Εξοικονόμηση ενέργειας σε συστήματα πεπιεσμένου αέρα

Η εξοικονόμηση ενέργειας αποτελεί σήμερα έναν από τους σημαντικότερους παράγοντες βιωσιμότητας, στοχεύοντας σε ένα καλύτερο οικονομικό αποτέλεσμα τόσο για τον άνθρωπο όσο και για το φυσικό περιβάλλον.

Του κ. Κωνσταντίνου Διονυσίου*

Οι όποιες επεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας σε μία βιομηχανία θα πρέπει να στοχεύουν σε τομείς και εφαρμογές όπου η δυνητική εξοικονόμηση ενέργειας είναι σημαντική, μεγιστοποιώντας με αυτό τον τρόπο το όφελος από την όποια παρέμβαση, και μειώνοντας παράλληλα το χρόνο απόσβεσης του κεφαλαίου της επένδυσης (ROI).

Μία από τις σημαντικότερες επεμβάσεις εξοικονόμησης ενέργειας που μπορεί να υλοποιηθεί σε μία βιομηχανία, είναι ο εκσυγχρονισμός των συστημάτων πεπιεσμένου αέρα. Αυτό γιατί ο πεπιεσμένος αέρας αποτελεί κατά μέσο όρο το 12% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας σε μία βιομηχανία.

Ας δούμε όμως μέσω ποιων παρεμβάσεων σε ένα σύστημα πεπιεσμένου αέρα μπορούν να επιτευχθούν ενεργειακές εξοικονομήσεις.

 

Αξιολόγηση υφιστάμενης εγκατάστασης

Σε κάθε περίπτωση, πριν την επιλογή κάποιου αεροσυμπιεστή, καλό θα είναι να γίνεται μία αξιολόγηση του υφιστάμενου συστήματος μέσω ενός ενεργειακού ελέγχου. Κατά τον έλεγχο αυτόν πραγματοποιείται μέτρηση του προφίλ της κατανάλωσης και της τρέχουσας ενεργειακή απόδοση, ώστε να διαστασιολογηθεί ο ιδανικός αεροσυμπιεστής –ή συνδυασμός αεροσυμπιεστών– που θα οδηγήσει στις μεγαλύτερες δυνατές εξοικονομήσεις ενέργειας.

Καλό είναι να αναφέρουμε ότι σε κάποιες περιπτώσεις, μετά από έναν τέτοιο έλεγχο, μπορεί να προκύψουν ευκαιρίες εξοικονόμησης χωρίς να χρειαστεί να προχωρήσει κάποιου είδους επένδυση, απλά με τη σωστή ρύθμιση των παραμέτρων λειτουργίας του συστήματος.

 

Αεροσυμπιεστές μεταβλητής παροχής

Οι αεροσυμπιεστές μεταβλητής παροχής (VSD) χρησιμοποιούν ένα μετατροπέα συχνότητας (inverter), ο οποίος ελέγχει την ταχύτητα του κινητήρα –και κατά συνέπεια την παροχή του αεροσυμπιεστή– ακολουθώντας τη ζήτηση από την κατανάλωση· και καθώς η σχέση παροχής κατανάλωσης είναι σχεδόν γραμμική, οδηγούν σε εξοικονομήσεις που σε κάποιες περιπτώσεις μπορούν να αγγίξουν και το 50% σε σχέση με την υφιστάμενη κατάσταση.

 

Δεν είναι όλοι οι αεροσυμπιεστές ίδιοι

Όλοι οι αεροσυμπιεστές με την ίδια ονομαστική ισχύ δεν είναι ίδιοι. Πολύ σημαντικό είναι να μην επικεντρωνόμαστε στην ονομαστική ισχύ, αλλά στην παροχή αυτού για τη δεδομένη ισχύ, καθώς ανάλογα με τον κατασκευαστή, μπορεί να υπάρχουν σημαντικές διαφορές. Η πιο σημαντική παράμετρος για την ορθή σύγκριση και αξιολόγηση είναι ο λόγος ισχύος προς παροχή, ο οποίος ονομάζεται «ειδική κατανάλωση ενέργειας» (SER). Όσο μικρότερος είναι ο λόγος αυτός, τόσο πιο αποδοτικός είναι ο αεροσυμπιεστής –άρα και μεγαλύτερη η εξοικονόμηση ενέργειας.

 

Κεντρική διαχείριση αεροστασίου

Η βασική ωφέλεια που μπορούμε να έχουμε από ένα σύστημα κεντρικής διαχείρισης –ειδικά σε αεροστάσια με πάνω από δύο αεροσυμπιεστές– είναι η μείωση του εύρους πίεσης λειτουργίας του συστήματος, καθώς ο κεντρικός ελεγκτής αποφασίζει ποιος αεροσυμπιεστής θα μπει ή θα βγει από το δίκτυο, χωρίς αυτό να γίνεται άναρχα από τον τοπικό ελεγκτή του κάθε μηχανήματος ξεχωριστά.

Εδώ είναι πολύ σημαντικό να αναφέρουμε ότι για κάθε 1 bar χαμηλότερης πίεσης λειτουργίας στο σύστημά μας, έχουμε εξοικονόμηση ενέργειας της τάξης του 7%, καθώς και μείωση των διαρροών κατά 13%.

Σε πιο απλούς ελεγκτές η σειρά προτεραιότητας των μηχανημάτων είναι προκαθορισμένη, ενώ σε πιο εξελιγμένους αυτή καθορίζεται από ειδικούς αλγόριθμους, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται πάντα ο ιδανικός συνδυασμός αεροσυμπιεστών για τις εκάστοτε συνθήκες και να οδηγούμαστε σε ακόμα μεγαλύτερες εξοικονομήσεις ενέργειας.

Τέλος, οι δυνατότητες τηλεμετρίας τόσο των κεντρικών μονάδων διαχείρισης όσον και των εκλεκτών της κάθε μονάδας ξεχωριστά, μπορεί να μας δώσει ανά πάσα στιγμή εικόνα για την ενεργειακή απόδοση του συστήματος ή της κάθε μονάδας χωριστά, βοηθώντας στην έγκαιρη αντιμετώπιση τυχόν προβλημάτων που οδηγούν στην αύξηση της ενεργειακής κατανάλωσης.

 

Σχεδιασμός δικτύου

Ένα σύνηθες φαινόμενο στη βιομηχανία είναι να βασίζονται οι επεκτάσεις των δικτύων πεπιεσμένου αέρα στον αρχικό σχεδιασμό και στις αρχικές διατομές των σωληνώσεων. Όμως, όσο μεγαλώνει το μήκος του δικτύου και η συνολική παροχή αέρα, οδηγούμαστε σε πολύ μεγάλες πτώσεις πίεσης στο δίκτυο, με αποτέλεσμα να έχουμε το σύστημά μας να λειτουργεί σε σημαντικά υψηλότερη πίεση προκειμένου να διασφαλίσουμε την επιθυμητή πίεση στα σημεία κατανάλωσης.

Ας μην ξεχνάμε ότι, όπως αναφέραμε και παραπάνω, για κάθε 1 bar χαμηλότερης πίεσης λειτουργίας στο σύστημά μας, έχουμε εξοικονόμηση ενέργειας της τάξης του 7%, καθώς και μείωση των διαρροών κατά 13%.

Μια σωστή μελέτη των αναγκών του δικτύου μπορεί να μας οδηγήσει σε σημαντικά μικρότερη πίεση λειτουργίας του συστήματος, και κατά συνέπεια σε σημαντικές εξοικονομήσεις ενέργειας.

 

Απώλειες δικτύου

Κατά μέσο όρο, οι απώλειες από το δίκτυο του πεπιεσμένου αέρα αντιπροσωπεύουν το 20% της συνολικής κατανάλωσης αέρα σε μία βιομηχανία. Είναι λοιπόν κατανοητό ότι ο περιορισμός αυτών μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές εξοικονομήσεις ενέργειας. Μια πρώτη εκτίμηση μέσω ενός ενεργειακού ελέγχου μπορεί να μας δώσει μια αρχική γενική εικόνα του προβλήματος. Στη συνέχεια, και ανάλογα με το μέγεθος του προβλήματος, μπορούν να ακολουθήσουν πιο εξειδικευμένες μετρήσεις, όπως ανίχνευση και καταγραφή των απωλειών μέσω υπερήχων.

 

Συντήρηση

Η σωστή συντήρηση του εκάστοτε εξοπλισμού είναι κάτι που βοηθάει στη σωστή «υγεία» και απόδοσή του. Η σωστή απόδοση ενός μηχανήματος καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής του συμβάλλει στη μειωμένη κατανάλωση, άρα και σε ενεργειακές εξοικονομήσεις. Επιπλέον, η σωστή «υγεία» βοηθά στη μείωση της πιθανότητας ζημιών που μπορούν να οδηγήσουν σε έκτακτα κόστη.

 

Ανάκτηση ενέργειας

Ένα 94% της ενέργειας που καταναλώνει ένας αεροσυμπιεστής μετατρέπεται σε θερμότητα. Χωρίς ένα σύστημα ανάκτησης ενέργειας, αυτή η θερμότητα χάνεται στην ατμόσφαιρα. Ανάλογα λοιπόν με τον τύπο του αεροσυμπιεστή, μπορεί να ανακτηθεί σημαντικό ποσοστό της καταναλισκόμενης ενέργειας. Η ανάκτηση γίνεται με τη μορφή ζεστού νερού και μπορεί να αξιοποιηθεί σε εφαρμογές όπως είναι η θέρμανση, το ζεστό νερό χρήσης και η προθέρμανση του νερού του λεβητοστασίου, βοηθώντας στον ενεργειακό μετασχηματισμό της εκάστοτε επιχείρησης.

Κλείνοντας, αξίζει να αναφέρουμε ότι το 70% του κόστους ενός αεροσυμπιεστή στο χρόνο της ζωής του αφορά την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας. Γίνεται λοιπόν κατανοητό ότι κάθε ενέργεια εξοικονόμησης προς αυτή την κατεύθυνση, έχει πολλαπλάσια οφέλη σε σχέση με το κόστος κτήσης ή συντήρησης του αεροσυμπιεστή.

 

*Ο κ. Κωνσταντίνος Διονυσίου είναι διευθυντής Πωλήσεων Αεροσυμπιεστών Βιομηχανίας της εταιρείας Atlas Copco.

Ελέγξτε επίσης

Πρωτεύοντα χαρακτηριστικά μεγέθη αντλιών (ΙΙΙ) Τρόχισμα πτερωτής για ορισμένη παροχή

  Άρθρο των κ. Π.Σ. Φιλιούση, Χ.Π. Φιλιούση, δρ. Ν.Β. Βλαχάκη*   Στη λειτουργία των …