fullasteffekten. b) Frekvensomforming Kompressorer som turtallreguleres ved hjelp av frekvensomformer, oppnår ikke konstant virkningsgrad innenfor sitt reguleringsområde. I reguleringsområdet mellom 30 og 00 % reduseres for eksempel effektiviteten på en 90 kwmotor fra 9 til 86 %. I tillegg kommer tapet som forårsakes av frekvensomformeren og kompressorenes ikke-lineære ytelseskarakteristikk. Brukt på feil måte kan frekvensomformersystemer bli rene energisluk, uten at de ansvarlige for anlegget merker det. Frekvensomforming er derfor ikke noe universalmiddel med tanke på å oppnå mest mulig energisparende kompressordrift. 2. Klassifisering av luftbehovet Som regel kan kompressorer klassifiseres som hovedlast-, mellomlast-, topplast- eller stand-by-anlegg, alt etter funksjonen de skal fylle. a) Hovedlast-luftbehov Med hovedlast-luftbehov mener man luftmengden som en bedrift konstant har behov for. b) Topplast-luftbehov Topplast-luftbehovet er derimot den luftmengden man behøver i perioder med maksimalt luftforbruk. Dette luftbehovet varierer fra forbruker til forbruker på grunn av ulike krav og bruksområder. ringer. Disse styringene må være i stand til å opprettholde kompressordriften ved feilfunksjon i et overordnet styringssystem, slik at man likevel er sikret en videre kompressordrift og dermed en tilstrekkelig trykkluftforsyning. 3. Overordnet styring Overordnede styringer er systemer som koordinerer driften av kompressorene i en trykkluftstasjon og kobler de enkelte anleggene inn og ut, alt etter luftbehov. a) Splitting av anlegg Splitting er oppdeling av kompressorer med lik eller ulik kapasitet og styringstype alt etter bedriftens luftbehov ved hovedlast og topplast. b) Oppgavene til overordnede Styringer Koordinering av kompressordriften er en oppgave som er både krevende og omfattende. Overordnede styringer må i dag være i stand til å koble kompressorer av forskjellige typer og størrelser inn og ut til riktig tidspunkt. De må dessuten kunne overvåke anleggene i forbindelse med vedlikehold, samordne kompressorenes driftstid og avdekke funksjonsfeil, slik at reparasjonskostnadene for trykkluftanlegget reduseres og driftssikkerheten økes. c) Riktig regulering En perfekt gradering av kompressorene er en viktig forutsetning for effektiv med andre ord energisparende overordnet styring. I den forbindelse må topplastanleggenes leveringsmengde være større enn leveringsmengden til Tomgang Stillstand Nominell motoreffekt i % I den kompressorinterne styringen «Sigma Control» finnes det fire forhåndsinnstilte styringskonsepter som kan konfigureres For å fylle de forskjellige belastningsfunksjonene så godt som mulig, må kompressorene utstyres med ulike styhovedlastanlegget som skal kobles inn. Ved bruk av et turtallsregulert topplastanlegg må reguleringsområdet være større enn leveringsmengden til kompressoren som skal kobles inn som den den neste. Hvis dette ikke er tilfelle kan ikke trykkluftforsyningen kostnadseffektivt garanteres. d) Sikker intern dataoverføring Sikker intern dataoverføring er en vesentlig forutsetning for at et overordnet styringssystem skal fungere feilfritt og effektivt. Man må forsikre seg om at ikke bare meldinger mellom de enkelte kompressoranleggene, men også mellom kompressorene og det overordnede styringssystemet blir overført. I tillegg må også signalbanene overvåkes, slik at forstyrrelser, for eksempel som følge av kabelbrudd, kan oppdages omgående. De vanlige overføringsmetodene:. spenningsfrie kontakter: Profibus muliggjør en hurtig dataoverføring fra kompressorstasjonen til overordnede prosesstyringsog kontrollsystemer Servicesenter til enhver tid Sms på mobilen Salg/service SIGMA AIR MANAGER Modem Tid Ethernett Modem Tomgang Stillstand Nominell motoreffekt i % Kontrollsenter "Sigma Air Control" Prosess Profibus DP Etterbehandling Filter med Eco Drain 2. analoge signaler 20 ma 3. elektroniske grensesnitt f.eks. RS 232, RS 85 eller Profibus DP. Den mest moderne overføringsteknikken oppnår man med Profibus. Med denne metoden kan man uten problemer sende store datamengder over store avstander og på svært kort tid (bildet nedenfor). Dette gjør at overordnede prosesstyringssystemer ikke nødvendigvis må plasseres i kompressorrommet. Tid 5

10 Trykkluftstasjoner består som regel av flere kompressorer med samme eller forskjellig størrelse. For å kunne koordinere de forskjellige enkeltmaskinene, er det nødvendig med en overordnet styring. 7. Trykkbåndstyring Optimal forbruksorientert avstemming av kompressorer Tidligere var denne oppgaven relativt overskuelig: Det dreide seg først og fremst om la like store kompressorer skiftevis ta seg av hovedlastfunksjonen, slik at driftstiden for maskinene jevnet seg ut. I dag er oppgaven betydelig mer krevende: Trykkluftproduksjonen må tilpasses optimalt til brukerbedriftens behov, og samtidig ha en høyest mulig energieffektivitet. Generelt finnes det to ulike systemer for overordnet kompressorstyring: kaskade- og trykkbåndstyring.. Kaskadestyring Den klassiske måten å koble kompressorer styringsteknisk sammen, er den såkalte kaskadestyringen. Hver kompressor blir tildelt et nedre og øvre koplingspunkt. Dersom flere kompressorer skal koordineres, får man et trappe- eller kaskadelignende styringssystem. Når det ved lavt luftbehov kun kobles inn en kompressor og trykket i det øvre området svinger mellom minimums- (p min ) og maksimumstrykket (p max ) for denne kompressoren, vil trykket falle ved økt luftbehov og flere kompressorer tilkobles (bilde ). Dette gir en relativt ugunstig konstellasjon: Ved lavt luftforbruk er det et maksimalt trykk i systemet som øker energitapet på grunn av lekkasjer. Ved et høyere forbruk synker derimot trykket og trykkreservene i systemet reduseres. a) Kaskadestyring med membrantrykkbryter Hvis kaskadestyringen kobles med en trykkbryter eller et kontaktmanometer, kan man som regel anslå en Sammenligning kaskade-/ trykkbåndstyring Trykkvariasjon tradisjonell hovedlastvekselkobling Trykkvariasjon SAM eller VESIS Sikkerhet Bilde : Forskjellige trykkvariasjoner og trykkinnsparing ved kaskadestyringer (hovedlastvekselkoblinger) og trykkbåndstyringer ("SAM" eller "VESIS") minimums koblingstrykkdifferanse på 0,5 bar for hver enkelt kompressor, mens avstanden mellom de enkelte koblingspunktene må ligge på minst 0,3 bar. Ved fire kompressorer, som er det høyest anbefalte antallet, vil man vanligvis kunne se en minimums koblingstrykkdifferanse på, bar. b) Kaskadestyring med elektronisk trykkbryter Bruken av elektronisk trykksensor gjør det mulig å redusere koblingstrykkdifferansene mellom minimums- og maksimumstrykk til 0,2 bar, og i tillegg blir avstanden mellom koblingspunktene mindre. Det optimale er å oppnå en koblingstrykkdifferanse på 0,7 bar. Som allerede nevnt, bør det ikke kobles flere enn fire kompressorer til en kaskadestyring. Faren med et for høyt antall er at energi- og lekkasjetapene blir ekstremt høye på grunn av den store trykkspredningen. 2. Trykkbåndstyring En mer moderne koordinering av flere kompressorer, særlig med tanke på kravene til kostnadseffektivitet, Tid er uten tvil trykkbåndstyringen. Ved hjelp av det såkalte trykkbåndet i bedriften kan et ønsket antall kompressorer koordineres (bilde ). En ufravikelig forutsetning er tilgangen til en overordnet styring med mikroprosessor, eller enda bedre, en industri-pc med styringsteknisk intelligens. Det finnes flere muligheter også ved båndstyringen. (trykkbåndstyring) a) Vektorstyring Vektorstyringen finner trykkøkningen eller -reduksjonen mellom det fastlagte minimums- og maksimumstrykket og regner ut luftforbruket basert på dette. Kompressoren blir på en måte styrt retrospektivt på basis av tidligere forbruk (bilde 2). For trykkluftsystemer med variabelt luftforbruk kan dette føre til vibrasjoner i rørledningsnettet, som krever dempningstiltak. Særlig viktig i denne sammenhengen er avstemmingen av kompressorene. Som regel er det ikke mulig å redusere koblingstrykkdifferansen til mindre enn 0,5 bar med denne styringsmetoden, fordi målingen skjer innenfor området mellom minimums- og maksimumstrykket. Vektor trykkøkning over tid Vektor Vektor 2 Bilde 2: Vektorkompressorstyring b) Trykkbåndstyring med trendgjenkjenning Mer effektiv enn vektorstyringen er trykkbåndstyring med trendgjenkjenning, fordi denne tillater koblingstrykkdifferanser på bare 0,2 bar. Dette er den til nå lavest mulig kjente koblingstrykkdifferansen i trykkluftteknikken. Trendgjenkjenningen er ikke basert på påvisning av den umiddelbare trykkøkningen og -reduksjonen i et bestemt tidsrom. Snarere observerer styringen forbruket i trykkluftsystemet etter at den er koblet om, og trekker deretter slutninger for de neste koblingshendelsene (bilde 3). Trendgjenkjenningen som arbeider med en nøyaktighet fra 0,0 til 0,03 bar er derfor alltid oppdatert og gjør styringen i stand til å koordinere selv trykkluftsystemer med store forbrukssvingninger optimalt, med minimale koblingstrykkdifferanser. På den måten kan man i dag koble opp til 6 kompressorer styringsteknisk sammen i et trykkområde på kun 0,2 bar. Trykkbåndet er sikret med et såkalt nødbånd, slik at en sikker trykkluftforsyning alltid kan garanteres. Disse styringene Vektor trykkreduksjon over tid kan bidra til betydelige energibesparelser i trykkluftsystemer. For å gjøre det enda tydeligere: Selv en system trykkreduksjon på 0, bar, har en energiinnsparingseffekt på en prosent. Trykkbåndsstyring for flere kompressorer (SAM/VESIS). Koblingspunkt for en kompressor 2. Koblingspunkt for en kompressor Bilde 3: Trykkbåndstyring med trendgjenkjenning (over) c) Topplastavhenging styring Trykkbåndstyringer med trendgjenkjenning deler kompressorene inn i grupper etter kapasitet. De er dermed ikke bare i stand til å utnytte kompressorene likt med tanke på drifts- og belastningstimer, men kan også velge den riktige kompressoren til det eksakt riktige tidspunktet (bilde ). En vesentlig forutsetning for dette er imidlertid en optimert splitting. Det vil si en inndeling av kompressorer med lik eller forskjellig kapasitet avhengig av hovedlast- og topplastluftforbruk (se også kapittelet "Effektiv kompressorstyring"). Den mest kostnadseffektive måten å styre kompressorer som er tilgjengelig i dag, krever imidlertid utveksling og bearbeiding av store datamengder. Kun intelligente industri-pc-er som "Sigma Air Manager" (SAM) fra er i stand til å bearbeide slike datamengder. Industri-PC-en kan tilkobles prosesstyringssystemer, og i tillegg til å være en høyeffektiv styring fungerer den også som en nettserver med programmerte HTML-sider. Dermed er det mulig uten særlig programvare å registrere både driftsdataene for de enkelte kompressorene, og utnyttelsen og effektiviteten for hele trykkluftstasjonen, visualisere dataene på en lettfattelig måte, vurdere dem, og reagere i samsvar med disse vurderingene (se også s. 27 for mer om "Sigma Air Manager"). Nominelt punkt Bilde : Bedre kompressorutnyttelse med optimert splitting og effektiv koordinering av anlegget 6 7

11 Med tanke på energiprisene som stiger hele tiden blir energisparing i stadig større grad ikke bare en økologisk, men også en økonomisk nødvendighet. Kompressorprodusentene tilbyr mange Platevarmeveksler Kompressorens kjøleoljekrets 8. Spar energi med varmegjenvinning muligheter for dette som f.eks. varmegjenvinning fra skruekompressorer.. Kompressorer produserer først og fremst varme Selv om det kan høres utrolig ut for en legmann: Faktum er at 00 % av energien som tilføres en kompressor blir omdannet til varme. Gjennom komprimeringen blir luften i kompressoren ladet med et energipotensial. Denne energimengden kan utnyttes gjennom ekspandering til omgivelsestrykk, avkjøling og varmeopptak fra omgivelsene. 2. Opp til 9% utnyttbar energi Hoveddelen av den tilførte energien som kan utnyttes i form av varme, nærmere bestemt 72 %, befinner seg for olje- eller væskekjølte kompressorers vedkommende i kjølemediet, 3 % er å finne i trykkluften og opp til 9 % i varmetapet i elektromotoren. For helkapslede olje- eller væskekjølte skruekompressorer kan også det sistnevne energitapet gjenvinnes som varmeenergi med spesialinnrettet avkjøling. Totalt kan altså opptil 9 % av energien som tilføres kompressoren utnyttes som varmeenergi. Kun 2 % går tapt som varmestråling, og % varme blir igjen i trykkluften (se varmefluksdiagrammet, s. 9). 3. Mulighetene for varmegjenvinning Brukere som er interessert i en enda b) Oppvarming av varmtvann Ved å montere en varmeveksler (bilde 2) i væskekretsløpet, er det både ved bruk av luft- og vannavkjølte skruekompressorer mulig å produsere varmtvann til ulike formål. Til dette benyttes det en platevarmeveksler eller sikkerhetsvarmeveksler avhengig av om varmtvannet skal brukes til oppvarmer kostnadseffektiv utnyttelse av trykkluft, kan velge flere varianter av varmegjenvinning: a) Varmluftoppvarming Den enkleste muligheten for varmegjenvinning for luft- og olje- eller væskekjølte skruekompressorer ligger i en direkte utnyttelse av kjøleluften som oppvarmes av kompressoren. Med denne metoden ledes spillvarmen gjennom et luftkanalsystem og inn i rommene som skal varmes opp (bilde ). Naturligvis kan varmluften også benyttes til andre formål, f. eks. tørkeprosesser, portalanlegg eller forvarming av forbrenningsluft. Dersom det ikke er behov for varme, kan avtrekksluften ved hjelp av et manuelt eller automatisk styrt svingspjeld eller sjalusispjeld ledes ut i friluft. Sommer utblåsningsluft En termostatregulert sjalusistyring gjør det mulig å presist dosere varmluften slik at man oppnår en konstant temperatur. Med denne varianten kan opp til 9 % av skruekompressorens elektriske inngangseffekt utnyttes. Dette kan også lønne seg for mindre kompressorer, for selv en 8,5 kw-kompressor avgir så mye varmeenergi at den uten problemer kan varme opp en enebolig. Bilde : Varmegjenvinningssystem med luftekanal og innebygd svingspjeld for produksjon av varmluft Vinter oppvarming Bilde 2: Varmegjenvinningsanlegg for produksjon av varmtvann Platevarmeveksleren produserer varmtvann med en temperatur opp til 70 C. mingsformål, som dusj- og vaskevann eller til produksjons- og rengjøringsprosesser. Med disse varmevekslerne er det mulig å oppnå vanntemperaturer på opp til 70 C. De ekstra utgiftene til denne varmegjenvinningen kan for kompressoranlegg med 8,5 kw tilført effekt og oppover, erfaringsmessig spares inn i løpet av to år. Forutsetningen for dette er imidlertid korrekt planlegging. Varmefluksdiagram: Trykkluftkjøling 3 % Motor 9 % Kjøler 72 % Nyttbar oppvarmingsenergi for varmegjenvinning 9 %. Ta hensyn til sikkerheten Vanligvis bør kompressorens primære kjølesystem aldri benyttes som varmegjenvinningssystem samtidig. Grunnen til dette er: at en eventuell svikt i varmegjenvinningen også vil sette kompressorkjølingen og dermed hele trykkluftproduksjonen i fare. Det bør derfor monteres egne varmevekslere til varmegjenvinning som et tillegg til kompressoranlegget. Ved driftsfeil Total elektrisk effektopptak 00 % Omgivelsesluft 2 % Varme som forblir i trykkluften % kan kompressoren da selv sørge for sin egen sikkerhet: Dersom det ikke blir avledet varme via væske-/vannvarmeveksleren i varmegjenvinningssystemet, kobler kompressoren internt over til det primære luft- eller vannkjølesystemet. Dermed blir den videre trykkluftforsyningen sikret. 5. Fasit Varmegjenvinning er et alternativ som absolutt bør tas med i vurderingen dette kan gjøre trykkluftanlegget mer økonomisk i drift og samtidig skåne miljøet. Utgiftene forbundet med dette er forholdsvis små. Omfanget av investeringene er avhengig av de lokale forholdene i bedriften varmegjenvinningen skal innføres i, formålet med bruken og den valgte varmegjenvinningsmetoden. 8 9