Στοχευμένη χρήση της μέτρησης της ροής όγκου και της ανίχνευσης διαρροών για τη μείωση του ενεργειακού κόστους και των εκπομπών CO2 σε συστήματα πεπιεσμένου αέρα

Στις βιομηχανικές χώρες, περίπου το 10% της συνολικής βιομηχανικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιείται για την παραγωγή πεπιεσμένου αέρα, ενώ στη Γερμανία το ποσοστό αυτό φτάνει το 14%. Οι διαρροές είναι ο κύριος παράγοντας απώλειας ενέργειας και τα περισσότερα συστήματα πεπιεσμένου αέρα έχουν απώλειες της τάξης του 20% έως 40%, ενώ στα κακά συστήματα οι απώλειες ξεπερνούν ακόμη και το 60%. Η εξάλειψη των διαρροών πεπιεσμένου αέρα είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας. Οι διαρροές πεπιεσμένου αέρα συχνά σπαταλούν 8760 ώρες (24 h x 365 d) ενέργειας ετησίως και αυξάνουν τους χρόνους λειτουργίας του συμπιεστή, γεγονός που μειώνει επίσης τα διαστήματα συντήρησης. Επομένως, είναι απαραίτητη η τακτική ανίχνευση και εξάλειψη των διαρροών. Η σειρά LD σας προσφέρει όλα τα χαρακτηριστικά που χρειάζεστε για να εντοπίζετε τις διαρροές και να μετράτε τις συνέπειες όσον αφορά την κατανάλωση ενέργειας και τα χρήματα που σπαταλούνται.

1. Πρακτικό παράδειγμα - δυνατότητες εξοικονόμησης πόρων μιας φαρμακευτικής εταιρείας

Τα υψηλά ποσοστά διαρροής πεπιεσμένου αέρα και τα λανθασμένα σχεδιασμένα εξαρτήματα (συμπιεστές και δεξαμενές αποθήκευσης πεπιεσμένου αέρα) μειώνουν την αποδοτικότητα του συστήματος πεπιεσμένου αέρα, δημιουργούν περιττέςεκπομπές CO2 και μειώνουν επίσης την ανταγωνιστικότητα. Το πόσο πεπιεσμένου αέρα απαιτεί η παραγωγή σε μια εβδομάδα και το πώς πρέπει να διαστασιολογηθούν τα εξαρτήματα, ώστε να λειτουργούν όσο το δυνατόν πιο αποδοτικά και να αξιοποιούνται στο μέγιστο δυνατό βαθμό, μπορούν να μετρηθούν πολύ εύκολα και αξιόπιστα με έναν αισθητήρα ροής όγκου. Στο εικονιζόμενο γράφημα μπορείτε να δείτε το προφίλ ροής όγκου που μετρήθηκε πίσω από τη δεξαμενή πεπιεσμένου αέρα μιας φαρμακευτικής εταιρείας στη Νότια Αφρική για περίπου 10 ημέρες.

Η πράσινη καμπύλη αντιστοιχεί στο πραγματικά μετρούμενο προφίλ ροής όγκου (κινητός μέσος όρος) και η κόκκινη καμπύλη στο προφίλ ροής όγκου μετά την "προσομοιωμένη" εξάλειψη της διαρροής. Όπως μπορείτε να δείτε, η καμπύλη μετατοπίζεται προς τα κάτω. Κατά τη διάρκεια των χρόνων που σημειώνονται με κόκκινο χρώμα, η παραγωγή ήταν σταματημένη και δεν παράγονταν προϊόντα - με άλλα λόγια, ο πεπιεσμένος αέρας διέφευγε μόνο μέσω διαρροών και ανοιχτών ακροφυσίων εκείνη τη στιγμή. Φυσικά, η τιμή αυτή θα πρέπει να είναι πάντα όσο το δυνατόν χαμηλότερη και θα πρέπει να μειώνεται σημαντικά μετά την εξάλειψη των διαρροών ή άλλων βελτιστοποιήσεων της κατανάλωσης. Με βάση τις ακόλουθες υποτιθέμενες τιμές για το σύστημα, υπάρχουν δυνατότητες βελτίωσης, τις οποίες μπορείτε να δείτε στον παρακάτω πίνακα.

  • Ειδική απόδοση: 0,12 kWh / m³
  • Τιμή ηλεκτρικής ενέργειας: 25 € λεπτά / kWh
  • Χρόνος λειτουργίας: 8000 ώρες/έτος
  • Εκπομπές CO2 μείγμα ηλεκτρικής ενέργειας οικιακής κατανάλωσης: 420 g/ kWh
ΜονάδαΜέτρηση πριν από τη διόρθωσηΜέτρηση μετά τη διόρθωσηΒελτιώσεις
Μέση ροή όγκου[m3/h]500 m³/h250 m³/h250 m³/h
Παροχή όγκου χωρίς παραγωγή[m3/h]316 m³/h66 m³/h250 m³/h
Ποσοστό διαρροής [%]63,2%26,4 %36,8 %
Δυναμικό εξοικονόμησης [€/α]75.840 € / a15.840 € / a60.000 €/a
Εκπομπές CO2127,41 τόνοι / α26,61 τόνοι / έτος100,8 τόνοι / έτος

2. Πρακτικό παράδειγμα - δυνατότητες εξοικονόμησης πόρων μιας επιχείρησης αρτοποιίας

Το ακόλουθο διάγραμμα δείχνει το προφίλ ροής όγκου ενός αρτοποιείου που παράγει υπό τις ακόλουθες συνθήκες:

  • Το αρτοποιείο αποτελείται από 2 αίθουσες παραγωγής
  • Η αίθουσα 1 (παλαιότερα συστήματα) είναι επί του παρόντος κλειστή.
  • Η παραγωγή πραγματοποιείται στην αίθουσα 2 από τις 10:00

Ένας αισθητήρας θερμικής ροής VA 500 εγκαταστάθηκε πίσω από τη δεξαμενή πεπιεσμένου αέρα για τη μέτρηση της κατανάλωσης των δύο αιθουσών. Στο ακόλουθο διάγραμμα, το αρχικό προφίλ ροής όγκου (ανοιχτό πράσινο) δείχνει την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του συμπιεστή. Για λόγους καλύτερης συγκρισιμότητας, υπολογίστηκε επομένως και ο κινητός μέσος όρος και απεικονίστηκε (σκούρο πράσινο). Από αυτό μπορούν να εξαχθούν τα ακόλουθα συμπεράσματα: Παρόλο που δεν υπήρχε παραγωγή πριν από τις 10:00 π.μ., ο συμπιεστής παρέχει πολύ πεπιεσμένο αέρα. Οι πραγματικές "αιχμές παραγωγής" είναι πολύ μικρές σε σύγκριση με το βασικό φορτίο. Αυτό υποδηλώνει ένα πολύ υψηλό ποσοστό διαρροής. Για να επιβεβαιωθεί η υπόθεση, οι σφαιρικές βαλβίδες προς τα μηχανήματα στην περιοχή διακοπής λειτουργίας (στην αίθουσα 1) έκλεισαν, ώστε οι διαρροές τους να μην τροφοδοτούνται πλέον με πεπιεσμένο αέρα. Οι περισσότερες διαρροές εντοπίζονται συνήθως μέσα και γύρω από τα μηχανήματα. Η επακόλουθη σταθερή μείωση του επιπέδου του προφίλ ροής όγκου δείχνει ότι το βασικό φορτίο μπορεί να μειωθεί πάρα πολύ από κλειστή σφαιρική βαλβίδα σε σφαιρική βαλβίδα. Αυτό αποτελεί ένδειξη του αντίκτυπου που θα είχε μια επισκευή διαρροής στο προφίλ πεπιεσμένου αέρα αυτού του αρτοποιείου.

  • Ροή όγκου στην αρχή: 150 m³/h
  • Ροή όγκου μετά το κλείσιμο των σφαιρικών βαλβίδων: περίπου 40 m³/h

Εάν τα μηχανήματα στην αίθουσα 1 λειτουργήσουν ξανά, οι σφαιρικές βαλβίδες πρέπει να ανοίξουν και ο πεπιεσμένος αέρας διαφεύγει ξανά μέσω των διαρροών.

3. Συνιστώμενη διαδικασία για τη μόνιμη μείωση του ποσοστού διαρροής πεπιεσμένου αέρα

Συμπέρασμα και σύσταση

Η διαδικασία που περιγράφεται εδώ θα πρέπει να διεξάγεται κυκλικά στην επιχείρηση, ώστε να διατηρείται το ποσοστό διαρροής όσο το δυνατόν χαμηλότερα μακροπρόθεσμα. Στόχος των μέτρων θα πρέπει να είναι η επίτευξη ενός μόνιμου ποσοστού διαρροής 5-10%, καθώς η εμπειρία έχει δείξει ότι μια εφάπαξ έρευνα και επισκευή δεν μειώνει μόνιμα το ποσοστό διαρροής και ότι νέες διαρροές θα εμφανιστούν φυσικά και πάλι στη συνέχεια.

Πρακτική συμβουλή: Προκειμένου να μη χαθεί ο βέλτιστος χρόνος για τον έλεγχο διαρροών, συνιστάται η χρήση αισθητήρα ροής όγκου (π.χ. VA 500) στον κύριο αγωγό πίσω από τη δεξαμενή. Συνιστάται τουλάχιστον μία εβδομάδα (Δευτέρα έως Κυριακή) ως περίοδος για τη μέτρηση. Επιπλέον, η μέτρηση της ροής όγκου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επικύρωση του αποτελέσματος της αναζήτησης και διόρθωσης της διαρροής, καθώς αυτή πρέπει να μειώσει τη ροή όγκου κατά τη διάρκεια της στάσης.