Uso direcionado de medição de vazão volumétrica e detecção de vazamentos para reduzir os custos de energia e as emissões de CO2 em sistemas de ar comprimido

Nos países industrializados, cerca de 10% do consumo total de eletricidade industrial é usado para a Geração de ar comprimido; na Alemanha, chega a 14%. Os vazamentos são o principal fator de perda de energia, e a maioria dos sistemas de ar comprimido tem Perdas na faixa de 20% a 40% e, em sistemas ruins, chegam a mais de 60%. A eliminação de Fugas de ar comprimido é a maneira mais eficaz de reduzir o Consumo de energia. Fugas de ar comprimido geralmente desperdiçam 8760 horas (24 h x 365 d) de energia por ano e aumentam os Tempos de funcionamento do compressor, o que também reduz os Intervalos de manutenção. Portanto, é essencial detectar e eliminar vazamentos regularmente. Nossa série LD oferece todos os recursos de que você precisa para detectar vazamentos e medir as consequências em termos de Consumo de energia e desperdício de dinheiro.

1. exemplo prático - potencial de economia de uma empresa farmacêutica

Altos índices de vazamento de ar comprimido e componentes projetados incorretamente (Compressores e tanques de armazenamento de ar comprimido) reduzem a Eficiência do sistema de ar comprimido, geramemissões desnecessáriasde CO2 e também reduzem a competitividade. A quantidade de ar comprimido necessária para a produção durante uma semana e o dimensionamento dos componentes para que funcionem da forma mais eficiente possível e sejam utilizados em sua capacidade podem ser medidos de forma muito fácil e confiável com um sensor de fluxo de volume. No gráfico mostrado, você pode ver o perfil de fluxo de volume medido atrás do tanque de ar comprimido de uma empresa farmacêutica na África do Sul por aproximadamente 10 dias.

A curva verde corresponde ao perfil de fluxo de volume medido real (média móvel) e a curva vermelha ao perfil de fluxo de volume após o Vazamento "simulado". Como você pode ver, a curva se desloca para baixo. Durante os períodos marcados em vermelho, a produção estava parada e nenhuma mercadoria estava sendo produzida - em outras palavras, o Ar comprimido estava escapando apenas por Vazamentos e bicos abertos nesse momento. Obviamente, esse valor deve ser sempre o mais baixo possível e deve cair significativamente após a eliminação de Vazamentos ou outros Consumidores otimizados. Com base nos seguintes valores presumidos para o sistema, há potencial para melhorias, que podem ser vistas na tabela abaixo.

  • Produção específica: 0,12 kWh / m³
  • Preço da eletricidade: 25 centavos de euro / kWh
  • Tempo de funcionamento: 8000 h/ano
  • Emissões de CO2 consumo doméstico da mistura de eletricidade: 420 g/kWh
UnidadeMedição antes da retificaçãoMedição após a retificaçãoMelhorias
Fluxo de volume médio[m3/h]500 m³/h250 m³/h250 m³/h
Fluxo de volume sem produção[m3/h]316 m³/h66 m³/h250 m³/h
Taxa de vazamento [%]63,2%26,4 %36,8 %
Potencial de economia [€ / a]75.840 € / a15.840 € / a60.000 €/a
Emissões de CO2127,41 toneladas / a26,61 toneladas / ano100,8 toneladas / ano

2. exemplo prático - potencial de economia de uma empresa de panificação

O diagrama a seguir mostra o perfil do fluxo de volume de uma padaria que produz sob as seguintes condições:

  • A padaria consiste em dois pavilhões de produção
  • O salão 1 (sistemas mais antigos) está atualmente fechado
  • A produção ocorre no salão 2 a partir das 10:00

Um sensor de fluxo térmico VA 500 foi instalado atrás do tanque de ar comprimido para medir os Consumidores dos dois pavilhões. No diagrama a seguir, o perfil de fluxo de volume original (verde claro) mostra a ativação e desativação do Compressor. Para melhor comparabilidade, a média móvel também foi calculada e plotada (verde escuro). Os seguintes resultados podem ser obtidos a partir disso: Embora não houvesse produção antes das 10h, o Compressor fornece uma grande quantidade de Ar comprimido. Os "picos de produção" reais são muito pequenos em comparação com a carga de base. Isso indica um Vazamento muito alto. Para confirmar a suposição, as Válvulas esféricas para as máquinas na área de desligamento (no Hall 1) foram fechadas para que seus Vazamentos não sejam mais abastecidos com Ar comprimido. A maioria dos vazamentos é normalmente encontrada dentro e ao redor das máquinas. A subsequente diminuição constante no nível do perfil de fluxo de volume mostra que a carga básica pode ser reduzida enormemente de válvula esférica fechada para válvula esférica. Essa é uma indicação do impacto que um reparo de vazamento teria sobre o perfil de ar comprimido dessa padaria.

  • Fluxo de volume no início: 150 m³/h
  • Fluxo de volume após o fechamento das Válvulas esféricas: aprox. 40 m³/h

Se as máquinas do pavilhão 1 forem operadas novamente, as Válvulas esféricas terão de ser abertas e o Ar comprimido escapará novamente pelos Vazamentos.

3. Procedimento recomendado para reduzir permanentemente o Ar Comprimido

Conclusão e recomendação

O processo descrito aqui deve ser realizado ciclicamente na empresa a fim de manter o índice de vazamento o mais baixo possível a longo prazo. O objetivo das medidas deve ser atingir um Vazamento permanente de 5 a 10%, pois a experiência tem mostrado que uma busca e um reparo pontuais não reduzem permanentemente o Vazamento e novos vazamentos voltarão a ocorrer naturalmente depois.

Dica prática: para não perder o momento ideal para o Vazamento, recomenda-se o uso de um sensor de fluxo de volume (por exemplo, VA 500) no tubo principal atrás do tanque. Recomenda-se pelo menos uma semana (de segunda a domingo) como o período para a Medição. Além disso, a medição do fluxo de volume pode ser usada para validar o resultado do Vazamento e da retificação, pois isso deve reduzir o fluxo de volume durante a paralisação.