Aerul comprimat este o sursă eficientă de energie dacă toate componentele sale de producție, tratare și distribuție sunt perfect armonizate între ele. În plus, proiectarea corectă a sistemului, calculul debitului de aer comprimat, dimensionarea și instalarea corespunzătoare a rețelei de distribuție a aerului sunt, de asemenea, esențiale.
1. Producția economică a aerului comprimat
Când se ține cont de costul energiei, al mediului de răcire, al întreținerii și al amortizării utilajelor, costul fiecărui metru cub de aer comprimat produs, este, în funcție de dimensiunea compresorului, utilizare, stare de funcționare și model, între 0,5 și 2,5 cenți (Euro).
Multe unități de producție pun mare preț pe producția de aer comprimat cu adevărat economică. Acesta este și motivul pentru care compresoarele cu șurub răcite cu ulei au devenit ața de populare: pot economisi până la 20% din costurile producției de aer comprimat față de alte tipuri de compresoare.
2. Influența tratării aerului asupra rețelei de aer comprimat
Oricum, în practică se acordă foarte puțină importanță tratării aerului comprimat. Acest lucru este regretabil, deoarece, numai aerul tratat corect poate reduce costurile de întreținere ale consumatorilor de aer și ale conductelor aferente.
Când pe conducte se transportă aer comprimat umed, este esențial să fie utilizate conducte rezistente la coroziune. De asemenea, trebuie verificat dacă eventuale conducte inadecvate nu au un impact negativ și asupra calității aerului comprimat obținut după sistemul de tratare.
a) Uscătoarele cu refrigerare reduc necesarul de întreținere
Uscarea prin refrigerare oferă o calitate a aerului comprimat suficientă pentru a satisface 80% din aplicații. Adesea, uscătoarele cu refrigerare economisesc căderile de presiune cauzate de filtrele din rețeaua de aer și consumă numai aprox. 3% din energia pe care ar utiliza-o altfel compresorul pentru a compensa aceste căderi de presiune.
În plus, economiile de costuri în ceea ce privește întreținerea și reparațiile consumatorilor de aer comprimat și a rețelelor de conducte pot fi cu ușurință de zece ori mai mari decât costul uscării prin refrigerare.
b) Sisteme combinate cu economie de spațiu
Pentru aplicații mici sau locale, sunt disponibile de asemenea și sisteme de aer comprimat, cu economie de spațiu, for- mate din compresor cu șurub, uscător cu refrigerare și eventual recipient de aer (fig. 1).
Fig. 1: Sistemul de aer comprimat AIRCENTER totul într-unul, cu economie de spațiu, care asigură producția, tratarea și stocarea aerului comprimat
3. Dimensionarea și instalarea unei rețele de distribuție a aerului
La proiectarea unei noi stații de aer comprimat trebuie să se stabilească dacă alimentarea cu aer comprimat se va face la nivel local sau centralizat.
Un sistem centralizat este de obicei suficient pentru unitățile de producție mici și mijlocii, deoarece nu generează problemele întâlnite într-o rețea de aer comprimat mare, cum ar fi costurile de instalare ridicate, pericolul înghețului conductelor exterioare neizolate și pierderile mari de presiune datorate traseelor lungi de conducte.
a) Dimensionarea corectă a rețelei
Întotdeauna este nevoie de un calcul pentru a dimensiona corect rețeaua de aer comprimat. Acesta calcul se bazează pe regula unei căderi de presiune între compresor și consumatori (inclusiv sistemul de tratare normal, de ex. uscare prin refrigerare) de maxim 1 bar. Căderile de presiune individuale pot fi considerate după cum urmează (fig. 2):
Această listă arată importanța calculului căderilor de presiune din secțiunile individuale. De asemenea ar trebui să se țină seama de fitingurile turnate și robinetele de izolare. De aceea nu este suficient ca în cadrul formulei sau al tabelului să se ia în considerare numai lungimea totală a conductelor, ci trebuie determinată lungimea tehnic echivalentă a conductelor.
Oricum, în primele etape ale proiectării nu se poate stabili cu acuratețe numărul exact de fitinguri și robinete. De aceea, lungimea echivalentă a conductelor se estimează înmulțind lungimea totală în linie dreaptă cu un factor de 1,6. Diametrul conductelor poate fi determinat ușor cu o formulă verificată în practică (fig. 3) sau cu ajutorul nomogramelor.
Formula aproximativă:
di = Diametrul interior al conductei(m)
ps = Presiunea din sistem (absolută în Pa)
L = Lungime nominală (m)
V = Debit de aer (m³/s)
∆p = Cădere de presiune (Pa)
Total max. 0,80 bar
b) Trasee de conducte cu economie de energie
Pentru a economisi energie, traseul conductelor ar trebui să fi e cât mai drept și cât mai direct posibil. De exemplu, se pot evita coturile, atunci când se montează conductele în jurul unui obstacol, repoziționând traseul în linie dreaptă pe lângă obstacol.
Unghiurile drepte, la 90° produc căderi mari de presiune și ar trebui înlocuite cu coturi cu rază mare. În loc de robinetele de apă cu sertar obișnuite ar trebui utilizate robinete cu bilă sau fluture cu trecere nerestricționată.
În zonele de aer umed, de ex. doar în camera compresoarelor în cazul sistemelor de aer comprimat moderne, conexiunile la și de la conducta principală trebuie să se facă de sus sau cel puțin din lateral. Conducta principală trebuie să coboare cu o pantă de 2 la 1000.
Cel mai de jos punct al acestei conducte trebuie prevăzut cu posibilitatea montării unui purjor de condens. În zonele de aer uscat, conducta poate fi orizontală cu linii secundare conectate direct în jos.
c) Ce material să utilizăm pentru conducte?
Nu se pot face recomandări specifice cu privire la proprietățile materialelor. Totuși, datorită sarcinilor termice mari asociate compresoarelor, conductele metalice sunt întotdeauna prima opțiune.
Numai prețul nu poate influența foarte mult alegerea, deoarece conductele din oțel zincat, cupru sau plastic costă aproximativ la fel dacă se consideră și costurile de instalare. Conductele din inox sunt cam cu 20% mai scumpe. Totuși, metodele de prelucrare mai eficiente au determinat scăderea prețurilor în ultimii ani.
Majoritatea producătorilor oferă tabele în care sunt prezentate condițiile optime pentru fie care material. Este bine să se studieze aceste tabele înainte de a lua o decizie, să se ia în considerare încărcările viitoare ale rețelei de aer comprimat și apoi să se stabilească specificația pentru rețea. Numai așa se poate obține o rețea de aer comprimat cu adevărat bună.
d) Important – îmbinarea corectă
Conductele trebuie să fie îmbinate fie prin sudare, cu adeziv sau filetate și lipite cu adeziv. Este foarte important ca îmbinarea să se facă corect, pentru a se asigura că aceasta este stabilă din punct de vedere mecanic și nu există pierderi de aer, chiar dacă va fi dificil de demontat.