Dokument analizira učinkovitost sustava za komprimirani zrak, naglašavajući troškove energije, curenje i neprikladne potrošače kao ključne čimbenike. Predložene su strategije za optimizaciju, uključujući smanjenje troškova curenja i prilagodbu sustava korisničkim potrebama. Opravdano je smanjenje do 35% troškova kroz poboljšanja u dizajnu i upravljanju sustavom.

1. Sufinanciran o iz Programa Europske unije
Inteligentna energije Europe
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
1
the European Union

2.  Uvod
 Teorija
 Pristup (neke primjedbe)
 Glavne komponente
 Protok stlačenog zraka
 Neprikladni korisnici zraka
 Curenje (propuštanje)
 Parametri koji utječu na potrošnju
 Vježbe
 Slučaj iz prakse
 Sažetak
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Pregled
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
2
the European Union

3. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 3 Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak

4.  ZRAK JE BESPLATAN….ALI KOMPRIMIRANI ZRAK NIJE
 KOMOPRIMIRANI ZRAK STVARA TROŠKOVE KOJI SE ČESTO NE
UZIMAJU U OBZIR
 ENERGETSKA UČINKOVITOST
POSTROJENJA ZA KOMPRIMIRANI
ZRAK JE DOSTA NISKA
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 4 Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak

5. RAZLOZI PREKOMJERNOG TROŠKA
 Troškovi električne energije
 Troškovi curenja (propuštanja)
 Troškovi održavanja
 Troškovi preinake postrojenja
Troškovi energije dosežu do 73% ukupnog životnog ciklusa sustava
komprimiranog zraka.
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 5 Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak

6. Razlozi pretjerane potrošnje
 Pretjerana potrošnja zbog tehničkih problema:
– Uporaba zastarjelih i energetski neučinkovitih električnih motora
– Neprikladni/neusklađeni sustavi distribucije zraka
– Pretjerano propuštanje (curenje) zraka
– Motori na komprimirani zrak koje pokreće vrući zrak
 Pretjerana potrošnja zbog problema u rukovanju:
– Uporaba previsokog tlaka
– Motori na komprimirani zrak uključeni bez potrebe
– Uporaba komprimiranog zraka za čišćenje
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
the European Union 6

7. Optimizacija sustava za
kompresiju zraka donosi
uštede do 35%.
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
the European Union 7

8. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union 8 Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak

9. Pristup (neke primjedbe)
1. Prepoznati koliko protoka zraka i
pritiska svaki korisnički stroj treba
2. Pronaći pravo mjesto za svaki korisnički
stroj
3. Pronaći pravo mjesto za strojeve na
komprimirani zrak
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
the European Union 9

10. GLAVNE KOMPONENTE
1. Filter za dovod zraka
2. Kompresor zraka, električni
motor i upravljačka ploča
3. Tretiranje zraka (separator
ulja, sušilo, filtracija)
4. Spremnik
5. Mreža za distribuciju Fonte: Improving air system performance DoE - Energy Efficiency and Renewable Energy
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
the European Union 10

11. Protok komprimiranog zraka
Protok zraka ima direktan utjecaj na potrošnju
Protok komprimiranog zraka ovisi o zahtjevima
Stoga, treba izbjeći:
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
- Neprikladne potrošače zraka
- Curenje
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
the European Union 11

12. Neprikladni potrošači zraka
Ventilacija
Tekućine- mješavine
Čišćenje općenito
Odstranjivanje proizvoda s greškom sa trake
Prijevoz praha pod niskim tlakom
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Ventilatori; Puhala
Mehaničke mješalice
Električne četke
Mehanička ruka
Puhala
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
the European Union 12

13. CURENJE (PROPUŠTANJE)
Ako je više od 5% zahtjeva akciju!!
Kako procijeniti gubitke?
• Točne procjene sa specifičnom opremom
• Gruba procjena
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
13
the European Union

14. Parametri koji utječu na
• L je rad
• M je maseni protok zraka
• R je univerzalna plinska konstanta,
• T1 je temperatura dovoda zraka (°K),
• β je omjer između tlaka na kraju i tlaka na početku kompresije
• m je eksponent transformacije (pretvorbe)
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
potrošnju
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
14
the European Union

15. Parametri koji utječu na potrošnju
Maksimalni tlak
Izaberite prikladnu razinu
Radni tlak kompresora direktno utječe na potrošnju struje i energije.
Povećanje za jedan bar tlaka zraka, uzrok je povećanja od 7%
energetske potrošnje
Ako proces zahtjeva dvije razine tlaka, dobro je provjeriti treba li instalirati
dva kompresora umjesto jednog (uz potrebu da se postigne najniži tlak
smanjenjem ventila).
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
15
the European Union

16. Parametri koji utječu na potrošnju
Pad tlaka
• Povećanje operativnih troškova
• Manji promjeri, niži troškovi montaže, veći gubici i zbog toga- viši operativni
troškovi
• Pad tlaka u mreži (cijevima) nikad ne bi smio biti veći od 0,1 bara
• Završna obrada korištenih cijevi ima utjecaj na gubitke
Pad tlaka u mreži (cijevima) nikad ne bi smio biti veći od 0,1
bara
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
16
the European Union

17. Parametri koji utječu na potrošnju
Tip pretvorbe
• Manji rad je osiguran u slučaju izotermičke transformacije m = 1
• Rad je veći u slučaju stalne temperature m = 1,4
Da se što više približimo izotermi (istoj temperaturi) moramo
otkloniti toplinu za vrijeme procesa kompresije
Otklonjena toplina može se koristiti
• Samo 10% od električne energije koju koristi kompresor se pretvara u
korisnu energiju koja komprimira zrak
• 90% električne energije se pretvara u toplinu koju treba otkloniti, ali ona se
može ponovno iskoristiti (za zagrijevanje okoliša, predgrijavanje zraka za
izgaranje, zagrijavanje vruće vode, predgrijavanje procesne vode)
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
17
the European Union

18. Parametri koji utječu na potrošnju
Temperatura dovoda zraka
Rad kompresora za komprimiranje zraka se povećava sa povećanjem
temperature dovoda zraka
• Temperatura na ulazu treba biti što je moguće u skladu sa trenutnim uvjetima
okoliša
• Ne koristite zrak iz kompresijskog prostora, uvijek je bolje da se koristi zrak
izvana
• Početna točka mora biti na sjeveru i u zasjenjenom području
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
18
the European Union

19. Parametri koji utječu na potrošnju
Kakvoća zraka
Kakvoća zraka mora biti prilagođena potrebama procesa.
Kakvoća zraka ima svoju cijenu.
Kakvoća zraka ovisi o svom sadržaju:
• Štetnim česticama.
• Vodi (izražena u temperaturi rosišta tlaka zraka)
• Ulju (omjer)
• Materijalu od koje je sačinjena mreža i stanju u kojem se nalazi
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
19
the European Union

20. Parametri koji utječu na potrošnju
Kakvoća zraka
Čestice koje zagađuju mogu se odstraniti ulaznim filterima
Ulje se može odstraniti filterima ili na izvoru koristeći bezuljne kompresore.
 Ta dva rješenja se trebaju procijeniti kao funkcija različitih troškova.
 Bezuljni kompresori povećavaju cijenu montaže
 Filteri povećavaju trošak održavanja i rada
Filteri se moraju redovito provjeravati
Voda
Voda dolazi iz atmosferske vlažnosti u zraku
Odstranjivanje vode iz zraka može se učiniti:
- U središnjoj rashladnoj točki
- na lokalnoj razini kroz parne zamke
Rashlađivanje je učinkovitije, ali skuplje sa stanovišta postrojenja i uporabe.
Parne zamke imaju niže troškove montaže, ali zahtijevaju skuplje troškove
održavanja i imaju gubitke zraka.
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
20
the European Union

21. Parametri koji utječu na potrošnju
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Sustav regulacije
1. Start - stop (snage 5-10 kW)
2. Rad pod opterećenjem- čekanje - stop (snaga > 10 kW)
3. Kontrola brzine Kompresora
Sustav regulacije je pod utjecajem:
• Prevelikih kompresora
• Kontrola brzine kompresora
• Postojanja spremnika
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
21
the European Union

22. Parametri koji utječu na potrošnju
SPREMNIK
• Zadovoljava iznenadne potrebe za zrakom
• Dozvoljava veću stabilnost u razini tlaka u mreži
• Smanjuje Stop & Go (pokretanje i zaustavljanje) kompresora
• Omogućava dimenzioniranje kompresora ispod maksimalnih vrijednosti tlaka
• Opcija instalacije sekundarnih spremnika pored izdvojenih korisnika i/ili
periodičnih se može razmotriti
Dimenzioniranje spremnika
• Veličina spremnima ovisi o obimu promjena u potrebi za zrakom. Veličina
treba biti barem 10 puta veća od volumena kojeg proizvodi kompresor (l/s)
• Veličina spremnika utječe na dimenzioniranje kompresora
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
22
the European Union

23. Parametri koji utječu na potrošnju
Kompresor & kontrola
• Nemojte predimenzionirati kompresor
• Spremnik
• Kontrola brzine kompresora
• Tip kompresora
• Visoko učinkovit motor
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
23
the European Union

24. Parametri koji utječu na potrošnju
Kako upravljati sustavom komprimiranog zraka
Procijenite troškove komprimiranog zraka
Nabava podataka o potrošnji električne energije
• Mogu li sačiniti specijalne mjere? (Visoki trošak, preciznije)
• Mogu li koristiti dostupne podatke? (niža cijena, manja
preciznost)
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
24
the European Union

25. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak 25

26. SMANJENJE CURENJA
Kakav je učinak rupice od 10 mm u
mreži sa stlačenim zrakom (@ 7 bara
tlak)
a. Gubitak do 10 kW
b. Gubitak do 40 kW
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
26
the European Union

27. SMANJENJE CURENJA
PUKOTINA
 (mm)
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Protok@ 7bar
(l/s)
Gubitak
snage (kW)
1 1,2 0,4
3 11,1 4
5 31 10,8
10 124 43
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
27
the European Union

28. VISOKO UČINKOVITE MAŠINE
Koliko možemo uštedjeti zamjenom
standardne mašine s onom visoke
učinkovitosti?
a. Do 1%
b. Do 5%
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak 28

29. VISOKO UČINKOVITI MOTOR
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
SNAGA [kW]
the European Union Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak 29

30. SMANJENJE TEMPERATURE PRI
USISAVANJU ZRAKA
Kakva je ušteda energije koja se može
dobiti hlađenjem dovoda zraka za
5°C?
a. Do 2%
b. Do 10%
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak 30

31. SMANJENJE TEMPERATURE PRI
USISAVANJU ZRAKA
Tehnička literatura navodi da smanjenje
od 5°C ulazne temperature kompresora
(s obzirom na uobičajenu temperaturu)
stvara uštede od 2% godišnje potrošenih
kWh.
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak 31

32. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak 32

33. Slučajevi iz prakse
Opis:
Godine1997, sustav komprimiranog zraka proizvodnje "postrojenja2 " njemačke
automobilske industrije Dr. Ing hc F. Porsche AG u blizini Stuttgarta sastojao se od
vijčanog kompresora – hlađen vodom ( kapaciteta 22,2 m3/min, FAD) plus četiri
klipna kompresora hlađena vodom kapaciteta 15 m3/min svaki.
Maksimalni radni tlak bio je 8,7 bara.
Analiza sustava komprimiranog zraka, koju provode stručnjaci za tvorničke
kompresore, primijetili su da potrebe za komprimiranim zrakom variraju između
15 i 65 m3/min. Obradom svih relevantnih podataka definiran je novi sustav
komprimiranog zraka s optimalnom uporabom energije.
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Porsche
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
33
the European Union

34. Akcije koje su poduzete:
Novi sustav podijeljen je u dvije faze i sastojao se samo od vijčanih kompresora
hlađenih zrakom.
Najveća opterećenja su zadovoljena uporabom triju mašina sa kapacitetom 5.62
m3/min FAD svaki, dok je osnovno opterećenje zadovoljeno sa četiri kompresora
sa FAD-om od 16.4 m3/min svaki.
Središnji kontrolni sustav upravlja sa svih sedam kompresora.
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
the European Union 34

35. Rezultati:
Optimizacija sustava komprimiranog zraka omogućila je da izračunamo trošak
energije i uštedimo na energiji.
Radni tlak smanjen je sa 8,5 na 7,5 bara a specifična snaga ukupne stanice za
kompresiju smanjena je sa 8,19 na 6,19 kW / (m3/min).
Ukupne uštede bile su 483.000 kWh električne energije na godinu.
Nadalje oko € 55.000 je ušteda jer se nije koristila voda za hlađenje.
Optimizacija sustava komprimiranog zraka je izvedena s razumnim rokom
otplate investicije.
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
35
the European Union

36. Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
the European Union Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak 36

37. Ponavljanje
 Pretjeranu energetsku potrošnju kroz komprimirani zrak mogu
prouzročiti tehnički, ali i problemi rukovanja (ponašanja).
 Putem optimizacije postrojenja na komprimirani zrak
moguće su uštede do 35%.
 Smanjenje curenja (propuštanja) može utjecati na 20%
energetskih ušteda.
 Uvođenje motora s visokom energetskom učinkovitosti može
utjecati na do 5 % energetske uštede.
 Smanjenje od 5 °C temperature zraka na ulazu u kompresor
dopušta uštede od 2% godišnje potrošenih kWh.
Co-funded by the Intelligent
Energy Europe Programme of
Uvod - Teorija - Vježbe – Slučaj iz prakse - Sažetak
37
the European Union