Váš kompresor vzduchu môže byť inteligentnejší ako si myslíte
Ron Marshall za výzvu na stlačený vzduch
Nedávno bola väčšina vzduchových kompresorov riadená pomocou mechanických tlakových spínačov, relé a meradiel. Zostavenie týchto jednotiek, najmä pri pokuse o koordináciu viacerých kompresorov, by mohlo byť frustrujúce a zbytočné, pretože často, nie skôr, ako boli ovládacie prvky správne nastavené, nejaký druh mechanického štrku opäť niečo vyradí z nastavovania.
Moderné ovládacie prvky sú často tvorené presnou špičkovou elektronikou ovládanou sofistikovanými mikroprocesormi, ktoré sú programované pomocou inteligentných algoritmov, aby kompresory bežali efektívnejšie a spoľahlivejšie.
Stále viac a viac funkcií sa vyvíja a implementuje do riadiacich algoritmov. Je v najlepšom záujme používateľa, aby ste sa dozvedeli, čo vaše riadenie kompresora ponúka, a aby ste zistili, či môžete profitovať z nových inovácií.
Jedným takým veľmi užitočným algoritmom je automatické počítanie začatí za hodinu, aby sa skrátil čas bez zaťaženia. Tento článok pojednáva o použití tohto algoritmu na riadenie malých vzduchových kompresorov na výrazné percentuálne úspory a uvádza príklad, kde sa táto funkcia použila na získanie úspor 66% jednoduchým pridaním úložného prijímača, znížením tlaku a nastavením riadenia kompresora.
Funkcia automatického spustenia
Pred niekoľkými rokmi si dizajnéri ovládacích prvkov kompresorov uvedomili, že je neúčinné nechať kompresor neustále bežať nezaťažený, ak sa nevyžaduje výroba vzduchu. Konkrétne veľa skrutkových kompresorov spotrebuje značný výkon 25% až 50% plného zaťaženia (alebo v niektorých prípadoch vyššieho) v nezaťaženom stave, ktorý stráca energiu, ak zostane zbytočne v prevádzke. Aby sa obmedzila zbytočná energia, boli ovládače kompresora vybavené časovacím obvodom (funkcia automatického štartu), ktoré detegovalo, či kompresor bežal nezaťažený určitý čas a ak by bol, vypol by motor kompresora. Zastavený kompresor by zostal aktívny a bol by pripravený na spustenie, ak by tlak systému klesol do bodu zaťaženia. Problém s týmto typom obvodu je, že ak používateľ nastaví časovač tak, aby hovoril jednu minútu, a systém má obmedzenú kapacitu pamäte, kompresor by sa mohol pokúsiť zastaviť a naštartovať príliš veľa krát za hodinu, čo prekračuje maximálny počet motorov hlavného vodiča. začína za hodinu. Prípustné štartovanie za hodinu pre motor sa môže značne líšiť v závislosti od charakteristík motora, veľkosti, spôsobu štartovania a hybnosti zaťaženia hriadeľa a ďalších hľadísk. Viac informácií o štarte motora nájdete v štandarde NEMA MG-1. Všeobecne platí, že čím väčší motor a vyššie napätie, tým rýchlejšie sa motor môže naštartovať.
To všetko je veľmi komplikované a za starých časov sa zjednodušilo štandardné nastavenie minimálneho časovača, zvyčajne okolo 15 minút, takže žiadny kompresorový motor sa nezastaví a nespustí viac ako 4-krát za hodinu. Trvalo to chvíľu, ale niektorí výrobcovia si čoskoro uvedomili obmedzenie tohto nastavenia, najmä pokiaľ ide o menšie kompresory, ktoré by mohli spoľahlivo spustiť 10 až 15 krát za hodinu. Toto nastavenie 15 minút bolo často neúčinné pri znižovaní nevyťaženej spotreby energie kompresorov, ktoré cyklujú viac ako 4-krát za hodinu, ale sú nižšie ako maximálny počet spustení motora.
Niektorí výrobcovia nakoniec zistili, že je bezpečné implementovať spôsob prevádzky, ktorý umožňuje viac štartov za hodinu, ale bezpečne obmedzuje počet štartov, ak by sa niečo stalo, čo by spôsobilo, že kompresor rýchlo cykluje. Na účely tohto článku sa tieto rôzne režimy ovládania nazývajú „inteligentné ovládače“. Keďže tento článok je napísaný tak, aby bol neutrálny z hľadiska dodávateľa, nebude sa zmieniť o konkrétnych výrobcoch s touto funkciou, bude na užívateľovi, aby od poskytovateľa služieb požiadal o informácie o vašej konkrétnej kontrole. Niektoré dostupné inteligentné ovládacie prvky fungujú týmito spôsobmi:
Jeden výrobca povoľuje maximálne 4 štarty za hodinu, ale štart môže byť kedykoľvek v rámci pohybujúcej sa hodiny. Ak začatia prekračujú, kompresor jednoducho beží bez zaťaženia,
Jeden výrobca má špeciálny predprogramovaný režim, ak je zvolený, sníma frekvenciu cyklu kompresora a ak je to prijateľné, vypne kompresor okamžite po krátkej dobe vyloženia, tento výrobca má tiež režim, v ktorom je teplota motora snímaná monitormi, a ak bude povolený dostatočný počet ďalších zastávok / štartov,
Iný výrobca umožňuje užívateľovi naprogramovať požadované maximálne začatia za hodinu alebo začatia za deň. Každá veľkosť kompresora je dodávaná s maximálnym povoleným počtom, ktorý bude obmedzovať nastavenie ovládania. Kompresor sa vypne okamžite po krátkej dobe vyloženia, ak počet spustení neprekročí tento maximálny počet, pretože algoritmus vychádza z aktuálnych cyklov kompresora. Ak to nie je splnené, kompresor zostane bez zaťaženia.
Ďalší výrobca umožňuje znížiť časovač na dve minúty, motor sa môže vypnúť, ak kompresor beží 10 minút (neodporúča sa používať na ochranu pred nadmerným štartom).
Niektoré z týchto spôsobov ovládania kompresorov sú inovatívne v tom, ako chránia motor kompresora pred poškodením, pričom si zachovávajú dostatočnú flexibilitu, aby ušetrili čas bez zaťaženia. Pri mnohých z týchto ovládacích prvkov, ak je prijímač úložného priestoru kompresora správne dimenzovaný, sa získajú významné úspory v hodinách nezaťaženého času chodu, najmä pri mierne zaťažených kompresoroch s občasnými vysokými vrcholmi, ako sú jednotky umiestnené v opravovniach.
Navrhovanie „inteligentného“ úložiska
Ovládač kompresora to nemôže urobiť sám; aby boli cykly kompresora účinné, musia byť v rozsahu, ktorý ovláda ovládač. Graf 1 zobrazuje vplyv zmeny tlakového pásma objemu a zaťaženia / vyloženia na počet cyklov za hodinu. Pre malé kompresory je najlepšie navrhnúť dostatok úložného priestoru pre asi 6 až 8 štartov za hodinu pri maximálnej frekvencii, ktorá sa vyskytuje v 50% zaťaženom bode (skontrolujte toto obmedzenie u výrobcu). Skúsenosti ukázali, že skladovací objem 10 galónov na cfm a tlakové pásmo 30 psi zaisťuje, že počet začatí za hodinu pri 50% zaťažení zostáva vždy pod 6. Všeobecne by sa však táto stratégia mala uplatňovať na systémy s priemerným priemerom. nakladanie dobre pod 40%.
Graf 1: Vplyv skladovacích a tlakových pásiem na frekvenciu cyklu
V systéme sa môžu vyskytnúť veci, ktoré by mohli zvýšiť frekvenciu cyklu, pravdepodobne filtračný rozdiel. Keď sa filtre zaťažujú úlomkami počas normálneho životného cyklu, ak je filter umiestnený medzi senzorickým bodom riadenia kompresora a prijímačom pamäte, potom sa skutočná kapacita, ktorú kompresor „vidí“, zníži a cykly za hodinu sa zvýšia. Z tohto dôvodu je lepšie spoliehať sa na inteligentné ovládanie, než na jednoduché vypnutie časovača na nulu, čo je v niektorých prípadoch možné.
Účinok širšieho tlakového pásma
Vyšší priemerný tlak zvýši spotrebu energie motora kompresora v zaťaženom stave približne o jedno percento pri každom zvýšení o dva psi (zvyčajne nižšie ako toto nad 110 psi). Rozšírenie tlakového pásma z pásma 10 psi na pásmo 30 psi zvyšuje priemerný tlak kompresora o 10 psi a spôsobuje približne 5% vyššiu spotrebu energie. Ak však kompresor beží nezaťažený po významné hodiny, eliminácia nezaťaženého času chodu môže viac ako len splatiť tento dodatočný zaťažený výkon.
Vyšší tlak bude mať tiež vplyv na neregulovaných spotrebiteľov stlačeného vzduchu a zvýši prietok, ak bude povolený do zariadenia. Z tohto dôvodu sa odporúča zariadenie na reguláciu tlaku / prietoku, aby sa udržal konštantný nižší tlak v zariadení o niečo menší ako nastavenie zaťaženia kompresora.
Príklad projektu
Centrálne zariadenie potravinových služieb pre oblastné nemocnice vo významnom kanadskom meste používa stlačený vzduch na pneumatické operácie. Audit bol vykonaný na zariadení, ktoré ukázalo, že súčasných 20 kompresorov HP pracujúcich zaťažených 2% času, zatiaľ čo beží nevyťažených 26% času. Pretože zaťaženie je ľahké, vnútorné spustenie kompresora za hodinu je aktívne, vypnutie kompresora medzi cyklami počas ľahkého zaťaženia medzi zmenami, ale nie počas hlavných zmien z dôvodu nedostatku skladovania. Vypočítaný špecifický výkon kompresora je napriek tomu 77 kW na 100 cfm vyrobeného, pretože kompresor zostáva bežať nezaťažený po väčšinu svojej prevádzkovej doby, pričom stále spotrebuje asi 35% svojho plného zaťaženia, ale nevytvára žiadny vzduch. Graf 2 zobrazuje pôvodný profil 24 hodín prevádzky systému.
Aby sa skrátil prevádzkový čas kompresora, do systému sa pridal prijímač 660 galónov s regulačným ventilom tlaku / prietoku nastaveným na 90 psi. Výsledná prevádzka kompresora pomocou inteligentného ovládania prakticky eliminovala nezaťaženú dobu chodu a výrazne znížila počet spustení kompresora. Merný výkon systému sa teraz zníži na približne 24 kW / 100 cfm, čo je zníženie o 60%. Pri znížení prietoku kvôli nižšiemu tlaku v zariadení a malému zníženiu úniku je skutočné zníženie prevádzkových nákladov 66%.
Tento príklad projektu je veľmi malý, ale ukazuje úspory, ktoré možno dosiahnuť, ak je „inteligencia“ kontroly spojená s dobrým dizajnom a know-how. Realizovalo sa mnoho podobných projektov, jeden až 100 HP s veľmi veľkým úložným priestorom a preukázali sa ako vynikajúca alternatíva k VSD v lokalitách s ľahkým priemerným zaťažením a vysokými špičkami, ale v prašnom prostredí. Ak si želáte robiť podobné projekty, mali by ste sa poradiť s výrobcom kompresora, aby ste zistili prípustný počet spustení za hodinu pre vašu konkrétnu jednotku a či je ovládanie kompresora nastavené na správnu činnosť.
Graf 2: Typický profil výrobného týždňa, ktorý ukazuje významný čas strávený nevyloženou.
Graf 3: Nevyčerpaná energia kompresora bola odstránená po pridaní úložného priestoru.
-------- http://www.hqcompressor.com
