kaeser compresoare

7/31/2019 kaeser compresoare

1/21

Tehnica aeruluicomprimatNoiunifundamentale,sfaturiisugestii

www.kaeser.com


2/21

Pentru a aa, solicitai de la KAESER o analiz a consumului deaer comprimat (ADA). Vei gsi mai multe informaii n capitolele11 13 din broura noastr "Analiz i consiliere".

Informaii i instrumente suplimentarepentru corecta planicare a sistemuluiDvs. de aer comprimat le putei accesaonline la:

www.kaeser.com

> Servicii

> Analiz i consiliere

Ct de mult v costaerul comprimat?

...sautrimiteiu

nfaxla

0212245602

v rog trimitei-mi, gratis ifr nicio obligaie, o brour"Analiz i consiliere".

sunt interesat n efectuareaunei analize. V rog s mcontactai.

Da,

Da,

KAESERKOMPRESSOREN SRL

Bdul.IonMihalache179011181Bucureti1,Romnia

by KAESER

Nume:

Firm:

Adres:

Localitate & cod

potal:

Telefon i fax:


3/21

Cuprins

04 1. Ce este aerul comprimat?

06 2. Tratareaeficientaaeruluicomprimat

08 3. De ce avem nevoie de aer comprimat uscat?

104. Condensul:Evacuarecorect

12 5. Condensul:Trataresigurieconomic

14 6. Controlul eficient al compresorului

16 7. Controlnbanddepresiune: Coordonareaoptimacompresoarelornfunciedeconsum

18 8. Economiedeenergieprinrecuperaredecldur

20 9. Evitarea pierderilor de energie (1): Proiectareaiinstalareauneireeledeaer

22 10. Evitarea pierderilor de energie (2): Optimizareauneireeledeaerexistente

24 11.Proiectareacorectasistemelordeaer(1): Analizanecesaruluideaer(ADA)

26 12.Proiectareacorectasistemelordeaer(2): Stabilireaceleimaieficientesoluii

28 13.Proiectareacorectasistemelordeaer(3): Analizanecesaruluideaer(ADA)Stabilireasituaieiactuale

30 14.Proiectareacorectasistemelordeaer(4): RcireaeficientacompresoarelorRcirecuaer

32 15.Utilizareacorectasistemelordeaer: Asigurareapetermenlungafiabilitiiicosturilorminime


4/21

meni, ventilator, etc. Consumul idealde putere electric P poate calculat cuurmtoarea formul. Un, ln, si cos nsunt date pe plcua de identicare amotorului.

5. EPACT noua formul pentruantrenare cu economie de energie

Eforturile din SUA de a reduce consumulde energie al motoarelor asincrone trifa-zate au avut ca rezultat Documentul cu

privire la Politica Energetic (EPACT)devenit lege n 1997. Din 1998 KAESERvinde n Europa doar compresoare cuurub conforme cu acest standard strict.Motoarele "EPACT" asigur ctevaavantaje importante:

a) Temperaturi de funcionare maisczutePierderile interne de putere cauzatede generarea de cldur i de fre-cri pot ntre 20 % la motoarele micii 4-5 % la motoarele mai mari de160 kW. n cazul motoarelor EPACT,aceast pierdere de cldur este multmai mic n timp ce creterea tem-peraturii de lucru n cazul unui motorconvenional la ncrcare nominaleste de aproximativ 80 K cu o rezervde temperatur de 20 K (considerndclasa de izolaie F). Creterea tempe-raturii la un motor EPACT este de doar65 K cu o rezerv de temperatur de40 K n aceleai condiii.

b) Durat de via mai lungTemperaturi de lucru mai sczute

nseamn o solicitare termic mai mica motorului, a rulmenilor motorului i

a bornelor. Rezultatul este o durat devia semnicativ mai lung.

c) 6 % mai mult aer comprimat cu unconsum mai mic de energieO pierdere mai mic de cldur duceeste n msur s obin o cretere

1. Debit de aer

Debitul de aer al unui compresor(cunoscut i ca debit de aer raportat lacondiiile de aspiraie sau FAD "freeair deliver") este volumul expandatde aer pe care acesta l mpinge nreeaua de aer ntr-un interval de timpdat. Metoda corect pentru msurareaacestui volum este dat n standardele:ISO 1217, anexa C i DIN 1945, partea 1,apendice F (anterior CAGI-PneuropPN 2 CPTC 2). Pentru a msura debitulde aer se procedeaz astfel: ntise msoar temperatura, presiuneaatmosferic i umiditatea la aspiraiacompresorului. Apoi, se msoar pre-siunea maxim de lucru, temperatura

Cuaerulcomprimatesteacelailucrucaicumultealteaspectedin via: o cauz mic poateaveaunefectmajorattnsenspozitivctinsensnegativ.Laopriviremaiatent,lucrurilesuntadeseadiferitedeceeacepreau

iniial.ncondiiinefavorabileaerulcomprimatpoatecostisitor,darn condiii bune este incredibilde economic. Sfaturile noastreduptoateprobabilitilevoroferirezultatepetermenlungmaibunedectcelealeunuiconsultantdeinvestiii. n acest prim capitolv vomexplicatermeniiutilizain tehnica aerului comprimatilucrurilepe carear trebuis leavei n vedere n legtur cuacetia.

1. Ce este

aerul comprimat?electrice i a factorului de putere cos fr a suprancrca motorul. Putereanominal este indicat pe plcua deidenticare a motorului.

Not: Dac puterea la arorele moto-rului se abate prea mult de la puterea

nominal a motorului, compresorulva funciona inecient i/sau va supus unui grad mai mare de uzur.

3. Putere specicPuterea specic a unui compresor esteraportul dintre puterea electric consu-mat i debitul de aer livrat la o presiunede lucru dat. Puterea electric consu-mat este suma puterilor consumate detoi consumatorii dintr-un compresor, deexemplu, motor de antrenare, ventilator,pomp de ulei, nclzire suplimentar,etc. Dac este nevoie de puterea spe-cific pentru o evaluare economic,trebuie s se in seama de compresor

n ansamblu i de presiunea maximde lucru. Puterea total consumat lapresiune maxim este apoi mprit ladebitul de aer la presiune maxim.

4. Consum de putere electricConsumul de putere electric repre-zint puterea absorbit de motorul deantrenare de la reeaua de alimentare,la o ncrcare dat a arborelui (puterela arbore motor). Consumul de puteredepete puterea la arborele motorcu valoarea pierderilor din motor attelectrice ct i mecanice de la rul-

i volumul de aer comprimat la refu-larea compresorului. n nal volumul V

2

msurat la refularea compresorului esteraportat la condiiile de aspiraie folo-

sind urmtoarea ecuaie (vezi mai jos).Rezultatul este debitul de aer (FAD) alcompresorului n ansamblu. Acesta nutrebuie confundat cu debitul blocului decompresie.

Not:DIN 1945 i ISO 1217 se refer doarla debitul blocului de compresie.

Acelai lucru este valail i pentrunorma anterioar CAGI-PneuropPN 2 CPTC 1.

2. Putere la arore motorPuterea la arborele motor este putereamecanic pe care motorul o furnizeazla arbore. Puterea nominal a moto-rului este puterea la arborele motorobinut prin utilizarea optim a puterii

Putere nominal motor

de pn la 6 % a debitului de aer com-primat i o mbuntire de 5 % n ceeace privete puterea specic. Aceasta

nseamn un randament mbuntit,durat de funcionare a compresoruluimai mic i un consum mai mic deputere electric pe metrul cub de aercomprimat produs.

V2 x P2 x T1T2 x P1

V1

=

P = Un

x ln

x 3 x cos n

Randamentul motorului ine seamade pierderile interne

Debit de aer Puterea electricconsumat

Consum de energie

4 5


5/21

1. Ce este aerul comprimat "frulei"?

n conformitate cu ISO 8573-1, aerulcomprimat poate fi descris ca fiind frulei dac coninutul de ulei (inclusivuleiul n stare de vapori) este maimic de 0,01 mg/m. Aceasta reprezin-

t aproximativ patru sutimi din uleiulconinut n aerul atmosferic. Aceastcantitate este att de mic nct de-abia poate fi msurat. Dar ce se poatespune despre calitatea aerului aspiratde compresor?

Aceasta depinde, firete, n maremsur de condiiile de ambient. Chiari n zonele cu un grad normal decontaminare hidrocarburile din aer cau-zate de emisiile din industrie i tra-fic se pot situa ntre 4 i 14 mg/m.

n zonele industriale, unde uleiul estefolosit ca mediu de ungere, rcire iprelucrare, coninutul de ulei mineraldin aer poate fi mult mai mare de

c) Uscarea aerului comprimatnainte ca aerul comprimat s fie furni-zat utilizatorului trebuie s fie suficientde uscat pentru a fi potrivit cu aplicaiarespectiv. n majoritatea cazurilor sefolosete uscarea prin refrigerare deoa-rece este cea mai eficient metod(vezi "De ce avem nevoie de aer com-primat uscat?", pagina 8).

3. Alegerea celui mai potrivit

sistem de comprimare

Alegerea unui compresor fr ulei pen-tru o anumit aplicaie sau a unui com-presor rcit cu ulei pentru alt aplicaienu trebuie s depind doar de calitateaaerului comprimat produs de compre-sor ci i de costul total al producerii itratrii aerului pentru a obine calitateadorit. Factorii care trebuie luai nconsiderare includ energia consumat,costurile de ntreinere i service, carepot reprezenta pn la 90 % din costultotal al producerii aerului comprimat.

Partea leului, de 75 pn la 85 % oreprezint costul cu energia. n gamade presiuni de la 500 mbar pn laaproximativ 3 bar, sistemele fr uleicum ar fi suflantele rotative [pn la2 bar] sunt foarte eficiente din punct devedere energetic. Prin contrast, com-presoarele cu urub rcite cu ulei suntnet superioare celor aa-numite "frulei" din punct de vedere al eficieneienergetice n domeniul de presiunede la 4 la 16 bar. La presiuni de peste5 bar, compresoarele "fr ulei" trebuies fie construite cu dou trepte de com-presie pentru a putea obine un raportrezonabil ntre consumul de energie idebitul de aer livrat. Numrul mare de

10 mg/m. De-asemenea sunt prezentei alte impuriti precum dioxidul desulf, funinginea, metalul i praful.

2. De ce se trateaz aerul?Orice compresor, indiferent de model,aspir aerul contaminat, concentreazimpuritile prin compresie i, dac nuse iau msuri pentru a le ndeprta,le elibereaz n reeaua de aer com-primat.

a) Calitatea aerului n cazulcompresoarelor "fr ulei"Aceasta se aplic n special la compre-soarele cu aa-numita compresie "frulei". Datorit polurii sus-meniona-te, este imposibil producerea aeruluicomprimat fr ulei cu un compresorechipat doar cu un filtru de praf de treimicroni. n afar de aceste filtre depraf, aa-numitele compresoare frulei nu au alte componente de tratarea aerului.

b) Calitatea aerului produs decompresoare rcite cu uleiPrin contrast, n cazul compresoare-lor cu urub rcite cu ulei, materiileagresive sunt neutralizate i particulelesolide parial eliminate de fluidul (ulei)de rcire. n ciuda gradului nalt depuritate al aerului comprimat produs,tot nu se poate obine aer comprimatfr coninut de ulei folosind acesttip de compresoare fr o form detratare a aerului. Nici compresoarelefr ulei i nici cele rcite cu fluid/uleinu pot furniza fr tratare un aer cla-sificat ca fr ulei n conformitate cuISO 8573-1.

rcitoare necesare, turaiile ridicate, difi-cultile de comand i control, rcireacu ap i costurile mari de achiziie punsub semnul ntrebrii utilizarea compre-soarelor fr ulei n domeniul acestade presiuni. Un dezavantaj suplimentareste acela c aerul comprimat pro-dus de compresoarele "fr ulei" esteagresiv datorit condensului care seformeaz i a componenilor sulfuluiaspirai din aerul atmosferic; valoareapH-ului este ntre 3 i 6.

4. Tratarea aerului cu sistemul

KAESER Pure AirCompresoarele cu urub moderne rci-te cu fluid/ulei sunt cu 10 % mai efici-

ente dect cele "fr ulei". SistemulPure Air, dezvoltat de KAESER pentrucompresoarele cu urub rcite cu ulei,asigur importante economii de pnla 30 %. Coninutul de ulei rezidualdin aerul comprimat obinut cu acestsistem este mai mic de 0,003 mg/mi deci cu mult sub limitele stabilite destandardul ISO. Sistemul conine toatecomponentele necesare pentru obine-rea calitii necesare a aerului. n func-ie de aplicaie, se folosesc usctoarecu refrigerare sau cu adsorbie (vezi"De ce avem nevoie de aer comprimatuscat?", pagina 8) mpreun cu diversecombinaii de filtre. Calitatea aerului

ncepnd de la aer uscat continund cu

aer fr coninut de particule i fr uleii pn la aer steril se obine n modfiabil i la costuri reduse n conformi-tate cu clasele de calitate stabilite prinstandardul ISO.

5. Diagrama tratrii aeruluiO diagram a tratrii aerului, ca cea demai sus, este acum inclus n toate bro-urile pentru compresoarele cu urubKAESER. Astfel se poate stabili imediatcombinaia corect de echipamente detratare a aerului pentru orice aplicaie.

Specialitiidezbatdeanidezilesubiectulprivindceamaiecientmetod de tratare a aeruluicomprimat. Tema principal oconstituientrebarea: care estesistemul de compresoare careoferceamaiecientmetoddeproducereaaeruluicomprimat

frulei?Lsndlaoparteceeace pretindeecare productor,nuexist ndoialc cea maibuncalitate,deaercomprimatfrulei,poateobinutattcusistemedecompresieuscatcticucompresoarercitecuuid.Ideal deci, singurulfactorcaretrebuieluatnconsiderareatuncicndsealegeunsistemdeaeresteeciena.

2. Tratarea efcientaaerului comprimat

Industrialapteluiiaberii

Alegeiclasanecesardetratamentconformdomeniuluiaplicaiei:

Industriaalimentarialimentedelux

Aerpentrutransportfoartecurat,industriachimic

Tratamentul aerului folosind usctor cu refrigerare (punct de rou sub presiune + 3 C)

Pentrureelecefuncioneazlatemperaturinegative:Tratamentulaeruluicomprimatcuusctorcuadsorbie(punctderousubpresiunepnla-70C)

Industriafarmaceutic

Mainideesut,laboratoarefoto

Vopsirecupistolpulverizator,acoperirecupulberi

Ambalaje,aerdecomandiaerinstrumental

Aerindustrialdeuzgeneral,sablridecalitate

Sablarecualice

Sablaregrosiercualice

Aerdetransportpentrusistemeledetratareaapelorreziduale

Aerfrcerinedecalitate

Legend:THNF = Filtru sacCuraerulaspiratfoartecontaminaticuprafZK = Separator centrifugalSeparcondensulacumulatED=ECO-DrainPurjordecondenscusenzorelectronicdenivelFB = Prefiltru

FC = Prefiltru

FD = Filtru de particule (frmiare)FE = MicrofiltruSeparaerosoliideuleiiparticulelesolideFE = MicrofiltruSeparaerosoliideuleiiparticulelesolideFG = Filtru cu carbon activPentruadsorbiavaporilordeuleiFFG=Combinaiemicrofiltruifiltrucarbon activ

UR=UsctorcurefrigerarePentruuscareaaeruluicomprimat,punctderousubpresiunepnla+3CUA=UsctorcuadsorbiePentruuscareaaeruluicomprimat,punctderousubpresiunepnla-70CACT = Adsorbant cu carbon activPentruadsorbiavaporilordeuleiFST = Filtru sterilPentruaercomprimatsterilAquamat= Sistem de tratare a condensului

AMCS=Sistemdeumplereareelei

FST1

1

4

4

4

4

4

4

4

4

1

2

1

1

2

72

73

93

98

1

1

1

1

1

1

2

3

3

4

4

5

ACT FF

FF

FE

FC

FB

PentrucompresoarecuurubKAESER

Alteechipamente

FFG

FE

FD

KAESER

KAESER

KAESER

UR ED Compresor

Aquamat

THNF

KAESER

KAESER

KAESER

KAESER

KAESER

KAESER

FST

KAESER

Tehnologiaaeruluipuriacamereicurate 14

Tehnologiaaeruluipuriacamereicurate 14

Exemple:SeleciaclaselordetratamentconformISO8573-11)

AMCS

AMCS

AMCS

AMCS

AMCS

AMCS

*

*

*

*

*Microfiltrele FE pot fiinstalateopionalpemodeleledeusctoarecu refrigerare de laseria TG la TI.

Grad de filtrare:

1) ConformISO8573-1:1991 (Specicaiapentru coninutul departicule nu este msuratconformISO8573-1:2001,deoarecelimitele denite pentru Clasa1 sunt aplicabile 'CamerelorCurate').2) ConformISO8573-1:2001

Particulesolide1) Umiditate2) Coninuttotalde

ulei2)

Dimensiunemax.

particul

m

Concentraiemax.departicule

mg/m

Punctderousubpresiune(x=cantitateadeapnstarelichidng/m ) mg/m

0 n.b.ConsultaiKaesercuprivirelatehnologiaaeruluipuriacamereicurate

1 0,1 0,1 -70 0,012 1 1 -40 0,13 5 5 -20 14 15 8 +3 55 40 10 +7 6 +10 7 x0,5 8 0,5


6/21

sorului. La aceast temperatur, unmetru cub de aer poate reine doar30 g de ap. Rezult un exces de aprox.70 g/min de ap care condenseaz iapoi este separat. Aceasta nseamnc n timpul unui schimb de lucru deopt ore se acumuleaz aproximativ 35litri de condens. nc 6 litri de condensse separ la ecare schimb dac dupcompresor se utilizeaz un usctor curefrigerare. Iniial, n aceste usctoareaerul este rcit pn la +3 C i apoieste renclzit la temperatura ambiant.Aceasta conduce la un decit de satu-rare cu vapori de aprox. 20 % i deci unaer comprimat uscat, de calitate maibun.

2. Cauzele umiditiiAerul ambiant conine ntotdeauna ocantitate mai mic sau mai mare deap. Cantitatea de umezeal din aerdepinde de temperatura aerului. Deexemplu, aerul saturat 100 % cu vaporide ap conine la temperatura de+25 C aproape 23 g de ap pe metrucub.

3. Formarea condensului

Condensul se formeaz dac se reducn acelai timp volumul de aer i tem-peratura acestuia. Astfel, se reducecapacitatea aerului de a absorbi apa.Exact acelai lucru se ntmpl n bloculde compresie i n rcitorul nal ale unuicompresor.

4. Termeni importani o scurt explicaiea) Umiditatea absolut a aerului

1. Un exemplu practicDac un compresor cu urub rcit cuulei aspir 10 m de aer pe minut la pre-siune atmosferic, la 20 C i umiditaterelativ de 60 %, acest aer conine apro-ximativ 100 g de vapori de ap. Dacacest aer este comprimat la o presiuneabsolut de 10 bar cu un rapor t de com-presie de 1:10, atunci se obine ceea cese cheam 1 metru cub de lucru. n oricecaz, la o temperatur de 80 C dupcomprimare, aerul poate reine pn la290 g de ap pe metru cub. Cum suntdisponibile doar aprox. 100 g, aeruleste foarte uscat cu o umiditate relativde circa 35 %, astfel nct nu se poateforma condens. Temperatura aeruluieste apoi sczut de la 80 la aprox.30 C n rcitorul nal al compre-

Umiditatea absolut a aerului este con-inutul de ap din aer, n g/m.

b) Umiditatea relativ (Hrel.)Umiditatea relativ este raportuldintre umiditatea absolut actual iumiditatea absolut maxim posibil(100 % Hrel.). Aceasta variaz n funciede temperatur; aerul cald poate reineo cantitate mai mare de vapori de apdect cel rece.

c) Punct de rou atmosfericPunctul de rou atmosferic este tem-peratura la care aerul atinge gradul de

saturaie de 100 % umiditate relativ(Hrel.) la presiune atmosferic (condiiiambiante).

Cteva exemple:

PunctderounC Coninutmax.deapng/m

+40 50,7

+30 30,1

+20 17,1

+10 9,4

0 4,9

-10 2,2

-20 0,9

-25 0,5

d) Punct de rou sub presiunePunctul de rou sub presiune (PDP) estetemperatura la care aerul comprimat iatinge punctul de saturare cu umidi-tate (100 % Hrel.) n condiii de presiuneabsolut. Aceasta nseamn, n cazulde mai sus, c aerul supus unei pre-

siuni de 10 bar (a) cu un punct de rousub presiune de +3 C are o umiditateabsolut de 6 g pe metrul cub de lucru.Pentru mai mult claritate dac metrulcub sus-menionat este expandat de la10 bar (a) la presiunea atmosfericatunci volumul su se mrete de 10ori. Coninutul de vapori de ap de6 g rmne neschimbat, dar acum sedistribuie la un volum de 10 ori maimare. Aceasta nseamn c ecaremetru cub de aer liber poate conineacum numai 0,6 g de vapori de ap,ceea ce corespunde unui punct de rouatmosferic de 24 C.

5. Uscarea eficient i ecologic aaerului comprimat

a) Usctor cu refrigerare sau cuadsorbie?Noua legislaie a mediului referitoarela agenii frigorici nu poate schimbafaptul c usctoarele cu adsorbie nuconstituie o alternativ la usctoarelecu refrigerare, nici din punct de vedereeconomic i nici ecologic. Usctoa-rele cu ref rigerare consum doar 3 %din energia necesar compresoruluipentru a produce aerul comprimat; nschimb, usctoarele cu adsorbie con-sum 10 pn la 25 % sau mai mult.Din acest motiv, usctoarele cu refri-gerare ar trebui utilizate ori de cte orieste posibil. Utilizarea unui usctor cuadsorbie este oportun numai daceste necesar un aer extrem de uscat cuun punct de rou sub presiune de 20,

40 sau 70C.

b) Ce agent frigorific se utilizeaz?CFC-urile (cloroorocarburi) precum

R 12 i R 22 nu mai sunt per mise n sis-temele de refrigerare. Tabelul de mai

jos arat inuena agenilor frigoriciasupra mediului.Pn n anul 2000 majoritatea pro-ductorilor utilizau R 22, un CFCparial halogenat. n comparaie cu R 12acesta avea un potenial de degradarea ozonului de numai 5 %, iar potenialul

nclzirii globale de 12 % era mult maimic. Astzi, totui, se prefer utilizareaHFC-ului R 134a (hidrouorocarbon)ca agent frigoric recomandat deautoriti ca alternativ la R 12 i R 22datorit potenialului su de 0 % degra-

dare a stratului de ozon. Avantajul luiR 134a const n faptul c echipamen-tele mai vechi care foloseau R 12 pot adaptate cu uurin i cheltuieli minimela noul agent frigoric.

Astzi sunt disponibili i ali ageni fri-gorici cu potenial zero de degradarea stratului de ozon precum R 404A iR 407C. Acetia sunt agenii numii"amestecuri", combinaii de diferiiageni frigorici, care sufer ecare de"alunecri" de temperaturi diferite, adicdeviaii de la temperatura la care se eva-por i condenseaz componentele lori de asemenea au un potenial mai marede nclzire global n comparaie cuR 134a (vezi t abelul de mai jos). Dinacest motiv, R 407C este luat n con-siderare numai n cazul unor aplicaiispeciale. Pe de alt parte, datorit uneialunecri mai mici de temperatur,R 404A prezint interes doar n cazulunor debite mari de aer de 24 m/mini peste.

Aer ambiant: 10 m/min la

20Ccu102,9g/minap,graddesaturaie60%

Raportul de compresie

1 : 10

1 m3/min,la80Ccu

102,9g/minap,

graddesaturaie35%

Rcire:1mla+3Ccu102,9g/minap,graddesaturaie1728%,condensformat96,95g/min,

46536 g/8h = aprox. 47 litri

Agent fr igori fic Formulachimic Potenial dedegradareozonODP

[R12=100%]

PotenialdenclzireglobalGWP

[R12=100%]

AlunecareadetemperaturVariaiatemperaturiide

evaporareicondensare[K]

HCFCR22 CHClF2

5% 12% 0

HFCR134A CH2F-CF3 0% 8% 0

AmestecuriR404A R143a/125/134a 0% 26% 0,7

R 407C R 32/125/134a 0% 11% 7,4

Cndaerulatmosfericestercitdupcomprimare,aacumsentmpl ntr-un compresor,vaporiideapsetransformncondens.n condiii obinuite,un compresor de 30 kW cuundebitdeaerde5m 3/minla

7,5 bar "produce" aproximativ20litrideappeschimb.Acestcondenstrebuiendeprtat dinsistemulde aerpentrua evitadeteriorrile i problemele cepotaprealaliniadeproducie.Astfel,uscareaaeruluicomprimatreprezintoparteimportantaprocesuluidetratareaaerului.nacestcapitolveigsiinformaiiu ti le cu privi re la uscareaeconomic i neduntoaremediului a aerului comprimat.

3. De ce avem nevoie de

aer comprimat

8 9


7/21

1. Purjarea condensului

Condensul, contaminat cu diveripoluani, se colecteaz n anumitepuncte ale oricrui sistem de aer (vezigura de sus). De aceea este esenialpurjarea abil a condensului, altfelcalitatea aerului, abilitatea i ecienasistemului de aer comprimat pot serios afectate.

a) Colectarea condensuluii locurile de purjareIniial, colectarea i evacuarea conden-sului se face cu elemente mecanice alesistemului de aer. Astfel, se colecteaz70 pn la 80 % din cantitatea total decondens n condiia n care compre-soarele au o rcire nal ecient.

temului de aer comprimat, cu condiiaca intrarea s se fac n partea inferi-oar iar ieirea n partea superioar.

n plus, recipientul de aer rcete aeruldatorit faptului c suprafaa sa mareacioneaz ca un rcitor, mbuntind

i mai mult separareacondensului.

Capcane de

condens:

Pentru a evita cur-gerea necontrolata condensului,traseul de aer artrebui proiectatastfel nct toateintrrile i iei-rile s se facdeasupra sau nlateral. Acest lucruse aplic la toatezonele 'umede' alesistemului. Punc-tele de colectare

Separator centrifugal:

Este un separator mecanic care separcondensul din aer cu ajutorul forei cen-trifuge (vezi gura din dreapta jos) .Pentru a asigura eciena maxim, e-care compresor ar trebui s e echipatcu propriul su separator centrifugal.

Rcitoare intermediare:

La compresoarelecu dou treptei rcitor intermediar,condensul se colecteaz i n sepa-ratorul rcitorului intermediar.

Recipiente de aer:

Pe lng funcia principal de sto-care sau tampon, recipientul de aersepar gravitaional condensul dinaer. Dac are dimensiunea necesar(debitul compresorului FAD n m/min

mprit la 3 dimensiunea recipientuluin m), recipientul de aer este la felde ecient ca un separator centri-fugal. Totui, fa de separatorulcentrifugal, recipientul de aer poate utilizat pe conducta principal a sis-

a condensului ndreptate n jos, aa-numitele capcane de condens, permit

ndeprtarea condensului de pe traseulde aer.Dimensionat corect i cu o vitezde curgere a aerului de 2 pn la3 m/s o capcan de condens plasat

n sistemul de aer separ condensulla fel de ecient ca i un vas tampon(Figura 1).

b) Usctoare de aerCum deja s-a menionat, exist i altepuncte de colectare i purjare precumcele din usctoarele de aer.

Usctoare cu refrigerare:

Mai departe condensul este separat nusctoarele cu refrigerare datorit efec-tului de uscare al rcirii aerului.

Usctoare cu adsorbie:

Datorit efectului considerabil de rcireal aerului pe traseu, condensul poate colectat la preltrul de la intrarea nusctorul cu adsorbie. n usctorul cuadsorbie propriu-zis, apa exist numai

n stare de vapori datorit condiiilor depresiune parial care predomin nusctor.

c) Separatoare locale:Dac nu exist sisteme centrale deuscare, la separatoarele locale mon-

tate imediat nainte de consumatori secolecteaz mari cantiti de condens.Totui, aceste sisteme necesit lucrriintensive de ntreinere.

2. Sisteme de purjare utilizate nmod oinuit

n prezent se utilizeaz n principal treisisteme:

a) Purjorul cu flotor (Figura 2)Purjorul cu otor reprezint unul dintre

cele mai vechi sisteme de purjare i anlocuit complet purjarea manual ine-cient i neviabil. Cu toate acestea,chiar i purjarea condensului folosindprincipiului otor s-a dovedit extrem deexpus la erori de funcionare datoritimpuritilor din aerul comprimat.

b) ElectroventileElectroventilele cu comand n timp suntmai abile dect purjoarele cu otor dartrebuie vericate cu regularitate pentrua nu se nfunda i contamina. Perioa-dele de deschidere incorect ajustate potcauza pierderi de aer i consum maimare de energie.

c) Purjoare de condens cu senzorelectronic de nivel (ECO-DRAIN,Figura 3)La ora actual, sunt predominant utili-zate purjoarele cu control inteligent alnivelului. Acestea au avantajul c o-

torul, care este foarte expus defectelor,este nlocuit de un senzor electronic.Aceasta elimin defectele cauzate demurdrie sau uzur mecanic asociatepurjoarelor cu otor. Mai mult, pierderilede aer (care apar n cazul pur joarelor cuotor) sunt eliminate datorit controluluiautomat al perioadelor de deschidereale ventilului. Alte benecii constau nautomonitorizare i posibilitatea de atransmite semnale unui sistem centralde comand i control.

d) Instalare corectntre sistemul de separare a conden-sului i purjorul de condens ar trebuimontat o conduct scurt echipat cuun robinet de izolare (Figura 3).Aceasta permite izolarea purjorului ntimpul operaiunilor de ntreinere iar sis-temul de aer comprimat poate rmne

n funciune.

F igur a 1 : Capca n de condens c u pur jo r F igur a 2 : P ur jo r de c onde ns F igur a 3 : E CO DRAI N c u r ob inet cu bi l

Condensul este un produssecundarinevitabilalproduceriiaerului comprimat.Am discutatdejadespre cumse formeazncapitolul"De ceavemnevoiede aer compr imat uscat?"(pag . 8). Am explicat cum, n

condiiiobinuite,uncompresorde 30 kW cu un debi t de5 m/min produce 20 lit ri decondens pe schimb. Acest lichid trebuie ndeprtat dinsistemuldeaerpentruapreveniproblemele de funcionare,oprireaaccidentalaproducieiicoroziunea.nacestcapitolvomexplicamodulncarecondensulpoateevacuatnmodcorecticumnacelaitimpsepotfaceimportanteeconomiidebani.

4. Condensul:Evacuarecorect

10 11


8/21

1. De ce s tratm condensul?Utilizatorii care nltur condensulpur i simplu aruncndu-l n reeauade canalizare risc amenzi serioase.Aceasta deoarece condensul care seacumuleaz n timpul generrii aeruluicomprimat este un amestec foarte du-ntor. Pe lng particule solide, acestaconine cantiti din ce n ce mai maride hidrocarburi, dioxid de sulf, cupru,plumb, er i alte substane datoratecreterii gradului de poluare a mediului.

n Germania, nlturarea condensuluieste reglementat de Documentulprivind gospodrirea apelor. Acest docu-ment prevede c apa poluat trebuietratat n conformitate cu "reglemen-trile tehnologice general aprobate".Aceasta se refer la toate tipurile decondens inclusiv condensul de lacompresoarele "fr ulei".Exist limite legale pentru toi ageniipoluani i pentru valorile pH-ului.Acestea variaz n funcie de ar iramur tehnologic. Limita maximadmis pentru hidrocarburi, de exemplu,este de 20 mg/l, iar limita pH-ului pentrucondensul aruncat variaz ntre 6 i 9.

tip de condens este posibil doar cuechipamente separatoare de emulsie.

c) Condensul de la compresoarelefr uleiDatorit creterii gradului de poluareatmosferic, condensul din compresoa-rele fr ulei conine totui o proporieconsiderabil de componente uleioase.Un astfel de condens are adesea unconinut ridicat de dioxid de sulf, metalegrele i/sau alte particule solide. Acestcondens este n general nociv, cu o

valoare a pH-ului ntre 3 i 6. Condensulde acest tip nu poate nlturat ca aprezidual, dei se pretinde adeseaacest lucru.

2. Compoziia condensuluia) Dispersie

Condensul poate avea diferite com-poziii. n general, dispersia apare lacompresoarele cu urub rcite cu uleicare funcioneaz cu uide de rciresintetice cum este de exemplu "SigmaFluid Plus" de la Kaeser. Acest condensare n mod normal o valoare a pH-ului

ntre 6 i 9, putnd considerat neutru.n cazul acestui condens, agenii polu-ani aspirai din atmosfer sunt reinuide stratul de ulei ce se formeaz cuuurin la suprafaaapei.

b) EmulsieUn semn de emulsievizibil l constituie unfluid lptos care nu sesepar nici dup ctevazile (vezi 1 n gura dindreapta). Aceast com-poziie apare adesea ncazul compresoarelorcu piston, cu urub icu palete culisante carefuncioneaz cu uleiuriconvenionale. Ageniipoluani dintr-o astfel decompoziie sunt de ase-menea captai de ulei.Datorit amesteculuigros, stabil, uleiul, apa iagenii poluani precumpraf i metale grele nupot separate prin aciunea gravitaiei.Dac aceste uleiuri conin compui deester, atunci condensul poate agresivi trebuie neutralizat. Tratarea acestui

3. ndeprtarea specializat a con-densului

Desigur, este posibil colectarea con-densului i tratarea acestuia de ctre orm specializat. Totui aceste costurise ridic la 40 150 /m. innd contde cantitatea de condens acumulat,tratarea local a acestuia constituie ometod mai economic. Aceasta areavantajul c rmne de ndeprtatnumai 0,25 % din volumul original nconformitate cu reglementrile referi-toare la protecia mediului.

4. Procesul de tratarea) Dispersii

Pentru tratarea acestui tip de con-dens se folosete un separator cu treicamere, dou camere de separareiniial i o camer cu ltru de carbonactiv. Separarea propriu-zis este rea-lizat de fora gravitaional. Stratul deulei care plutete la suprafaa uiduluidin camera de separare este colectat

ntr-un recipient i nlturat ca ulei rezi-dual. Apa rmas este apoi ltrat ndou etape i poate evacuat ca aprezidual. Prin acest proces se econo-

misesc pn la 95 % din costul tratriicondensului de ctre o rm speciali-zat. Acest tip de separatoare poate furnizat pentru compresoare cu debitede pn la 160 m/min. Dac estenecesar, pot conectate n paralel maimulte separatoare.

b) Emulsiin general, pentru tratarea emulsi-ilor stabile sunt folosite dou tipuri deseparatoare:Sistemele de separare cu membranacioneaz pe principiul ultra-ltrrii, uti-liznd aa-numita curgere ncruciat.

n timpul acestui proces, condensulpreltrat curge de-a lungul membranei.O parte din condens penetreaz mem-brana, i prsete separatorul subform de ap curat ce poate eva-cuat ca ap rezidual. Al doilea tipde separator utilizeaz un agent deseparare sub form de pudr. Acesta

ncapsuleaz mai multe particule deulei, formnd particule mai mari i maiuor de ltrat. Acestea sunt reinute cuuurin n ltre cu o anumit dimen-siune a porilor. Apa rezultat poate evacuat ca ap rezidual.

c) Condensul de la compresoarelefr uleiCondensul din compresoarele fr uleitrebuie tratat cu ajutorul unui proceschimic de separare. Acesta include-

neutralizarea pH-ului prin adugareaunui agent alcalin i legarea i concen-trarea compuilor de metale grele ntr-oturt de ltrare care trebuie ndeprtatca deeu periculos. Acest proces estede departe cel mai complex. Trebuieobinute aprobri speciale pentru a

ndeprta deeurile, care s acopere nunumai componentele uleioase din con-dens, dar i agenii poluani concentraiextrai din aerul din mediu. Acetia dinurm pot contamina ntr-o mare msurcondensul.

Separatoarele gravitaionale precum acestAquamat trateaz condensul tip dispersie n modabil i economic

Toate compresoarele aspir vapori de api ageni poluani odat cu aerul atmosferic.Condensul rezultat trebuie curat de ulei i aliageni contaminani (figura de sus, 2) nainte de aputea fi evacuat ca ap curat (3)

Separatoarele cu membran sunt utilizate ngeneral pentru emulsii stabile de condens

1 2 3

Prin producerea aerul ui comprimat rezult cantiticonsiderabilede condens(vezicapitolele 3 i 4). Termenulde 'condens' este derutantdeoarece se poate nelegegreitcacestaserefernumai

la vapori de ap condensai.Avei grij! Fiecare compresorfuncioneaz ca un aspiratorsupradimensionat; aspir polu-aniidinmediulnconjurtoriitransmitentr-oformconcentratcondensuluidinaerulcomprimatnetratat.

5. Condensul:Trataresigurieconomic

12 13


9/21

1. Control intern

a) Comand mers n sarcin/ golMajoritatea compresoarelor au motoarede antrenare trifazice asincrone.Frecvena de pornire permis a acestormotoare este cu att mai joas cu cteste mai mare puterea de antrenare.Aceasta nu corespunde frecveneide pornire necesare pentru a cupla idecupla compresorul cu diferene micicare s satisfac cererea momentande aer comprimat. Aceste cicluri doar

a) Consumul de bazConsumul de baz este debitul de aernecesar n mod constant pentru o uni-tate de producie.

b) Consumul de vrfPrin contrast, consumul de vrf estedebitul de aer cerut n momentele deconsum maxim. Acesta este variabildatorit variaiei cererii de la diveriiconsumatori.Pentru a rspunde ct mai bine diver-selor cerine de consum, ecarecompresor trebuie s e controlat indi-vidual printr-un controler intern. Acestecontrolere trebuie s poat susinefuncionarea compresorului i, deci,alimentarea cu aer comprimat n cazulapariiei unei defeciuni a controleruluicentral.

3. Controlere centrale

Controlerele centrale coordoneazoperarea compresoarelor n cadrul sis-temului de aer comprimat i pornescsau opresc compresoarele n funcie decererea de aer comprimat.

a) Repartizarea consumuluiAceasta presupune mprirea compre-soarelor cu mrimi i tipuri de comandi control identice sau diferite n funciede consumurile de aer comprimatde baz i de vrf ale unei uniti deproducie.

b) Funciile controlerului centralCoordonarea funcionrii unei staiide compresoare este o sarcin di-cil i complex. Controlerele centrale

descarc zonele presurizate din com-presor. Motorul de antrenare, pe dealt parte, trebuie s continue sfuncioneze o anumit perioad pentrua evita depirea numrului permisde porniri. Puterea necesar pentru aantrena motorul n timpul acestei peri-oade de mers n gol trebuie privit ca opierdere. Consumul de energie al unuicompresor la mers n gol reprezint nc20 % din energia necesar funcionrii

n sarcin.

b) Antrenare cu frecven variabilEciena compresoarelor cu turaie vari-abil prin convertizor de frecven nueste constant n toat gama de reglaj.

n limitele cupr inse ntre 30 i 100 %aceasta se reduce de la 94 pn la86 % n cazul unui motor de 90 kW, deexemplu. Pe lng aceasta se adaugpierderile convertizorului de frecveni caracteristica de putere neliniar acompresoarelor.

n cazul n care compresoarele cu turaievariabil sunt utilizate incorect, acestease pot transforma n mari consumatoarede energie fr tirea utilizatorului.Aceasta nseamn c antrenarea cufrecven variabil nu constituie unremediu universal n ceea ce privetefuncionarea ecient i economic.

2. Clasificarea consumului de aern general, innd cont de funcia lor,compresoarele pot clasicate nuniti ce preiau ncrcarea de baz,

ncrcarea medie i ncrcarea de vrfsau ca uniti de rezerv.

moderne nu trebuie numai s poatporni compresoare de diferite mrci idimensiuni n acelai timp. Trebuie deasemenea s poat monitoriza sistemulpentru ntreinere, echilibrnd orele defuncionare ale mainilor i nregistrnddefeciunile pentru a micora costurilelegate de service i pentru a creteabilitatea.

c) Gradarea corectO condiie important a unui controlercentral ecient, adic n stare s eco-nomiseasc energie, este gradareaperfect a compresoarelor. Sumadebitelor de aer comprimat a compre-soarelor de vrf trebuie, deci, s e maimare dect debitul compresorului debaz ce urmeaz a cuplat. Dac seutilizeaz un compresor cu convertizorde frecven, gama de reglaj a acestuiatrebuie s e mai mare dect debitulcompresorului de baz ce urmeaz a cuplat, altfel nu poate garantat eci-ena furnizrii aerului comprimat.

d) Sigurana transferului de dateO alt cerin important necesar func-ionrii perfecte i ecienei controleruluicentral de comand este sigurana tran-sferului de date. Trebuie s se asiguretransferabilitatea mesajelor ntre toatecompresoarele i ntre compresoarei controlerul central. n plus, cile decomunicaie trebuie monitorizate pentru

ca defectele de tipul pierderii continu-itii la un cablu de conexiune s eimediat recunoscute.

Metode de transfer obinuite:1. Contacte fr potenial2. Semnale analogice de 4 20 mA3. Interfee de comunicaie, ex.:

RS 232, RS 485 sau Profibus DP

Cea mai modern metod de transfereste Probus. Acest sistem poatetransmite volume mari de date pe dis-

tane mari ntr-un timp foarte scurt(gura de jos). Aceasta nseamn cnu este obligatorie amplasarea contro-lerelor centrale n centrala propriu-zisde aer comprimat.

Profibus ofer o legtur rapid de date de la sistemul de aer comprimat la controlerul central i lacentrul de comand i control

Controlerul intern "KAESER Sigma Control" ofer patru tipuri diferite de control

Control DualComandSarcinGolOprit

Control proporionalPresiuneconstant,controlcontinuualdebituluicucontrolerproporional

Control QuadroComandSarcinGolOpritcuselectareaautomataregimuluioptim

SFC (motor cu turaie variabil)Convertizordefrecvencontrolcontinuualdebituluiprinvariaiaturaieimotorului

SMSpetelefonulmobil

Vnzri/Service

Modem

Modem

Tratareaaerului

Compresoare

ProfibusDP

Ethernet

FiltrucuEcoDrain

SIGMA AIRMANAGER

Centru deService Centrudecomand"Sigma Air Control"

Presiune

Presiune Presiune

Presiune

Timp

Timp

Timp

Timp

Sarcin

Gol

Oprit

%dinputereanominala motorului

Sarcin

Gol

Oprit


Sarcin

GolOprit


Sarcin

GolOprit


nciudatuturorbeneciilor,aerulcomprimat constituie un mediuenergeticrelativscump.Aceastanseamn c ar trebui fcuteeconomii ori de cte ori esteposibil.ncadrulmultoraplicaii,unadinprincipalelecauzecare

determin creterea costuriloreste nepotrivirea debitului deaeralcompresoruluicucerereauctuant de aer comprimat.Adesea, factorul de ncrcarealcompresoruluiestedenumai50%. Muli utilizatori nici nusunt contieni de acest lucrudeoarececompresoarelelor auun indicator care arat numaioreledefuncionare,nuioreledemersnsarcin.Nitesistemedecomandbineadaptate potajutaprincretereafactoruluidencrcare pn la peste 90%,obinndeconomiideenergiede

pnla20%ichiarmaimult.

6. Controlul efciental compresorului

14 15


10/21

1. Control n cascadControlul n cascad este metodaclasic de control al unui grup de com-presoare. Astfel ecare compresor estescos sau adugat n funcie de presiu-nile de comutare n vederea adaptriila consumul din sistem. Dac trebuiecoordonate mai multe compresoare,

a) Control n cascad folosind pre-sostatul tradiionalDac se utilizeaz presostate sau mano-metre cu contact pentru controlul ncascad, n general diferena minimdintre presiunea de cuplare i cea dedecuplare ar trebui xat la 0,5 bar pentruecare compresor n parte , n timp ce valo-rile de comutare ar trebui decalate cu celpuin 0,3 bar. Numrul maxim de compre-soare care ar trebui comandate n acestmod este de patru, ceea ce n generaldetermin o variaie total a presiunii de

1,4 bar.

b) Control n cascadfolosind achiziia elec-tronic a presiuniiUtilizarea traductoarelorelectronice de pre-siune reduce presiuneadiferenial a compre-soarelor individualela 0,2 bar i permitede-asemenea redu-cerea decalajului dintrevalorile de comutare.

Aceasta poate reduce variaia total depresiune a grupului la 0,7 bar. Aa cuma fost menionat, controlul n cascadnu ar trebui folosit la mai mult de patrucompresoare. Altfel exist pericolul capierderile de energie i de aer s eextrem de ridicate datorit variaiei maria presiunii.

2. Control n and de presiuneFr ndoial, cea mai modern i e-cient metod de coordonare a maimultor compresoare este controlul n

prin aceast strategie rezult un sistemde control n cascad, sau trepte. Cndcererea de aer comprimat este sczut,funcioneaz un singur compresor iarpresiunea crete i uctueaz n inter-valul superior ntre presiunea minim(pmin) i presiunea maxim (pmax) aacestui compresor. Cnd cererea deaer comprimat crete, presiunea scadei sunt pornite alte compresoare pentrua o satisface (Figura 1). Aceasta areca rezultat o variaie total de presiunerelativ mare cu valori maxime cu mult

peste presiunea nominal de lucru,mrind importana pierderilor de aer prinneetaneiti i a pierderilor de energiecorespunztoare; pe de alt parte,

n cazul n care consumul este mare,presiunea scade mult sub valoarea pre-siunii nominale de lucru i rezerva depresiune din sistem este redus.

band de presiune. Funcionarea unuinumr orict de mare de compresoarepoate coordonat astfel nct spstreze presiunea din sistem ntr-osingur aa-numit band de presiune(Figura 1). Cu toate acestea, utilizareaunui comutator asistat de un micropro-cesor sau, i mai bine, un calculatorindustrial cu rol de controler reprezint ocondiie vital. Exist mai multe metodede control n band de presiune, precumcele explicate mai jos.

a) Controlul vectorialn cazul controlului vectorial, viteza decretere sau scdere a presiunii siste-

mului, ntre valorile minime i maximestabilite, este interpretat ca diferenadintre debitul de aer comprimat furnizati consum. Pe baza calculrii consu-

mului anterior, controlerul selecteazapoi cele mai potrivite compresoare(Figura 2). n anumite condiii, aceastapoate duce la oscilaii ale presiunii sis-temului n cazul n care consumul deaer comprimat este uctuant, ceea cedetermin necesitatea corectrii acestorvariaii de presiune prin amortizarea lor.Un punct vital n acest caz l reprezintalegerea compresoarelor. n general, ncazul acestei metode de control vari-aiile de presiune nu pot reduse sub0,5 bar deoarece valorile de referinle reprezint presiunea minim i ceamaxim setat.

b) Control n band de presiunecu recunoaterea tendinei (de vari-aie)Controlul n band de presiune curecunoaterea tendinei este mult maiecient dect controlul vectorial deoa-rece pot atinse variaii ale presiunii de

0,2 bar. Aceasta este cea mai ngustband de presiune cunoscut la oraactual n tehnologia aerului comprimat.Recunoaterea tendinei nu se bazeazpe creterea i scderea de presiunepe termen scurt ntr-o perioad stabi-lit. n acest caz se urmrete prolulconsumului din sistem dup cuplarea

unui compresor i apoi setrag concluziile corespunz-toare pentru selecionareaurmtorului compresor(Figura 3). Recunoatereatendinei, care funcioneazcu o acuratee ntre 0,01 i0,03 bar, este actualizatcontinuu, permind con-trolerului s coordonezecompresoarele cu diferenede presiune minime ntre

cuplare i decuplare, chiar i n condiiileunei cereri extrem de uctuante. Astzi,este posibil din punct de vedere tehnic sse comande 16 compresoare n acelaitimp ntr-o band de presiune de numai0,2 bar. n cazul consumului extrem demare, o band de presiune de urgenpoate proteja banda de presiune func-ional, asigurnd o producie de aercomprimat sigur i abil. Acestecontrolere pot contribui la importanteeconomii de energie n cadrul siste-melor de alimentare cu aer comprimat.O reducere de numai 0,1 bar duce la oeconomie de 1 % n ceea ce priveteconsumul de energie.

c) Controlul legat de consumul de vrfControlerele bazate pe controlul nband de presiune cu recunoatereatendinei grupeaz compresoarele

n funcie de capacitatea acestora.Aceasta nseamn nu numai c pot

ncrca compresoarele n mod egal nfuncie de orele totale de funcionare iorele de mers n sarcin, dar i c potselecta compresorul potrivit exact lamomentul potrivit (Figura 4). O cerinimportant o constituie, totui, repartizareaoptim. O repartizare (mprire) repre-zint gruparea compresoarelor de aceeai

mrime sau de mrimi diferiten funcie de consumul de bazi cel de vrf (vezi i capitolul 6"Controlul ecient al compre-soarelor"). Cu toate acestea,aceast metod de controlal compresoarelor, cea maiecient n prezent, nece-

sit transferul i prelucrareaunui mare volum de date.Numai calculatoarele indus-triale inteligente cum este

SIGMA AIR MANAGER (SAM) produsede KAESER sunt capabile s prelu-

creze asemenea volume mari de date.Acest tip de calculatoare industrialepot uor interconectate cu sistemelecentrale de control i, pe lng faptulc sunt controlere foarte eciente alesistemului de aer comprimat, pot nde-plini i funcia de server web cu paginiHTML programate. Acest lucru permite

nregistrarea datelor operaionale alecompresoarelor fr a fi necesar unsoftware special, precum i utilizareaeficient a ntregului sistem de aer com-primat, vizualizarea datelor ntr-un modinteligibil, evaluarea acestora i luareamsurilor corespunztoare (vezi i"SIGMA AIR MANAGER", pagina 27).

Figura 4: Utilizarea mbuntit a compresoarelorcu ajutorul coordonrii eficiente a acestora i arepartizrii optime a consumului

Figura 1: Compararea fluctuaiilor i a reducerilor depresiune folosind controlul n cascad (comutareasecvenial a ncrcrii de baz) i controlul nband de presiune ("SAM" sau "VESIS")

Comparaie ntre controlul ncascadi N bAND de presiune

Fluctuaiade presiunecuSAM sauVESIS(Controlnband depresiune)

Fluctuaiade presiunecucomutaresecvenialtradiionala ncrcriide baz

TimpMarjdesiguran

Figura 2: Control vectorial

VectorPresiuneacretentimp

VectorPresiuneascaden timp

Vector 1 Vector 2

Figura 3: Controlul n band depresiune cu recunoaterea tendinei(deasupra)

Controlnband depresiune pentruungrupdecompresoare(SAM/VESIS)

Primulpunctdecuplareaunuicompresor

Aldoileapunctde cuplarea unuicompresor

Valoareaprescris

Sistemeledeaercomprimatsuntnmodobinuitcompusedinmaimultecompresoarededimensiunisimilaresaudiferite.Dinmomentce controlul corespunztor este esenial pentru operareaunui sistem ecient, pentru

coordonarea echipamentelorindividuale este nevoie de uncontrolercentral.Aceast sarcinera relativ simpl, deoarece

deobicei implica doar rotireacompresoarelor de aceleaidimensiuni pentru a satisfaceconsumul de baz n aa felnct timpul lor de funcionareseaproximativacelai.Astzicerinele sunt mai complexedeoareceacumestenecesarsseadaptezecugrijfurnizareade aer comprimat la cerereavariabildeaercomprimatpentruaobinemaximum deecienenergetic.Defapt,existdou

sisteme diferite de control alcompresoarelor; controlul ncascadicontrolulnbanddepresiune.

7. Controlul n band de presiune:Coordonareaoptimacompresoarelornfunciedecererea de aer comprimat

16 17


11/21

1. Compresoarele genereazn primul rnd cldurGreu de crezut, adevrul este c 100 %din energia electric utilizat de compre-soare se transform n cldur. Aciuneade comprimare a aerului ncarc aeruldin compresor cu energie potenial.Aceast energie este eliberat nmomentul utilizrii prin expansiuneaaerului comprimat nsoit de absorbiacldurii din mediul nconjurtor.

2. Pn la 94% energie utilizailCea mai mare parte a energiei recupe-rabile sub form de cldur, aproximativ72 %, se gsete n uleiul de rcire al

compresorului, aproximativ 13 % chiarn aerul comprimat i pn la 9 % suntpierderile prin cldur din motor. ntr-uncompresor cu urub complet nchis rcitcu uid/ulei chiar i pierderile de cldurale motorului electric pot recuperatesub form de aer cald. Aceasta faceca proporia total a energiei disponi-bile sub form de cldur s ajung la94%. Din energia rmas, 2 % radiazdin compresor i 4 % rmne n aerulcomprimat (vezi diagrama uxului decldur de la pagina 19).

3. Modaliti de recuperare cldurUtilizatorii care doresc s economi-

manual sau automat. Clapeta poate reglat cu ajutorul unui termostat pentrua menine temperatura constantdorit. Metoda de nclzire a ncperilorpermite recuperarea a 94 % din energiaelectric consumat de un compresorcu urub. i acest lucru este avantajoschiar i pentru echipamente mici, deoa-rece un compresor de 18,5 kW poate sproduc cu uurin sucient cldurpentru a nclzi o locuin obinuit.

b) Ap caldApa cald poate recuperat pentrudiverse scopuri de la un compresorrcit cu aer sau cu ap prin inter-mediul unui schimbtor de cldur(Figura 2) instalat n circuitul uleiului dercire al blocului de compresie. Se utili-

seasc mai mult cu staia lor de aercomprimat pot alege una dintre urmtoa-rele metode de recuperare a cldurii:

a) nclzirea aeruluiCea mai simpl i direct metod derecuperare a cldurii generate de uncompresor cu urub rcit cu uid/uleiconst n utilizarea cldurii din aerul dercire nclzit rezultat de la compresor.Acest aer nclzit este direcionat cuajutorul unei tubulaturi pentru a folositla nclzirea ncperilor n depozite iateliere (Figura 1). Aerul cald poate de-asemenea utilizat i n alte aplicaiiprecum uscarea, perdelele de clduri prenclzirea aerului. Cnd aerul

nclzit nu este necesar, este eliberatn exterior printr-o clapet sau jaluzea

zeaz schimbtoare de cldur cu plci,standard sau autoprotejate, n funcie descopul n care este folosit apa: pentru

nclzire, spltorie sau duuri, pro-ducie sau curare industrial umed.Cu ajutorul acestor schimbtoare decldur pot atinse temperaturi ale apeide maximum 70 C. Experiena arat cpentru compresoare cu capacitate de la18,5 kW n sus, costurile adiionalepentru aceste sisteme de recuperarea cldurii se amortizeaz n doi ani.

Desigur, cu condiia unei dimensionricorecte.

4. Considerente n ceea ce priveteailitatea

n mod normal, sistemele de rcire pri-mare ale compresoarelor nu ar trebuiniciodat utilizate att pentru rcire cti pentru sistemul de recuperare a cl-durii. Aceasta deoarece, dac sistemulde recuperare a cldurii s-ar defecta,rcirea compresorului, i deci producia

de aer comprimat, ar n pericol. Ceamai sigur metod este de a monta ncompresor un schimbtor de cldursuplimentar, destinat numai recuperriide cldur. Astfel, n eventualitateaunei defeciuni sau dac apa cald nueste necesar, compresorul poate uti-liza sistemul de rcire primar cu aer sauap i astfel poate continua s funcio-neze. Producia de aer comprimat esteasigurat.

5. Concluzie

Recuperarea cldurii rezultat n urmacompresiei n scopul utilizrii ei consti-tuie un mod inteligent de a mbunticosturile produciei de aer comprimati de a proteja n acelai timp mediul

nconjurtor. Efortul necesar n acestscop este relativ mic. Investiia se recu-pereaz repede n funcie de condiiilelocale, scopul n care se recupereazcldura i metoda de recuperare

aleas.

Figura 2: Sistem de recuperare cldur cu schimbtor de cldur n plci pentru nclzirea apei la 70 C

Figura 1: Sistem de recuperare cldur cu tubulatur i clapet comandat pentru a direciona fluxul deaer cald de la compresor

Vara:aerevacuat

Iarna:aer cald

Circulaieapindustrial

Schimbtordecldurnplci

Circulaiauleiuluidercirencompresor

Caurmarea creterii continueapreurilorlaenergiaelectric,utilizarea ecient a energieinuesteimportantdoarpentrumediu,ciesteiototmaimarenecesitate economic. Produ-ctoriidecompresoarepots

furnizezediversesoluiinacestsens, precumde ex.sistemelederecuperareaclduriiprodusedecompresoarelecuurub.

8. Economie de energieprinrecuperaredecldur

Diagrama fluxului de cldur

Energiecaloric

recuperabil94% Cldurrmasn

aerul comprimat4%

Rcitorulei72%

Motor9%

Rcireaaeru

luicomprimat13%

Aerambiant2%

Puterea electrictotal consumat

100 %

18 19


12/21

1. Producia economic de aercomprimat

Cnd se ine cont de costul energiei,al mediului de rcire, al ntreinerii ial amortizrii utilajelor, costul ecruimetru cub de aer comprimat produs,este, n funcie de dimensiunea com-presorului, utilizare, stare de funcionarei model, ntre 0,5 i 2,5 ceni (Euro).Multe uniti de producie pun mare prepe producia de aer comprimat cu ade-vrat economic. Acesta este i motivulpentru care compresoarele cu urubrcite cu ulei au devenit aa de popu-lare: pot economisi pn la 20 % dincosturile produciei de aer comprimatfa de alte tipuri de compresoare.

2. Inuena tratrii aeruluiasupra reelei de aer comprimatOricum, n practic se acord foartepuin importan tratrii aerului com-primat. Acest lucru este regretabil,deoarece, numai aerul tratat corectpoate reduce costurile de ntreinere alesculelor i echipamentelor pneumatice,ale conductelor, etc.

a) Usctoarele cu refrigerare reduccosturile de ntreinere

a) Dimensionarea corect a reeleintotdeauna este nevoie de un calculpentru a dimensiona corect reeauade aer comprimat. Acest calcul sebazeaz pe regula unei cderi de pre-siune ntre compresor i consumatori(inclusiv sistemul de tratare normal, deex. uscare prin refrigerare) de maxim1 bar.

Cderile de presiune specice pot considerate dup cum urmeaz (Figuradin dreapta):

Reeaua principal 0,03 barConductele de distribuie 0,03 barConductele de conexiune 0,04 barUsctor cu refrigerare 0,20 barFiltru/regulator/lubrificatori furtunuri 0,50 bar

Un usctor cu refrigerare ofer o calitatea aerului comprimat sucient pentrua satisface 80 % din aplicaii. Adesea,usctoarele cu refrigerare economisesccderile de presiune cauzate de ltrele dinreeaua de aer i consum numai aprox.3 % din energia pe care ar utiliza-o altfelcompresorul pentru a compensa acestecderi de presiune. n plus, economiilede cost n ceea ce privete ntreinereai reparaiile consumatorilor de aercomprimat i a reelelor de conducte pot cu uurin de zece ori mai mari dectcostul uscrii prin refrigerare.

b) Combinaii cu economie de spaiuCombinaiile cu economie de spaiu for-mate din compresor cu urub, usctorcu refrigerare i recipient (Figura dindreapta), sau combinaiile alctuite dincompresor cu urub i usctor sunt dis-ponibile pentru aplicaii mici sau locale.

3. Proiectarea i instalareaunei reele de aer comprimatLa proiectarea unei noi staiide aer comprimat trebuie s sestabileasc dac alimentarea cuaer comprimat se va face la nivellocal sau centralizat. Un sistemcentralizat este de obicei sucientpentru unitile de producie micii mijlocii, deoarece nu gene-reaz problemele ntlnite ntr-oreea de aer comprimat mare,cum ar costurile de instalareridicate, pericolul ngheului con-ductelor exterioare neizolate ipierderile mari de presiune dato-rate traseelor lungi de conducte.

Aceast list arat importana calcu-lului cderilor de presiune din seciunileindividuale. De-asemenea ar trebui sse in seama de tingurile turnate irobinetele de izolare. De aceea nu estesucient ca n cadrul formulei sau altabelului s se ia n considerare numailungimea total a conductelor, ci trebuiedeterminat lungimea tehnic echiva-lent a conductelor. Oricum, n primeleetape ale proiectrii nu se poate stabilicu acuratee numrul exact de tingurii robinete. De aceea, lungimea echi-valent a conductelor se estimeaz

nmulind lungimea total n linie

dreapt cu un factor de 1,6. Diametrulconductelor poate determinat uor cu

ajutorul nomogramelor de calcul (vezigura din dreapta jos).

b) Trasee de conducte avantajoaseenergeticPentru a economisi energie, traseulconductelor ar trebui s e ct mai drepti ct mai direct posibil. De exemplu, sepot evita coturile atunci cnd se mon-teaz conductele n jurul unui obstacol,repoziionnd traseul n linie dreaptpe lng obstacol. Unghiurile drepte, la90 C produc cderi mari de presiunei ar trebui nlocuite cu coturi cu razmare. n loc de robinetele de ap obi-nuite ar trebui utilizate robinete cu bilsau uture cu trecere nerestricionat.

n zonele de aer umed, de ex. doar n

camera compresoarelor n cazul sis-temelor de aer comprimat moderne,conexiunile la i de la conducta princi-pal ar trebui s se fac de sus sau celpuin din lateral. Conducta principalar trebui s coboare cu 2 la 1000. Celmai de jos punct al acestei conducte artrebui prevzut cu posibilitatea montriiunui purjor de condens. n zonele deaer uscat, conducta poate orizontalcu linii secundare conectate direct n

jos.

c) Ce material s utilizm pentruconducte?

Nu se pot face recomandri specicecu privire la proprietile materialelor.

Numai preul nu poate inuena foartemult alegerea, deoarece conducteledin oel zincat, cupru sau plastic costaproximativ la fel dac se consider icosturile de instalare. Conductele dininox sunt cam cu 20 % mai scumpe.Oricum, metodele de prelucrare mai e-ciente au determinat scderea preurilor

n ultimii ani.Majoritatea productorilor ofer tabele

n care sunt prezentate condiiile optimepentru ecare material. Este bine sse studieze aceste tabele nainte de alua o decizie, s se ia n considerare

ncrcrile viitoare ale reelei de aer

comprimat i apoi s se stabileascspecicaia pentru reea. Numai aa sepoate obine o reea de aer comprimatcu adevrat bun.

d) Important mbinarea corectConductele trebuie s e mbinate eprin sudare, cu adeziv sau letate ilipite cu adeziv. Este foarte important ca

mbinarea s se fac corect, pentru ase asigura c aceasta este stabil dinpunct de vedere mecanic i nu existpierderi de aer, chiar dac va dicil dedemontat.

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

m /h m/min

Lungimeconduct(m) Ne cesaru l d e aer Diametru no minal Cderedepresiune

Presiunea dinsistem (bar)

Aerulcomprimat,camediuener-getic,esteextremdeexibildarnutocmaiieftin.Folosireaaces-tuia este rentabil doar dacechipamentelepentruproducie,tratament i distr ibu ie suntperfect armonizate ntre ele.

Acestlucruimplicattproiec-tarea corect a sistemului cti dimensionarea i instalareacorectareeleidedistribuieasistemului.

9. Evitarea pierderilorde energie (1):

Proiectareaiinstalareauneireeledeaer

20 21

Total max. 0,80 ar


13/21

1. Cerina de az:aer comprimat uscat

La planicarea unei reele noi, se potevita greelile care ar putea genera pro-bleme n viitor. Modernizare unei reelede aer comprimat existente implicdiculti i nu are sens dac aerul cealimenteaz reeaua de distribuie esteumed. nainte de a ncepe o astfel demodernizare, asigurai-v c aerul esteuscat la surs.

2. Ce se ntmpl n cazul n careexist o cdere excesiv de pre-siune n reea?Dac cderea de presiune din reeaeste mare, chiar i dup instalarea unuisistem de tratare satisfctor, atuncicauza o constituie probabil depuneriledin conducte. Murdria din aerul com-primat se depune pe pereii conductelor,reducnd diametrul efectiv i ngustndcalea de trecere a aerului comprimat.

a) nlocuire sau suareDac depunerile sunt foarte aderentes-ar putea s trebuiasc nlocuite sec-iuni din conducta afectat. Oricum, esteposibil suarea conductelor dac dia-metrul interior este doar uor ngustat de

pierderilor

Un prim obiectiv al oricror lucrri derecondiionare trebuie s l constituieeliminarea, pe ct posibil, a pierderilorde aer din reea.

a) Determinarea totalului pierderilordintr-o reea de aer

nainte de a cuta pierderile individuale,trebuie stabilit volumul total al pierderilordin reea. Acest lucru este relativ simplude realizat, cu ajutorul unui compresor

toi consumatorii de aer comprimatsunt conectai dar oprii i se msoartimpii de funcionare n sarcin ai com-presorului ntr-un interval de timp dat(Figura 3).Rezultatele sunt apoi utilizate pentru

depuneri, urmat de o uscare completnainte de a le repune n funciune.

b) Instalarea de conductesuplimentareO bun metod de a mri diametrulefectiv al unei reele de aer este de aconecta o a doua conduct n paralel.De-asemenea poate instalat o adoua reea inel dac diametrul evilordin reeaua inel existent este prea mic(Figura 1). Dac este corect dimensio-nat, o conduct suplimentar sau uninel dublu nu numai c elimin problemacderii de presiune, dar n acelai timpmrete abilitatea reelei de distribuie

n general. Alt posibilitate de a mbu-nti curgerea aerului ntr-o reea inelconst n utilizarea conductelor ncruci-ate, aa cum se arat n Figura 2.

3. Identicarea i eliminarea

a stabili pierderile cu urmtoareaformul:Legend:VL = Pierderi (m/min)VC = Debit

compresor (m/min)x = t1 + t2 + t3 + t4 + t5

Timpul n care compresorula mers n sarcin (min)

T = Timpul total (min)

b) Msurarea pierderilorla consumatorii de aerPrima dat, se efectueaz msur-toarea (Figura 4) pentru a stabili totalulpierderilor din reea. Apoi se nchidrobinetele de izolare montate nainte deecare consumator i se efectueaz iarmsurtoarea pentru a stabili pierderiledin reeaua de distribuie (Figura 5).Diferena dintre totalul pierderilor ipierderile din reea reprezint pierderilela consumatori i racordurile acestora.

4. Unde apar majoritatea pierderilor?

Experiena arat c 70 % din pierderiledintr-o reea de aer comprimat apar peultimii metri ai reelei, adic la punctulde utilizare sau n apropierea acestuia.Aceste pierderi pot de obicei uordepistate cu ajutorul soluiilor de spunsau a spra-urilor speciale. Reeauaprincipal poate prezenta pierderi

nsemnate numai dac vechile etanricu cli din reeaua alimentat iniial cuaer umed, au fost uscate prin alimen-tarea ulterioar cu aer uscat. Pierderiledin reea sunt detectate cel mai binecu ajutorul aparatelor cu ultrasunete.

n momentul n care s-a localizat ieliminat ultima pierdere, iar diametrulefectiv al conductelor este sucientpentru debitul cerut, vechea reea rede-vine un sistem ecient de distribuie alaerului comprimat.

Figura 1: Modernizarea unei reele de aer comprimat prinadugarea unei reele inel suplimentare

Figura 2: Mrirea capacitiireelei prin adugarea unorconducte ncruciate

Figura 3: Stabilirea totalului pierderilor prin msurarea timpilor de mers n sarcin aicompresorului cu toi consumatorii oprii

Figura 5

Figura 4 : Msurarea pier-derilor la consumatori

Presiunedelucru

Timp T

t1

t2 t3 t4 t5

necareansepierdmiideEurodatoritsistemelordedistribuiembtrnite sau prost ntrei-nutecarepermitcaenergiassepiardnlocseutilizat.Rezolvarea acestor decienenecesit o gndire atent i

implicmultmunc.Prezentmncontinuarectevasfaturiutilecuprivirelarecondiionareauneireeledeaercomprimat.

10. Evitarea pierderilor deenergie (2):

Optimizareauneireeledeaerexistente VC x txT

VL =

22 23


14/21

Figura 3:

Pentru msurareaconsumului de aer

i a presiunii minime imaxime a unui sistem de aer

comprimat existent se folosescdiferite metode i echipamentede msur. Pe baza acestorinformaii, se poate optimiza

sistemul de aer comprimat.Aerul comprimat este utilizat n maimulte aplicaii dect poate cineva s-iimagineze. Dar, cerina comun pentruutilizarea ecient a aerului comprimateste producia abil i tratarea aeruluicomprimat propriu-zis. Sistemul de aertrebuie s poat furniza aer n canti-

tatea i la calitatea specicat i la unpre corect.

1. Consultana inueneazeconomia

Un sistem de aer comprimat este e-cient din punct de vedere al costurilornumai dac este potrivit pentru apli-caia pe care trebuie s o deserveasc,pentru amplasarea i condiiile specicede funcionare. Cu alte cuvinte: com-presoarele, echipamentul de tratarei reeaua de conducte trebuie corectalese, dimensionate i supuse unor mij-loace de comand eciente. Mai mult,trebuie asigurat o ventilaie adecvat i

n ceea ce privete reducerea costurilorcare in mai curnd de consumul deenergie i ntreinere dect de preul deachiziie propriu-zis.

2. Analiza necesarului de aerPunctul de plecare pentru ecare

analiz KESS const ntr-oinvestigaie amnunit

a cererilor de aerc o m p r i m a t

o modalitate de a trata condensul acu-mulat i, dac este posibil, trebuie sexiste o metod de recuperare a clduriigenerate de compresoare. InstrumentulKESS (KAESER ENERGy SAVINGSySTEM Sistemul KAESER deeconomisire a energiei)ine seama

de toate aceste aspecte incluzndanaliza necesarului de aer, pla-nicarea (Figura 1), realizareapractic, instruirea ulterioar iserviciul deosebit. Factorii deci-sivi precum calitatea consultaneii selecia tehnologiei corecte aucel mai mare potenial

Proiecta

reasistem

uluideae

rcomprim

at

Compres

oare

Presiunea

minimde

lucrulaco

nsumatori

Cderead

epresiuned

inreeaua

dedistribu

ie

Cderede

presiune

Filtrucuc

arbonactiv

Cder

emin.dep

resiune(in

iial)

Cde

remax.de

presiune(s

chimbare)

Cderede

presiune

Microfiltru

Cderemi

n.depresi

une(iniial

)

Cderema

x.depresiu

ne(schimb

are)

Cderede

presiune

Usctor

Presiunea

diferenial

Compreso

are

Presiunem

aximCom

presoare

Figura 4: Datele achiziionate cu ADA pot fi reprezentate grafic pentru a arta puterea specificnecesar unui sistem de aer comprimat vechi (graficul de sus) i nou (graficul de jos).

Figura 1: Facilitile unui sistem CAD 3D modern p ermit proiectarea sistemului de aer comprimat n cele

mai mici detalii i dispunerea acestuia n funcie de necesitile utilizatorului

Figura 2: Un chestionar special este utilizat caghid de planificare pentru utilizatorii poteniali.Acesta poate fi descrcat n format pdf directde pe site-ul KAESER www.kaeser.ro, (Servicii >Analiz i consiliere > Reducerea costurilor punctcu punct Chestionar).

prezente i posibil viitoare ale utilizato-rului. Acest proces asistat de calculator,elaborat de Kaeser i denumit ADA (AirDemand Analsis analiza necesaruluide aer), trebuie s in seama de condi-iile specice aplicaiei:

a) Proiectarea unui nou sistem dealimentare cu aerSe prezint clientului un chestionarcomplet care ofer informaii necesareproiectrii noului sistem (Figura 2).

Un consultant KAESER poate apoiinterpreta acest ghid n vederea stabilirii

echipamentelor necesare pentru a facefa n cel mai ecient mod consumuluide aer comprimat. ntrebrile acopertoate aspectele legate de un sistemde aer comprimat economic iecologic.

b) Extindere imodernizareFa de noile pro-iecte, extinderea saumodernizarea uneiinstalaii exis-tente ofer deobicei o bazde plecare

sucient pentru proiectare, care scorespund cerinelor.

KAESER asigur instrumente demsur i echipamente pentru achiziia

datelor cu care se poate stabili precisnecesarul de aer n locuri i la momentediferite. Este foarte important s sedetermine maximul i minimul, precumi valorile medii (Figura 3).

c) Testarea ecieneiunui sistem de aer existent

Se recomand s se verice din cndn cnd eciena sistemului de aercomprimat cu ajutorul unei analizeasistate de calculator care stabiletedac ncrcarea compresoarelor este(nc) corect, dac sistemele de con-trol sunt (nc) corect programate idac proporia pierderilor de aer este

Instalaiile moderne de aercomprimat suntn general sis-teme complexe. Acestea pot exploatate n celemai bunei economice condiii numaiatuncicndseinecontdeacestlucru n toate etapele inclu-

znd planicarea,extinderea imodernizarea lor. KAESER a

dezvoltatunserviciucompletnsprijinulacestorprocese.Acestambinelementeclasicecumar componentele staiei de aercomprimat, consultarea clien-tuluiirecomandrilecuajutorulposibilitilormoderneoferitedetehnologiainformaieiaplicatntehnicaaeruluicomprimat.

11. Proiectarea corecta sistemelor de aer (1):Analiza necesarului de aer (ADA)

nc acceptabil. ADAar trebui utilizat i daccompresoarele trebuie

nlocuite cu unele noi.Astfel se vor evita even-tualele erori n ceeace privete alegereamrimii compresoa-relor care pot determinacicluri de funcionareineciente i se va puteaalege un sistem centralde comand adecvat(Figura 4).

d) Schimbri n condi-iile de funcionareCnd condiiile n care

funcioneaz un sistem deaer comprimat se schimb,

merit s e consultat unspecialist. Deseori modicri

simple ale metodelor de tratarea aerului sau stabilirea presiunii

potrivite pot efectuate pentru ase adapta noilor condiii, determi-

nnd importante economii.

24 25


15/21

Sistemul KAESER de economisire aenergiei (KESS) include calculul asistatal optimizrii sistemului. Aceasta uu-reaz alegerea celui mai potrivit sistemde furnizare a aerului comprimat pentruaplicaia specic a utilizatorului dintremai multe alternative posibile. Unchestionar standard completat cu grijcu ajutorul unui consultant KAESERconstituie baza noului sistem ce inecont de toi factorii, inclusiv consumulgeneral de aer comprimat anticipat iuctuaiile zilnice. Pentru sistemelede aer comprimat existente, calcululse bazeaz pe caracteristica proluluizilnic stabilit prin analiza cererii de aercomprimat (ADA).

1. Rezultate oinute cu ajutorulcalculatorului

nainte de a se putea optimiza un sistem

2. Cominaia este cea careconteaz

n majoritatea cazurilor, alturarea icoordonarea unor compresoare demrimi diferite s-a dovedit a alegereacorect. n general sistemul este alctuitdin combinaia unor compresoare marice preiau consumul de baz cu com-presoare de rezerv i cu compresoaremai mici ce preiau consumul de vrf.Funcia controlerului central este de aasigura cel mai mic consum de puterespecic. Pentru aceasta, controlerultrebuie s poat selecta automat ceamai potrivit combinaie ntre com-presoarele de baz i cele de vrf;maxim 16 compresoare care lucreaz

ntr-o band de presiune de numai0,2 bar. Sistemele centrale de comandinteligente, precum "Vesis" i "SIGMAAIR MANAGER" de la KAESER ndepli-nesc aceste cerine i permit controlul

existent, sunt introduse n programulKESS toate datele tehnice referitoare laacesta i orice noi alternative posibile.KESS ajut la alegerea versiunii optimedintre alternativele posibile calculndeconomia de costuri n comparaie cucelelalte variante.

n acelai timp se calculeaz i con-sumul de putere momentan n raport cu ocerere de aer comprimat stabilit, inclu-znd toate pierderile. De asemenea, sepoate obine o imagine precis a gra-cului de putere specic a sistemuluipe ntreaga perioad de funcionare(Figura 1). Aceasta nseamn c sepot detecta dinainte i se pot remediaorice puncte slabe n cazul funcionriila ncrcare parial.Rezultatul general al analizei este oconcluzie clar asupra potenialului deeconomie i amortizare.

avansat al sistemului. Aceste controlerepot conectate i cu alte compresoarei componente cum ar purjoarele decondens, usctoarele etc. i permitcomunicarea prin schimb de date viasistem bus. De-asemenea, acestea pot

direciona datele de funcionare ctre ocamer de comand, printr-o interfa.

3. Optimizare structuralUn sistem de aer comprimat nou saumodernizat ar trebui s utilizeze n

mod optim spaiul n care esteinstalat. Sistemele de proiec-tare moderne cum sunt celeutilizate de KAESER ofer unsprijin redutabil n acest sens.

n timpul proiectrii, acesteautilizeaz nu numai planurilede amplasare i diagramelede curgere, ci i imagini 3-D

generate pe calculator i ani-maii. Aceasta nseamn cadesea se pot obine avantajedin rcirea economic a aerului

n ciuda nghesuielii din cameracompresoarelor. Rcirea cu aereconomisete ntre 30 i 40 %din costuri fa de sistemelede rcire cu ap. Un avantajsuplimentar este acela c even-tualele puncte slabe i surse dedefeciuni pot identicate ieliminate din proiect, permindoptimizarea structural a insta-laiei (Figurile 2 a c).

4. Optimizare funcionarei comandPentru a asigura furnizarea eco-nomic a aerului comprimat petermen lung, trebuie neaprats existe un raport costuri/benecii optim i o transparentotal cu un control ecient. Aici

este locul n care calculatorul integratSIGMA CONTROL de la KAESER iintr n drepturi, prin cele cinci moduride comand pre-programate i capaci-tatea sa de achiziie i transfer a datelorctre o reea local. La nivelul central decomand se utilizeaz un alt calculatorindustrial, "SIGMA AIR MANAGER"deja menionat (Figura 3). Sarcinaacestuia, pe lng controlul corespun-ztor i monitorizarea sistemului de aercomprimat, este de a achiziiona toatedatele relevante i de a le transmiteunei reele de calculatoare (Ethernet).Acest lucru poate avea loc prin Internetsau prin programul "SIGMA CONTROLCENTRE". mpreun cu sistemul devizualizare "SIGMA AIR CONTROL",acest program de calculator poateaa o list a tuturor compresoarelor

mpreun cu datele lor cele mai impor-tante. Cu ajutorul acestuia se poatevedea dintr-o privire dac sistemulfuncioneaz corect, dac mesajele de

ntreinere sau alarmele sunt activate ict de mare este presiunea din sistem.Nivelul de detaliu al informaiilor poate selectat cu uurin dup caz. Deexemplu, pot urmrite evenimentede funcionare, pot aate graceale consumului de energie, ale cereriide aer comprimat i ale presiunii, ise pot programa lucrri de ntreinerepreventiv. Acest instrument de controlmodern joac un rol extrem de impor-tant n asigurarea furnizrii nentreruptea aerului comprimat n cantitatea i lacalitatea cerute la costuri minime.

Figura 1: Comparaie ntre consumul de putere al unui sistem de aer comprimat existent i sistemealternative noi pe parcursul unei perioade de o zi n funcie de necesarul de aer

Figura 2 a: Plan de amplasare pentru sistemul de aer al unei

uzine constructoare de automobile

Figura 2 b: Schema de curgere (diagrama P&I) a aceluiaisistem de aer comprimat

Figura 2 c: Imaginea animat 3-D generat pe calculator permite o plimbare virtual printre componenteleinstalaiei i ofer o imagine a utilajelor din aproape orice unghi

Figura 3: Pe lng interaciunea optim ntre toatecomponentele sistemului, noul controler central

Sigma Air Manager asigur o disponibilitatesemnificativ mai mare i un control eficient alfurnizrii de aer comprimat

nlimencpere5 m

Traseu condens

Unsac fr fund, sau o sursdeeconomie?Unsistemdeaercomprimat poate ori una orialta. Cheia este "Optimizareasistemului".Optimizareasistemuluiar putea economisi 30% dincheltuielile cuproducereaaerului

comprimat dac ar universaladoptat n ntreaga Europ.Aproximativ70pnla80%dinaceste economii ar proveni dinreducereaconsumuluideenergie.Mai mult, prognozele indiccreterea costurilor energetice inicidecum ieftinirea lor. Aceastanseamncestetotmaiimportantca utilizatorii s benecieze decel mai ecient sistem de aercomprimat.

12. Proiectarea corect asistemelor de aer (2):

Stabilireaceleimaiecientesoluii

26 27


16/21

Cheia pentru o analiz i implicit ooptimizare reuit const n strnsacolaborare dintre utilizator i specialistul

n domeniul aerului comprimat. Aceastainclude punerea la dispoziia specialis-tului a tuturor informaiilor necesare.

1. Informaii de la utilizatora) Planul de amplasareTrebuie s existe un plan de amplasareal instalaiei pentru orientare general(Figura 1). Acesta trebuie s deta-lieze reeaua principal a sistemuluide aer, conductele de interconexiunei punctele de intrare a aerului. Trebuiede asemenea menionate detalii refe-ritoare la diametrele i materialele dincare sunt alctuite conductele, puncteleprincipale de utilizare i orice puncte deutilizare a aerului comprimat cu presiunii cu caliti speciale.

b) Aplicaii ale aerului comprimatAerul comprimat ind un mediu foarteexibil, este esenial ca utilizatorul s

e) Controlul i monitorizareacompresoarelorDeoarece economia unui sistem de aercomprimat este semnicativ inuenatatt de caracteristicile compresoarelorindividuale ct i de modul n care inter-acioneaz ntre ele, este important se incluse detaliile privind tehnicile decontrol i monitorizare folosite.

2. Discuii ntre utilizatori specialistCnd informaiile de mai sus sunt dis-ponibile, specialistul n aer comprimattrebuie s se familiarizeze cu docu-

specice detalii exacte pentru aplicaiilela care l folosete. Aceste informaiitrebuie s indice, de exemplu, dacaerul comprimat este folosit ca aer decomand, pentru tratarea suprafeelor,pentru scule rotative, pentru curaresau ca aer de proces, etc.

c) Compresoare instalatePe lng modelul i tipul, trebuie men-ionate, de asemenea, datele tehniceale compresorului cum ar presiuneade lucru, debitul de aer, consumul deenergie, tipul de rcire i utilizarea cl-durii recuperate.

d) Tratarea aeruluin ceea ce privete tratarea aeruluicomprimat, este important s secunoasc dac acest lucru se facela nivel central sau local i ce c lasede calitate sunt necesare. Evident,trebuie specicate datele tehniceale componentelor iar o schemde curgere va oferi privirea deansamblu necesar (Figura 2).

mentele respective i apois discute orice problemlegat de alimentarea cu aercomprimat. Aceste probleme pot :presiunea sczut sau uctuant,slaba calitate a aerului i utilizareanecorespunztoare a compresoarelorsau probleme cu rcirea.

3. InspeciaEtapa cea mai important o constituieinspecia sistemului de aer comprimat.Aceasta trebuie s nceap ntot-deauna din zona cea mai critic, adicacolo unde se ateapt cea mai mare

cdere de presiune (Figura 3) sau ceamai slab calitate a aerului. Experienaarat c acestea sunt adesea punctelenale de utilizare. Se recomand s seacorde o atenie deosebit urmtoa-relor puncte:

a) Furtunuri de conectare, regu-latoare de presiune, purjoare decondens

n cele mai multe cazuri pierderile deaer din sistem sunt localizate la furtu-nurile de conectare ale consumatorilor.Acestea trebuie vericate cu grij. Daceste instalat un regulator de presiune

atunci presiunile (presiunea la intrarei presiunea la ieire) trebuie vericate

n sarcin (Figura 4). Trebuie vericatfuncionarea i eliminate eventualeleblocaje ale purjoarelor de condensmontate nainte de regulatoarele depresiune. Acelai lucru se aplic i ncazul conductelor conectate direct n

jos (Figura 5).

b) Robinete de izolareConductele de distribuie i tingurile

acestora ce se ramic din conductaprincipal au o inuen major asupraecienei sistemului. Robinetele de izo-

lare i componentele similare joac iele un rol important: Acestea trebuiedimensionate adecvat, s e cu sec-iune integral, tip bil sau uture, nurobinete de ap ineciente sau robinetede col.

c) Inelul principalCel mai important punct l constituiedetectarea cauzelor cderilor de pre-siune cum ar seciunile de curgere

ngustate.

d) Sisteme de tratare a aeruluiCele mai importante criterii de inspecie

n acest caz suntpunctul de rousub presiune atins(gradul de uscare)i cderea de pre-siune la ecarecomponent nparte. Pot nece-sare controale decalitate suplimen-tare n funcie deaplicaie.

e) Sistemul de generare aercomprimatSistemul de aer comprimat propriu-zispoate avea propriile sale deciene.Trebuie vericate n special poziiacompresoarelor, ventilaia, rcireai instalaia de conducte. n plus,trebuie vericate variaia total de pre-siune a compresoarelor, dimensiuneavasului tampon i poziia punctelor demsur a presiunii de la care sunt con-trolate compresoarele.

f) Stabilirea punctelor de msurpentru ADALa terminarea inspeciei, specialistul iutilizatorul hotrsc punctele n care sevor face msurtorile. Cerinele minimeconstau n puncte de msur naintei dup sistemul de tratare a aeruluicomprimat i la ieirea din reeauaprincipal.

4. Msurarea presiunii i a consu -mului de aer (ADA)

n timpul msurrii presiunii i consu-mului de aer comprimat, funcionareasistemului de aer comprimat este moni-

torizat pe o perioad de minimum 10zile cu ajutorul unui dispozitiv modernpentru achiziia datelor. nregistratorulde date colecteaz datele relevante ile transfer unui calculator care cre-eaz o diagram a consumului de aercomprimat. Gracul arat cderile depresiune, uctuaiile de presiune iconsum, perioadele de mers n gol,perioadele de mers n sarcin i deoprire a compresoarelor i relaia dintreperformana ecrui compresor n partei consumul respectiv de aer. Pentru acompleta imaginea, trebuie aate ipierderile de aer. Aceasta se face aacum s-a artat la capitolul 10, pagina22 i necesit nchiderea selectiv aunor seciuni ale reelei pe perioadaweekend-ului.

Figura 2: O schem de curgere (diagram P&I)desenat de mn pentru sistemul de aer com-primat propus

Figura 3: Cderea de presiune ntr-un sistem deaer comprimat

Figura 4: Regulator local de presiune

consumator de energie, cu separator de condens

Figura 5: Ap n sistem? (Testare)

Ap n sistem?

Testare prindeschiderearobinetului

Curge ap dupdeschidere?

Compresoare Tratarea aerului

Schema de curgere P&I (schi) Staia 2

Figura 1: Schemaamplasrii reelei de aercomprimat ntr-o secie deproducie tipic

Planul cu reeaua de aer comprimat

Camercompresoare

Camercompresoare

Aer comprimat:Rou = eav de 3" Albastru = eav de 2"Verde = eav subteranMaro = eav de "

Puine din sistemele de aercomprimat utilizate n prezentau o structur optimizat acosturilor.Pentrutoatecelelaltese recomand opt imizareasistemului. Cerina de bazpentru optimizarea sistemului

es te o anal iz de ta liat a consumului de aer(ADA),aacums-aartatdejancapitolul11, pagina 24. ncapitolul defavomdescriepascupascumsepoatestabilipracticstareancarese a unsistemdeaercomprimat.

13. Proiectarea corect asistemelor de aer (3):Analizanecesaruluideaer(ADA)Stabilireacondiieiactuale

28 29


17/21

Cldura generat de compresoare esteo surs ideal de economie de energie.Cu ajutorul unui sistem adecvat cldurapoate recuperat n proporie de pnla 94 % din energia consumat i dacaceasta este judicios folosit, costu-rile produciei de aer comprimat suntsemnicativ reduse (vezi capitolul 8,pagina 18). Oricum, chiar dac clduraeste recuperat, compresorul tot arenevoie de un sistem de rcire propriu.Costurile rcirii cu aer pot cu peste30 % mai mici dect cele pentru siste-mele rcite cu ap. De aceea ar trebuis se prefere sistemele rcite cu aer oride cte ori este posibil.

1. Mediul de lucru al compresorului

a) Curat i rcoros este cel mai bineUna din cerinele principale alereglementrilor pentru prevenireaaccidentelor se refer la instalareacompresoarele astfel nct s se asi-gure un acces corespunztor i o rciresucient. Reglementrile referitoare lainstalarea compresoarelor cer ca tem-peraturile mediului n care funcioneazcompresoarele rcite cu aer i cu uleinu pot depi +40 C. Reglement-rile prevd, de-asemenea, faptul csubstanele periculoase nu pot nici-odat eliberate n vecintatea admisieicompresoarelor. Aceste reglementrireprezint doar cerinele minime. Scopul

c) O temperatur potrivit iconstantTemperatura are o inuen conside-rabil asupra abilitii i a cerinelorlegate de ntreinerea compresoa-relor; aerul aspirat i aerul de rcirenu trebuie s e nici prea rece(sub +3 C) nici prea cald (peste+40 C)*. Acest lucru trebuie luat nconsiderare n etapele de planicare iinstalare. De exemplu, pe timpul verii

soarele care bate pe

pereii sudicisau vestici ai unei cldiri

poate crete considerabil temperaturadin camer. Chiar i n cazul unui climatblnd, se poate ntmpla ca tempera-tura s creasc pn la +40 sau chiar+45 C. Din acest motiv deschiderilepentru aerul aspirat i pentru aerulde rcire trebuie amplasate pe pereiiumbrii care nu sunt direct expui lasoare. Dimensiunea deschiderilor estelegat de capacitatea compresoarelorinstalate i de metoda de ventilaieutilizat.

lor este de a minimaliza riscul acciden-telor ct mai mult posibil. Funcionareai ntreinerea economic a compreso-rului implic, oricum, mult mai mult.

b) Camera compresoruluinu este o magazie din grdinCamera compresorului nu este un spaiude depozitare. Aceasta nseamn ctrebuie s e n permanen curat depraf i alte substane contami-nante, nu trebuies con-

in utilaje care nu au nici o legtur cuproducia de aer comprimat iar podeauanu trebuie s e friabil. Ideal ar capodeaua s e lavabil. n nici un caznu este permis ca aerul pe care l aspircompresorul s conin praf sau altesubstane contaminante din atmosferfr o ltrare intensiv suplimentar.Dar chiar i n condiii obinuite de func-ionare, aerul aspirat i aerul de rciretrebuie curat cu ajutorul unor ltrecorespunztoare.

2. Ventilaia camerei compresoruluiVentilaia adecvat a camerei compre-sorului este esenial chiar i pentrucompresoarele rcite cu ap. n oricaredin cazuri, cldura radiat de compre-sor de la blocul de compresie i motorulelectric trebuie evacuat din ncpere.Aceasta n seamn aproximativ 10 %din puterea motorului compresorului.

3. Diferite metode de ventilaie3.1 Ventilaia natural (figura 1)

Aerul de rcire este aspirat n ncperede ctre ventilatorul compresorului,aerul se nclzete pe msur ce trece

prin compresor i se ridic, prsindcamera compresorului printr-o deschi-dere plasat n apropierea tavanului.Totui, acest tip de ventilaie (convecie)se recomand numai n cazuri excepio-nale i pentru compresoare cu putere sub5,5 kW, deoarece chiar i soarele sauvntul pot cauza probleme.

3.2 Ventilaie foratAceasta este cea mai des utilizatmetod. Ventilaia este controlat cuajutorul unui termostat pentru a evitascderea temperaturii din staia decompresoare sub +3 C iarna. Tem-peraturile joase nu sunt propice pentrufuncionarea compresoarelor, a purjoa-relor de condens i a echipamentelorde tratare a aerului comprimat. Con-trolul cu ajutorul termostatului estenecesar deoarece n cazul ventilaieiforate camera compresorului estesupus unui anumit vacuum care pren-tmpin ntoarcerea aerului erbinte ncamer. Exist dou metode de venti-laie forat:

3.2.1 Ventilaia cu ajutorul unuiventilator extractorSe instaleaz un ventilator comandatprin termostat n deschiderea pentruevacuarea aerului cald din staia decompresoare (Figura 2). O cerinimportant pentru acest tip de venti-laie este aceea c deschiderea pentruadmisia aerului de rcire trebuie saib dimensiuni corespunztoare (vezigura din dreapta jos); dac este preamic, ar putea determina o vidarepronunat a ncperii ce ar duce lacreterea nivelului zgomotului cauzat de

viteza excesiv a curentului de aer. nplus, ar pus n pericol rcirea sta-iei de compresoare. Ventilaia trebuieproiectat n aa fel nct s limitezecreterea temperaturii n ncpere dato-rit cldurii degajate de compresor cu7 K peste temperatura aerului de rcireadmis. Altfel, cldura se acumuleazi cauzeaz defectarea compresorului.Trebuie avut n vedere faptul c ventila-toarele extractoare mresc costurile cuenergia.

3.2.2 Ventilaie cu tubulatur(Figura 3)

Compresoarele cu urub moderne,complet nchise ofer o metodde ventilaie aproape ideal, cuajutorul tubulaturii de evacuare. Ven-tilatorul compresorului aspir aerul dercire printr-o fereastr de dimensiunicorespunztoare i l refuleaz printr-o tubulatur care l scoate n afarastaiei de compresoare. Avantajul prin-cipal al acestei metode este acela ceste permis ca temperatura aerului dercire s creasc mult mai mult, pn laaproximativ 20 K peste cea a mediului.Aceasta reduce volumul aerului dercire necesar. n mod normal, ventila-toarele de rcire ale compresorului ausucient rezerv de presiune pentru a

mpinge aerul de rcire prin tubulaturi afar din camer. Aceasta nseamnc spre deosebire de ventilaia cu venti-lator extractor exterior, aceast variantnu necesit consum suplimentar deenergie. Oricum, aceasta se aplicnumai n cazul n care rezerva de pre-siune a ventilatoarelor este sucientpentru tubulatura utilizat. Ideal ar ca tubulatura de evacuare s e dotatcu o clapet controlat prin termostat(Figura 4) pentru a direciona aerulcald n camera compresorului pe timp deiarn pentru a menine temperatura defuncionare adecvat. Dac n cameracompresorului sunt instalate i usctoare

kaeser compresoare

Documents