Levegőkompresszora intelligensebb lehet, mint gondolnád

Ron Marshall készítette a Compressed Air Challenge®-hez

Nemrégiben a legtöbb légkompresszort mechanikus nyomáskapcsolókkal, relékkel és mérőkkel vezéreltek. Ezeknek az egységeknek a felállítása, különösen akkor, ha több kompresszor összehangolására törekszik, bosszantó és eredménytelen tapasztalat lehet, mivel gyakran, hacsak a vezérlőelemeket helytelenül állítják be, valamilyen mechanikus zománcolat ismét kiiktat valamit a beállításokból.

A mai vezérlés gyakran precíz élvonalbeli elektronikából áll, amelyet kifinomult mikroprocesszorokkal vezérelnek, és intelligens algoritmusokkal vannak programozva, hogy a kompresszorok hatékonyabban és megbízhatóbben működjenek.

Egyre több szolgáltatás fejlesztése és bevezetése a vezérlő algoritmusokba. A felhasználó érdeke, hogy megtanulja, mit kínál a kompresszor vezérlése, és meg tudja határozni, hogy élvezheti-e az új innovációk előnyeit.

Az egyik ilyen nagyon hasznos algoritmus az óránkénti indítások automatikus számlálása a terheletlen futási idő csökkentése érdekében. Ez a cikk ismerteti ennek az algoritmusnak a használatát a kis levegő kompresszorok vezérlésekor a jelentős megtakarítási százalékok szempontjából, és példát mutat, ahol ezt a funkciót 66% -os megtakarítás elérésére használják, egyszerűen tároló vevőkészülék hozzáadásával, a nyomás csökkentésével és a kompresszor vezérlésének beállításával.

Automatikus indítási szolgáltatás

Néhány évvel ezelőtt a kompresszorvezérlők tervezői rájöttek, hogy nem hatékony a kompresszort folyamatosan terheletlenül hagyni, ha nincs szükség levegő előállítására. Különösen sok csavarkompresszor fogyasztja ki a teljes terhelés 25–50% -át (bizonyos esetekben magasabb) jelentős energiát terheletlen állapotban, ami pazarolja az energiát, ha felesleges futtatásra hagyják. Az elpazarolt energia korlátozása érdekében a kompresszor vezérlőit időzítő áramkörrel (automatikus indítás funkcióval) szerelték fel, amely észlelte, hogy a kompresszor egy ideig terheletlenül futott-e, és ha volt, akkor kikapcsolja a kompresszor motorját. A leállított kompresszor aktív marad, és készen áll az indításra, ha a rendszer nyomása a terhelési pontra esik. Az ilyen típusú áramköröknél az a baj, hogy ha a felhasználó beállítja az időzítőt egy percre, és a rendszer korlátozott tárhelykapacitással rendelkezik, a kompresszor megpróbálhat megállni és óránként túl sokszor elindulhat, meghaladva a főhajtómotor maximális számát. óránként indul. A motor óránként megengedett indulása a motor tulajdonságaitól, méretétől, az indítási módtól és a tengelyterhelés lendületétől, valamint egyéb szempontoktól függően nagyban változhat. A motorindítással kapcsolatos további információk a NEMA MG-1 szabványban találhatók. Általában minél nagyobb a motor és annál nagyobb a feszültség, annál kevesebb óránként lehet elindítani a motort.

Ez mind nagyon bonyolult, és a régi időkben az egyszerűség kedvéért egy szabványos minimális időmérő beállítást telepítettünk, általában körülbelül 15 percet, hogy egyetlen kompresszormotor sem álljon le, és óránként több mint 4-szer induljon. Beletelt egy kicsit, de néhány gyártó hamarosan felismerte ennek a beállításnak a korlátozását, különösen amikor kisebb kompresszorokról volt szó, amelyek óránként megbízhatóan elindíthatók 10-15-szer. Ez a 15 perces beállítás gyakran nem volt hatékony a kompresszorok terheletlen fogyasztásának csökkentésében, amelyek óránként több mint 4-szer forognak, de kevesebbek, mint a motor indításának maximális száma.

Végül néhány gyártó rájött, hogy biztonságos olyan működtetési módot alkalmazni, amely lehetővé teszi az óránkénti több indítást, de biztonságosan korlátozza az indítások számát, ha történik valami, ami a kompresszor gyors ciklusához vezet. E cikk alkalmazásában ezeket a különféle vezérlési módokat „intelligens vezérlésnek” nevezzük. Mivel ezt a cikket beszállítói szempontból semlegesnek írták, az ezzel a szolgáltatással rendelkező konkrét gyártókat nem említik, a felhasználó feladata, hogy szolgáltatójától kérjen információt az Ön konkrét vezérléséről. Néhány elérhető „intelligens vezérlés” a következőképpen működik:

• Egy gyártó óránként legfeljebb 4 indítást engedélyezhet, de az indítás bármikor megtörténhet egy mozgó egy órás időszakon belül. Ha az indulások meghaladják, akkor a kompresszor egyszerűen csak terheletlenül fut,

• Az egyik gyártónak speciális előre programozott módja van, ha kiválasztott, érzékeli a kompresszor ciklusának frekvenciáját, és ha elfogadható, akkor rövid kompressziós periódus után azonnal kikapcsolja a kompresszort. Ez a gyártó olyan üzemmódban is működik, ahol a motor hőmérsékletét monitorok érzékelik, és ha elegendő alacsony lesz a további megállás / indulás,

• Egy másik gyártó lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy programozza a kívánt maximális indulást óránként vagy napi indítást. Minden kompresszor méretéhez egy maximálisan megengedett szám tartozik, amelyet a vezérlés beállítása korlátoz. A kompresszor rövid kirakodási periódus után azonnal leáll, ha az indítások száma nem haladja meg ezt a maximális számot, mivel az algoritmus az aktuális kompresszor ciklusok alapján kivetül. Ha nem teljesül, a kompresszor terheletlenül továbbra is működik.

• Még egy gyártó lehetővé teszi az időzítő két percre történő lerövidítését, és hagyja, hogy a motor kikapcsoljon, ha a kompresszor 10 percig működik (nem ajánlott a túlzott indulás elleni védelemhez).

A kompresszorok vezérlésének ezen módjai közül néhány innovatív módon védi a kompresszor motorját a sérülésektől, ugyanakkor fenntartja a rugalmasságot a terheletlen futási idő megtakarítása érdekében. Ezen vezérlőelemek közül sok esetében, ha a kompresszor tároló vevője megfelelő méretű, jelentős megtakarítást érhet el a terheletlen üzemidő órájában, különösen az esetenként magas csúcsokkal rendelkező, könnyű terhelésű kompresszoroknál, például a javítóműhelyekben található egységeknél.

„Intelligens” tárolás tervezése

A kompresszor vezérlése nem képes egyedül; a hatékonyság érdekében a kompresszor ciklusának azon a tartományon belül kell lennie, amelyet a vezérlés képes kezelni. Az 1. ábra mutatja a térfogat és a terhelési / kiürítési nyomás sávjának megváltoztatását az óránkénti ciklusok számára. Kis kompresszorok esetén a legjobb, ha elegendő tárolót tervez óránként 6-8 indításra a maximális frekvencián, amely az 50% -os terhelési ponton történik (ellenőrizze ezt a korlátozást a gyártóval). A tapasztalatok azt mutatják, hogy 10 gallon / cfm és 30 psi nyomás sáv tárolási térfogata biztosítja, hogy az 50% -os terhelésnél az óránkénti indítások száma mindig 6 alatt maradjon. Általában azonban, hogy ez a stratégia előnyös legyen, az átlagos terhelés jóval 40% alatt van.

1. ábra: A tárolás és a nyomás sávok hatása a ciklus frekvenciájára

Dolog történhet egy olyan rendszerben, amely növeli a ciklus gyakoriságát, valószínűleg a szűrő különbségét. Amikor a szűrők törmelékkel töltenek be a normál életcikluson keresztül, ha a szűrő a kompresszor vezérlő érzékelési pontja és a tároló vevőegysége között helyezkedik el, akkor a kompresszor „látott” tényleges kapacitása csökken, és az óránkénti ciklusok növekednek. Ezért a legjobb az intelligens vezérlésen hagyatkozni, ahelyett, hogy egyszerűen lekapcsolnánk egy időzítőt nullára, ami bizonyos esetekben lehetséges.

A szélesebb nyomás sáv hatása

A magasabb átlagnyomás növeli a kompresszor motorjának fogyasztását terhelt állapotban körülbelül egy százalékkal minden két psi növekedésnél (általában kevesebb, mint ez 110 psi felett). A nyomás sávjának 10 psi-es sávról 30 psi-sávra történő kiterjesztése 10 psi-rel növeli a kompresszor által észlelt átlagos nyomást, és durván 5% -kal növeli az energiafogyasztást. Ha azonban a kompresszor jelentős órákon keresztül terheletlen marad, a ki nem töltött futási idő kiküszöbölése több, mint a kiegészítő betöltött teljesítmény visszafizetése.

A magasabb nyomás a szabályozatlan sűrített levegő fogyasztóit is érinti és növeli az áramlást, ha megengedik az üzembe. Ezért nyomás- / áramlásszabályozó készüléket javasolunk, hogy fenntartsa az állandó alacsonyabb üzemi nyomást, amely valamivel kisebb, mint a kompresszor terhelési beállítása.

Példa projekt

A kanadai nagyváros központi kórházi élelmezési szolgáltatója a sűrített levegőt használja pneumatikus műveletekhez. Ellenőrzést végeztek a létesítményen, amely kimutatta, hogy a meglévő 20 HP kompresszor az idő 2% -át töltötte be, míg az idő 26% -át terhelték. Mivel a terhelés kicsi, a kompresszor óránkénti belső indulása aktív, a kompresszort ciklusok között állítsa le a műszakok közötti könnyű terhelés alatt, de a tárolás hiánya miatt a fő műszakban nem. Ennek ellenére a kompresszor kiszámított fajlagos teljesítménye 77 kW / 100 megtermelt CFM, mert a kompresszor működési ideje nagy részében továbbra is terheletlen marad, teljes teljesítménye kb. 35% -át fogyasztja, de nem termel levegőt. A 2. ábra a rendszer 24 órás működésének eredeti profilját mutatja.

A kompresszor működési idejének csökkentése érdekében 660 gallon vevőkészüléket adtak a rendszerhez 90 psi nyomás / áramlás szabályozó szeleppel. Az így kapott kompresszor intelligens vezérléssel történő művelete gyakorlatilag kiküszöböli a terheletlen futási időt és jelentősen csökkentette a kompresszor indításának számát. A rendszer fajlagos teljesítménye most kb. 24 kW / 100 cfm-re csökkent, ez 60% -os csökkenés. Az alacsonyabb üzemi nyomás és az alacsony szivárgáscsökkentés miatt az üzemeltetési költségek tényleges csökkenése 66%.

Ez a példaprojekt nagyon kicsi, de szemlélteti a megtakarításokat, amelyeket el lehet érni, ha a vezérlés „intelligenciája” jó tervezéssel és know-how-val párosul. Számos hasonló projektet hajtottak végre, egy akár 100 LE-t is, nagyon nagy tárolóképességgel, és kiváló alternatívának bizonyultak a VSD-k számára olyan helyekben, ahol könnyű átlagos töltés és magas csúcsok vannak, de poros környezetben. Ha hasonló projekteket szeretne végrehajtani, akkor konzultálnia kell a kompresszor gyártójával, hogy meghatározza az egységenkénti megengedett indítási órát óránként, és ha a kompresszor vezérlése a helyes működésre van beállítva.

2. ábra: Tipikus termelési hét profil, amely a jelentős kirakodási időt mutatja.

3. ábra: A kompresszor terheletlen teljesítménye megszűnt a tárolás hozzáadása után.

-------- http://www.hqcompressor.com