naar top
Menu
Logo Print

COMPRESSOREN HEBBEN NOG HEEL WAT MARGE IN ENERGIEBESPARING

Energieverlies bij compressoren tegengaan

Het is een oud zeer dat er bij compressoren veel energie verloren kan gaan. Lekken, de verkeerde dimensionering of zelfs verkeerde leidingen zorgen ervoor dat de energieverliezen zich opstapelen. Er zijn echter maatregelen te nemen om die verliezen te minimaliseren, om te zetten of zelfs helemaal te voorkomen. Alles begint met de kennis: ken de verbruikers, ken de werkdruk, ken de drukvallen, ken de productieplanning … Van daaruit kan men de correcte dimensionering vinden, drukvallen vermijden en energieverliezen terugwinnen.

ENERGIEVERLIES

Met perslucht werken heeft de naam een verspillende manier te zijn om energie op te wekken en te verdelen. Dat vindt zijn oorzaak in diverse hoeken; zo is er de fysische reactie op de creatie van druk, waarbij 100% van de elektrische energie omgezet wordt naar warmte-energie. Daarnaast zijn heel wat energieverliezen te wijten aan een verkeerde dimensionering van de compressor, evenals door lekken, een te hoge einddruk na de compressor, of zelfs gewoon door slechte onderdelen (de kwaliteit of het onderhoud erop laat te wensen over). Daarenboven zijn er de klassieke mechanische defecten, zoals een oliedoorslag, een mechanische of elektrische breuk, sensorstoringen …

METINGEN

Om überhaupt te weten of er drukverliezen zijn, dient men de druk op verschillende plaatsen te meten. Dat kan op tal van plaatsen gebeuren, maar meestal is dat op representatieve punten zoals het vertrekpunt (het compressorlokaal) en nabij enkele eindpunten (de verbruikers). 
Er kunnen tal van zaken gemeten worden: naast de klassiekers debiet, druk en temperatuur kan men ook de statische drukval meten, de altijd aanwezige drukval tussen de compressor en de verbruiker, of de dynamische drukval (dit is een plotse drukval door een piekverbruik). Met die gegevens kan men snel problemen blootleggen: is er bv. een grote statische drukval, dan is het leidingsstelsel te nauw. Is de statische drukval correct, maar de dynamische drukval is dat niet, dan is het netwerk op enkele plaatsen te nauw. De metingen gebeuren op diverse manieren. Er is een thermische massadebietmeter via een hot tap (een boring in een leiding) en andere bekende debietmeters (coriolis, ultrasoon, differentieeldruk, vortex, …), de stroommeting

ENERGIE LEKT WEG

Er gaat enorm veel energie verloren aan lekken. Dat kan snel oplopen tot 30% van het totale persluchtverbruik, maar helaas zijn er makkelijk voorbeelden te vinden waarbij het verlies naar 60% gaat. Hier ligt dan ook een grote opportuniteit om energie te besparen. Door op zijn minst één keer per jaar op zoek te gaan naar de lekken en die te repareren, zal het kostenplaatje al snel heel wat zakken.

CORRECT DIMENSIONEREN, MEN KAN HET LEREN

Dat een juiste dimensionering van de compressor belangrijk is, hoeft geen betoog. Een te kleine compressor zal de gevraagde werkdruk niet aankunnen omdat de persluchtvraag te groot is, een te grote compressor zorgt voor te veel onbelaste werkuren of een compressor die te veel zal 'pendelen'.

De juiste keuze qua rotorprofiel, interne drukverhouding en dergelijke is dan ook cruciaal in het optimaliseren van het energieverbruik. De juiste dimensionering kan ook berekend worden. Een methode daarvoor is het meten van de stroom van de voedingskabel bij elke compressor. Uit die stroom kan een 'status' van de compressor gemeten worden (belast, onbelast en uitgeschakeld). Met een optelsom van alle statussen wordt een verbruiksprofiel gemaakt en via het softwarepakket van de compressorfabrikant wordt de optimale oplossing berekend. Via de software kunnen er ook simulaties gemaakt worden om zo het besparingspotentieel te verkrijgen. Bovendien moet men niet enkel stilstaan bij de dimensionering van de compressor alleen, maar ook van het hele leidingsysteem, met als vuistregel dat leidingen nooit kleiner mogen zijn dan de uitgang van de compressor.

WARMTE HOEFT GEEN BRON VAN ENERGIEVERLIES TE ZIJN

Bij het creëren van druk is de logische fysische reactie dat de temperatuur stijgt. Belangrijk om te weten: 100% van het elektrische verbruik wordt omgezet in warmte; een compressor van 100 kW zal dus evenveel warmte-energie opwekken. Alle energie die elektrisch (dus mechanisch via de elektromotor) in de compressor wordt gestoken, wordt omgezet in warmte, ongeacht het design van het compressorblok. De slijtage is echter een spelbreker: de opgewekte perslucht zal zo immers kunnen terugstromen, waardoor het compressorblok reeds warme terugstromende lucht opnieuw zal comprimeren (en dus opwarmen) en de compressor zal uitvallen op de temperatuur. De recuperatie van warmte-energie is vrij eenvoudig. Het is enkel zaak om de warmte zo goed mogelijk af te voeren via bv. koelwater of ventilatiekanalen.

Lucht

De warme lucht die de compressor verlaat, kan perfect gebruikt worden om een (andere) ruimte te verwarmen. De warme lucht die de compressor verlaat, wordt dan gekanaliseerd naar bv. een productiehal of een werkplaats. In die ruimte zijn dan geen stookkosten nodig.

Water

De opgewekte warmte-energie kan ook gebruikt worden om warm water op te wekken. Voor oliegesmeerde schroefcompressoren wordt zo'n 70% van de warmte in het oliecircuit afgekoeld. Door een warmtewisselaar te plaatsen voor de oliekoeler, kan die warmte gebruikt worden om warm water op te wekken tot 90 °C. 
Voor olievrije, watergekoelde compressoren kan het koelwater opgewarmd worden tot 90 °C, mits een modificatie in de compressor. Op die manier kan tot 100% van de warmte-energie gerecupereerd worden.

DE JUISTE POSITIE

Lucht verplaatst zich in een zekere stroom en draait de hele tijd rond tijdens het reizen door de leidingen. Om die reden alleen al is het gebruik van rechthoekige leidingen vragen om rendementsverlies, vanwege de drukverschillen in de hoeken van de leidingen. Hoe minder weerstand de luchtstroom ondervindt en hoe minder die van richting moet veranderen, hoe lager de leidingsverliezen zijn. Eventuele bochten zijn dus ook maar beter niet haaks, maar 'geleidelijk', en liefst nog met een grote radius. Compressoren die aan de hoofdleiding worden aangesloten, worden het best onder een lichte, geleidelijke hoek geplaatst in de richting van de persluchtstroom. Daarnaast gebeurt die aansluiting beter met een trillingsvrije verbinding, om energieverliezen te voorkomen.

GOED BEGONNEN IS HALF GEWONNEN

Het grootste stuk van de life cycle cost van een compressor gaat naar energieverbruik (79%), en dus niet naar onderhoud (10%) of de investering erin (11%). Het is dus belangrijk om de juiste compressor te kiezen. Het heeft geen zin om te besparen op een goedkopere of minder efficiënte compressor: die besparing weegt absoluut niet op tegen de efficiëntieverliezen tijdens de levensjaren van de compressor.

Huiswerk

Gebruik de juiste technologie en de juist gedimensioneerde compressoren. Zorg voor de aanschaf van een nieuwe compressor dat u alle gegevens kent: wat zijn de verbruikers (druk en verbruik), wat is de persluchtbehoefte, welke minimale werkdruk is vereist, waar bevinden zich de drukvallen in het systeem, wat is de productieplanning enz. Door vooraf uw huiswerk te maken, is het veel eenvoudiger om tot de juiste oplossing en dus de juiste compressor te komen.

Waar staat de compressor?

Daarnaast is ook de positie van de compressor van belang: plaats die in een ruimte die droog, vorstvrij en stofvrij is, en waar er voldoende ventilatie mogelijk is.

MAATREGELEN

Er zijn tal van maatregelen die energieverliezen kunnen terugdringen. met de juiste dimensionering van de compressor, de optimaliseren van het leidingsysteem, energierecuperatie, het dichten van lekken … kan er al heel wat energieverspilling tegengegaan worden, maar er zijn nog andere maatregelen die men kan nemen:

  • Het kan geen kwaad om op gezette tijden een persluchtaudit uit te (laten) voeren, die het totale verbruik gedetailleerd in kaart brengt.
  • Een degelijk onderhoud op de installatie(s) is altijd op zijn plaats.
  • Een frequentiegestuurde compressor.
  • Bij minstens twee compressoren is het aangeraden om een centrale regelaar te gebruiken. Die kan voorkomen dat er bij een drukschommeling onnodig een bijkomende compressor opgestart wordt. Meerdere toerentalgeregelde compressoren kunnen zelfs op hun optimale punt geregeld worden.
  • Bekijk de drukinstellingen van elke compressor kritisch.
  • Durf te vernieuwen: oude installaties zijn qua energieprestaties achterhaald. Daarenboven is de productie vandaag niet meer die van tien of twintig jaar geleden.

ONDERHOUD VOORKOMT GELDVERSPILLING

Een goed en tijdig onderhoud van de compressoren en het leidingsysteem mag niet onderschat worden. Interne drukvallen door vervuilde filters veroorzaken al snel een verlies van duizenden euro's per jaar. 
Aangeraden wordt om minstens eenmaal per jaar een fikse inspectieronde uit te voeren, waarbij alle filters (o.a. de aanzuigfilter, de oliefilter, persluchtfilters …) vervangen worden. Als de compressor meer uren dan gemiddeld draait, dan moet men meerdere inspecties per jaar plannen.