Figur 4:1: Energikostnadenes andel av totale levetidskostnader - tradisjonell kompressor

Figur 4:2: Energigjenvinning

Figur 4:3: Filter

Figur 4:5: Sammenlikning av energiforbruket i forhold til trykkluftforbruk mellom frekvensstyrt og tradisjonell kompressor

Del 4: Trykkluft og ENØK

ENØK med trykkluft

Det er en kjent og vanlig oppfatning at produksjon av trykkluft er svært ressurskrevende. Vår oppfatning er imidlertid at ved å nyttiggjøre seg den energien som fortsatt er til stede etter at luften er komprimert, samt å sørge for riktig trykk med riktig kvalitet, er dette en renslig og lett anvendbar ressurs som det i praksis er umulig å komme utenom.

Men, med stadig økende strømpriser på grunn av svingninger i kraftproduksjonen og fare for kraftmangel, burde tusener av trykkluft- og vakuumanlegg gjennomgås og forbedres med tanke på energiøkonomisering (ENØK).

De fleste seriøse leverandører av trykkluftutstyr har god kompetanse på de forskjellige mulighetene som finnes, og vil veldig raskt kunne fortelle deg som bruker hvilket potensial - og spesielt sparepotensial - din bedrift måtte ha. Dette er en vinn/vinn-situasjon både for bruker og leverandør, og ikke minst for samfunnet generelt. Fellesnevneren er ENØK.

Ved trykkluftproduksjon benyttes bare cirka 12 prosent av tilført energi som trykkluft. Resten er varme. Det betyr at hvis du har en kompressor på 75 kW som går 100 prosent belastet 8000 timer per år, vil energiforbruket være 600.000 kWh.

Men fortvil ikke! Det er gjort beregninger som viser at de fleste bedrifter har et sparepotensial på 30 prosent av tilført effekt. Hvis også varmeoverskuddet fra trykkluftanlegget kan benyttes, er det muligheter for betydelige besparelser.

Besparelsene gjelder ikke bare din bedrift. Beregninger som er gjort, viser at vi bare i Norge kunne ha redusert forbruket tilsvarende 1 ½ Alta-kraftverk eller tilsvarende 60.000 til 70.000 norske husstander ved å optimalisere alle trykkluftanlegg for energiøkonomisk drift.

Hvordan redusere energikostnadene

De viktigste faktorene for å redusere energiforbruket er:

Energigjenvinning

Lekkasjetetting

Unngå trykkfall

Riktig arbeidstrykk

Driftsform

Temperatur

Samkjøring

Trykkluftkvalitet

Virkningsgrad

Frekvensstyring

Ved å foreta vurdering av ditt trykkluftanlegg med tanke på disse forholdene kan det garantert settes inn tiltak som reduserer energikostnadene betraktelig. Vi har også erfart at de investeringer som eventuelt behøves for forbedringer ofte er minimale, og vi har eksempler på inntjeningstid fra to til fire måneder.

Nedenfor går vi litt nærmere inn på noen av faktorene for ENØK i trykkluftanlegg.

Energigjenvinning

Energigjenvinning vil normalt ha det største sparepotensialet. De fleste skruekompressorer er forberedt for varmegjenvinning, enten ved at den varme luften benyttes direkte til oppvarming eller ved at den kobles til en varmeveksler for varmt vann, hvor varmt vann benyttes i prosessen eller at det benyttes for oppvarming på denne måten.

Ved full gjenvinningsutnyttelse kan vi ta tilbake cirka 90 prosent av tilført effekt. Investeringsanalyser viser at tilbakebetalingstiden normalt er svært kort, og vi snakker om betydelige besparelser.

Lekkasjer

Trykkluftlekkasjer er normalt ikke "farlige" slik som for eksempel jordfeil/kortslutninger i elektriske systemer, eller forurensende som for oljelekkasjer i hydraulikksystemer. Men luftlekkasjer er generelt et betydelig problem i trykkluftsystemer. De som har vært i et produksjonslokale har vel hørt susing fra ventiler, koblinger, regulatorer, verktøy, osv. Det skal ikke så stor lekkasje til før energibehovet er betydelig.

Som det framgår av tabellen, vil selv små lekkasjer føre til stort energiforbruk. Som regel er lekkasjesøking en relativt enkel men tidkrevende oppgave.

Hvis det ikke er støy i lokalet, kan man lytte, benytte såpevann eller lekkasjesøker. Hvis det ikke er kontinuerlig drift, kan man også beregne lekkasjeomfanget ved å stenge en av kompressorene og registrere hvor lang tid det tar før trykket i anlegget synker.

Vi har mange eksempler på store reelle besparelser ved lekkasjesøking. En av våre kunder reduserte energiforbruket til kompressorene med 40 kWh (tilsvarende 10 prosent). Med kontinuerlig drift på 8700 timer per år og kr 0,30 per kWt, utgjorde dette en årlig besparelse på kr 104.400.

Arbeidet ble utført i løpet av noen få uker, men som følge av dette resultatet er lekkasjesøking blitt en del av de daglige vedlikeholdsrutinene.

Trykk og trykkfall i rørnettet

Riktig arbeidstrykk for kompressorsanlegget har stor betydning for energiforbruket. Leverandører av maskiner og produksjonsutstyr stiller ofte krav til hvilke arbeidstrykk det skal opereres med. Det er imidlertid svært vanlig at det opereres med en sikkerhetsmargin. I tillegg er noen av den oppfatning at jo høyere trykk, jo raskere går arbeidet.

Resultatet er ofte at slitasjen på verktøy og produksjonsutstyr blir større enn det burde være. Det bør tilstrebes et så lavt trykk som mulig når vi vet at 1 bar trykkøkning vil tilsvare et økt effektbehov på cirka 7 prosent. Det er også svært viktig at filter og rørnett er dimensjonert for den kapasiteten som er nødvendig. Ikke sjelden måler vi et trykkfall i rørnettet på 1-2 bar.

Eksempel:

En kompressor på 75 kW, driftstid 8000 timer per år, strømpris kr 0,50/kWh, kompressorutnyttelse 100 prosent, trykkfall 1,5 bar.

75 kW * 10,5 % (1,5 bar trykkfall)* 8000 * 0,50 = kr 31.500.

Hvis trykkfallet skyldes et tett filter, vil bytte av filterelement være tjent inn på en måneds tid. Det finnes nå trykkfallsindikatorer for filter som vil beregne når det er energiøkonomisk riktig å bytte filterelement. Ved installasjon av nye kompressoranlegg, bør man være nøye med beregningen av rørdimensjonene for å unngå trykkfall.

Kompressorens driftsform og samkjøring

Ved større kompressoranlegg er det svært viktig at man finner den best mulige samkjøringsløsningen. Luftforbruket er sjelden konstant, og det er derfor svært viktig å velge kompressor eller kompressorer med tanke på energiøkonomisk drift. De fleste kompressorer vil ha et effektbehov på 25-85 prosent selv når det ikke er behov for at de skal produsere trykkluft eller når de går avlastet.

Ettersom trykkluftforbruket sjelden er konstant, kan en god løsning være å installere en kompressorstasjon med kompressorer i forskjellige størrelser og med god samkjøring av disse seg imellom slik at den kompressor som er riktig i forhold til forbruk velges automatisk.

Det kan også være fornuftig å velge en kompressor som har mulighet til å velge mellom av- og pålast med automatisk stopp og modulerende drift. Vi har sett eksempler på at innsparing av mer enn 30 prosent av energikostnadene bare ved å gå over til en annen driftsform.

Frekvensstyrte kompressorer

De siste årene har frekvensomformere blitt mindre i byggemål, sikrere i drift, mer effektive og ikke minst mye billigere. Dette betyr for de fleste installasjoner at merinvesteringskostnaden for en frekvensstyrt maskin vil være tilbakebetalt i løpet av 3-6 måneders drift i form av energibesparelser.

Energikostnader står for opptil 80 prosent av dine utgifter til trykkluft. Ved å bruke en frekvensstyrt kompressor, kan du i de fleste tilfeller spare mer enn 40 prosent av disse utgiftene.

Frekvensstyrte kompressorer er utstyrt med en frekvenskontrollert motor. Dette setter kompressoren i stand til å justere produksjonen av trykkluft presist etter behov, noe som gir en energibesparelse på 30-40 prosent.

Konstant trykk i luftanlegget minimerer kraftforbruket og reduserer slitasjen på kompressoren. Mykstartfunksjonen øker levetiden på slitedeler som for eksempel belter og koplinger, og fører til lavere belastning og mindre bevegelse i alle deler. Samlet sett reduserer dette bruken av reservedeler med 20-25 prosent.

I tillegg reduserer en frekvensstyrt kompressor slitasjen på mekanisk utstyr som for eksempel ventiler og trykkluftsverktøy, og reduserer kravet til størrelsen på kabler/ledninger og sikringer, noe som minsker den elektriske belastningen på systemet ditt.

Frekvensstyrte maskiner er helt klart fremtidens utstyr.

Leverandørens bidrag

Hva kan så leverandøren bidra med? Vi kan foreta analyser av ditt trykkluftanlegg og utarbeide en statusrapport. Dette kan være utgangspunktet for å få tall på bordet slik at nødvendige investeringsanalyser kan utføres.

En analyse kan for eksempel utføres på som følger: Logging av trykkluftforbruk, måling av trykkfall, kontroll av driftsform, måling av trykkluftkvaliteten, lekkasjesøking, osv.

Ta gjerne kontakt med Nessco eller et firma som har måleutstyr og verktøy for å analysere og utføre de nødvendige beregninger for dine ENØK-tiltak, og du er godt i gang med de første skrittene til reduserte energikostnader. Kanskje du får litt bedre samvittighet også?

For mer informasjon kontakt Nessco AS: www.nessco.no

Tabell: Økning i energiforbruk ved lekkasje

Les hele saken