Trykluft Optimering og projektering af anlæg

Trykluft
Optimering og projektering af anlæg
Indholdsfortegnelse
Trykluft.................................................................................................................................................2
Trykluftanlæg .................................................................................................................................2
Energiforbrug i trykluftanlæg ...................................................................................................2
Optimering af eksisterende anlæg..............................................................................................3
Trykforhold..................................................................................................................................3
Lækager......................................................................................................................................3
Lækagemåling ...........................................................................................................................4
Styring af den enkelt kompressor ...........................................................................................4
Temperaturforhold.....................................................................................................................4
Varmegenvinding ......................................................................................................................5
Projektering af nyt anlæg.............................................................................................................5
Trykluft eller ej? .........................................................................................................................5
Investerings- og driftsomkostninger .......................................................................................6
Vurdering af anlægsopbygning, kompressorstørrelse m.v.................................................6
Kompressor, type og antal.......................................................................................................6
Rørsystemet...............................................................................................................................7
Indhentning af leverandørtilbud ..............................................................................................7
Januar 2001

Værktøjskassen - Trykluft
________________________________________________________________________________
Trykluft
Trykluft (komprimeret luft) er et uforlignelig kraftoverførings-middel til utallige formål. Trykluftanlæg
er enkle, driftsikre og billige at installere, og til mange formål findes der ingen
reelle alternativer. Som ”drivmiddel” har trykluft den fordel, at dets karakteristik er mere
flad ved belastning, dvs. at trykluftdrevet værktøj i modsætning til eldrevet værktøj holder
en meget konstant ydelse selv ved høje belastninger.
Men trykluft er ikke en effektiv energiform. Typisk bliver kun få procent (ca. 6-8%) af
elforbruget til trykluftanlægget omsat til nyttigt arbejde.
Trykluftanlæg
De fleste autoværksteder anvender trykluft i større eller mindre omfang. Det anvendes til
alle former for værktøj, især skiftenøgler, vinkelslibere, til at drive hydrauliske løftere,
pumpning af dæk m.m.
Kravene til trykluften vedrører:
• Lufttrykket.
• Luftens indhold af vand.
• Luftens indhold af olie og partikler.
For at opfylde kravene må trykluften passere forskelligt udstyr i form af kompressorer, filtre
og tørrere.
Trykluftcentralen i et trykluftanlæg kan være bestykket på forskellig vis afhængig af
anlægsstørrelse og krav til trykluften.
Energiforbrug i trykluftanlæg
Energiforbruget til kompressoranlægget udgør størstedelen af omkostningerne i et
trykluftanlæg.
Omkostningsfordeling over levetiden
Vedligeholdelse
Investering
El forbrug
________________________________________________________________________________
Side 2

Værktøjskassen - Trykluft
________________________________________________________________________________
Optimering af eksisterende anlæg
Hvis du er interesseret i energieffektiviseringer for det eksisterende anlæg, vil det næste
afsnit give en række gode råd.
Trykforhold
Energiforbruget til komprimering er stærkt afhængig af driftstrykket. Ofte ses det, at et
anlæg kører med for højt tryk, ”for at man kan være sikker på at der luft nok”. Hvis det er
muligt at nedsætte trykket, vil der ofte kunne opnås en væsentlig energibesparelse.
På figuren fremgår det, hvor meget ekstra effekt kompressoranlægget skal have tilført,
hvis det kører med højere tryk end nødvendigt.
Effekt [kW]
10
8
6
4
2
0
Ekstra effekt pga. for højt tryk
0 0,5 1 1,5 2
Ekstra tryk [bar]
p = 6,5 bar
p = 9,0 bar
De fleste trykluftværktøj på autoværksteder er dimensioneret til at arbejde optimalt ved 6,3
bar. For nogle hydrauliske personvognsløftere anbefales det at bruge 10 bar, men det
reelle trykbehov er noget lavere.
Der kan spares 6 – 8 % af energiforbruget pr. bar, trykket nedsættes.
Vælg det laveste mulige tryk
Lækager
Tab af trykluft gennem utætheder i rørsystemet giver anledning til et merforbrug af energi.
Ofte er det i forbindelse med håndværktøjer, cylindre, slangeforbindelser o. lign., at
udsivningen finder sted, mens selve rørsystemet har en rimelig tæthed.
Lækagen på anlæg med ringe vedligeholdelse kan typisk være 20-40 % af den forbrugte
luftmænge, og det vil normalt være rentabelt at nedbringe lækagemængden – også selv
om vedligeholdelsesomkostningerne øges.
Der bør tilstræbes, at lækageluftmængden kommer ned på ca. 5 % af kompressorens
trykluftydelse.
________________________________________________________________________________
Side 3

Værktøjskassen - Trykluft
________________________________________________________________________________
Lækagemåling
En simpel metode til bestemmelse af lækagen er, efter fyraften, at åbne for hovedventilen
til alle trykluftforbrugende maskiner, så de står med tryk på, men uden at arbejde. Husk at
slukke for eventuelle blæseluftsteder. Derefter måles med stopur den tid, kompressoren
pumper, samt den totale tid der er målt over. Herefter kan bestemmes i hvor lang tid
kompressoren har pumpet for at holde tryk på anlægget.
Bemærk at der skal måles over lige mange belastede og ubelastede perioder.
Styring af den enkelt kompressor
For at finde den rigtige styringsform på et trykluftanlæg er det nødvendigt at vide noget om
variationen i forbruget samt bestykningen af kompressorcentralen. Hos autoforhandlerne
ses normalt flere kompressorer med enten kaskadestyring eller intelligent styring. Af de
styringsformer en den sidstnævnte den mest energieffektive.
Flere kompressorer
STYRING FUNKTION ENERGIMÆSSIGE
KENDETEGN
Kaskadestyring
Intelligent
styring
Lækager betyder overflødige udgifter på 20-40%
Pressostatstyret ind- og
udkobling af kompressorer
efter behov (1-2-osv. ad
gangen).
Automatisk ind- og
udkobling i henhold til
trykkrav og forbrugsmønstre
Forholdsvis ”grov” styring,
med spring i eleffekt.
Billigere i drift end én stor
kompressor
Optimerer energiforbruget
i anvendelse af flere kompressorer.
ØKONOMI
Dyrere i
anskaffelse end
kaskadestyring
Hvis kompressoren skal køre med meget varierende belastning, skal reguleringen være
effektiv. Det mest effektive er en frekvensreguleret kompressor, men denne anlægstype er
mest relevant for større anlæg.
Temperaturforhold
Temperaturen på kompressorens indsugningsluft har ligesom trykniveauet energimæssig
betydning. Temperaturen skal af følgende årsager være lav:
• Kold luft indeholder normalt ikke så meget fugt som varm luft.
• Kompressorens ydelse er større ved kold luft og effektforbruget
hermed lavere.
• Elmotorens levetid forkortes, hvis luften er for varm.
I kompressorcentralen bør luftindtaget til kompressoren have forbindelse til det fri. Indtaget
skal helst placeres på en nordvendt mur og skal beskyttes mod regn og sne-indslag samt
forsynes med stopriste for fugle, blade m.m. Er centralen anbragt midt i bygningen, kan
________________________________________________________________________________
Side 4

Værktøjskassen - Trykluft
________________________________________________________________________________
luftindtaget evt. placeres på taget. Luft-indtaget skal frostsikres, da indsugningsluften ikke
må komme under 5-10°C.
Ved at sænke temperaturen med 10°C, kan der typisk opnå en besparelse på 3 %.
Varmegenvinding
I forbindelse med varmegenvinding fra kompressorer kan der teoretisk genvindes en varmemængde
på mere end 80 % af den tilførte el-energi.
Kravet er naturligvis at der findes et varmebehov, helst tæt på kompressorcentralen, der til
stadighed kan aftage varmen i takt med leveringen.
Hvis genvindingen skal ske i form af luftopvarmning, må varmen ledes til det fri i sommerperioden.
Overføres varmen derimod til centralvarmeanlægget, er der mulighed for at udnytte
den en større del af året.
Hvis ovenstående krav er opfyldt, vil de altid kunne betale sig at eftermontere
varmegenvinding. Under hjemmesidens afsnit om afgifter findes en beskrivelse af
afgiftsbelægningen af genbrugsvarmen.
Projektering af nyt anlæg
Er det ved at være tiden hvor det eksisterende trykluftsanlæg skal udskiftes findes her en
række punkter, der bestemt bør tages med i overvejelserne inden indkøb af nyt
trykluftsanlæg.
Trykluft eller ej?
Før man træffer det endelige valg, bør det overvejes om opgaven med fordel kan løses på
anden måde – f.eks. ved brug af eludstyr.
Hvis der kan bruges et elværktøj i stedet for et trykluftværktøj, kan man ofte reducere
elforbruget til ca. 20 %.
Alternativer til kan være
Trykluftcylindre El-aktuatorer, elektroniske føringer
Trykluftværktøj El-værktøjer
Blæsedyser Mekanisk rensning
Vakuum-ejektorer Vakuumpumper
Beslutningen om brugen af el-drevet kontra trykluft-drevet værktøj kan ikke alene træffes
udfra energiudgifterne eller øvrige omkostninger. Der skal også tages hensyn til værktøjets
funktion, levetid, vægt og ergonomi, gnist-risiko m.m.
________________________________________________________________________________
Side 5

Værktøjskassen - Trykluft
________________________________________________________________________________
Levetiden for bearbejdende værktøjer, der er hårdt belastet, kan være væsentligt kortere
for el-drevne værktøjer end for tilsvarende trykluftværktøjer.
Investerings- og driftsomkostninger
Når der investeres i trykluft for at løse et mekanisk problem, er det naturligt at fokusere på
funktion og investerings-omkostninger. Hvis man vil have en økonomisk optimal løsning,
er man nødt til også at kigge på driftsomkostninger, herunder ikke mindst energiforbruget.
Vurdering af anlægsopbygning, kompressorstørrelse m.v.
Inden opbygningen af anlægget er det vigtigt at have gennemtænkt hvor trykluften skal
benyttes og ved hvilket tryk.
• Hvis produktionen ligger stille i enkeltafdelinger i længere perioder, f.eks. om
natten, mens der fortsat er behov for trykluft i andre, kan det være rentabelt at dele
anlægget i to eller flere anlæg med hver sin luftforsyning. Det samme kan være
tilfældet, hvis der er forskel på trykkravene i forskellige afdelinger.
• Et lavere luftbehov sparer energi og kan måske dækkes med en mindre, og dermed
mere økonomisk, kompressor.
Vurder nøje behovet og vælg hellere to kompressorer der hver kan dække f.eks.
60 % af det maximale behov, end en stor, der dækker hele systemet.
Når kompressorcentralen dimensioneres, tillægges der som hovedregel 10 % til det beregnede
luftbehov til lækager og der kan være store forskelle i driftsudgifterne for de
forskellige løsninger. Derfor betaler det sig at få de nødvendige oplysninger om
driftsomkostningerne allerede i udbudet.
Kompressor, type og antal
For at opbygge et energimæssigt fornuftigt kompressoranlæg er det vigtigt at vælge den
rigtige kompressorbestykning, styring m.m. Der findes mange kompressortyper som virker
på forskellige måder. Brugen af de forskellige kompressortyper resulterer i alle tilfælde i
komprimeret luft ved et bestemt tryk og temperatur.
På autoværksteder er de mest anvendte kompressor: stempelkompressorer og skruekompressorer.
Stempelkompressoren har været på tilbagetog på grund af bl.a. høje vedligeholdelsesudgifter
og en for ringe luftkvalitet. Rent energimæssigt er stempelkompressoren
imidlertid bedre og er ofte skruekompressoren overlegen ved dellastkørsel.
Skruekompressoren sælges i stort antal, og kun en energimæssig vurdering af driftsforholdene,
specielt forbruget i aflastet tilstand, kan afgøre, om den har det laveste energiforbrug.
Kortlæg luftforbruget, -arten og –behovet, evt. sammen med en leverandør.
Det giver et godt grundlag for at vælge den optimale kompressor.
________________________________________________________________________________
Side 6

Værktøjskassen - Trykluft
________________________________________________________________________________
Rørsystemet
Rørnettet kan med fordel udformes som et ringsystem, som giver et anlæg med stor forsyningssikkerhed
og ringe trykfald. Hvis man anvender strengsystem reduceres rørdiameteren
gradvis ud mod brugsstederne. Hvis man vil være forberedt på senere udbygning, er
det som regel fordelagtigt at overdimensionere rørsystemet
Ved store momentanforbrug kan der opsættes en buffertank sidst på strengen for at holde
trykket til de værktøjer, der er længst fra centralen.
Indhentning af leverandørtilbud
Leverandørtilbudene indeholder ikke nødvendigvis alle de oplysninger, du skal bruge for at
vurdere de samlede omkostninger.
Indhent derfor flere tilbud, som blandt andet viser:
• Energiforbruget ved fuld ydelse.
• Energiforbruget ved tomgang.
• Energiforbruget ved det forventede luftforbrug.
• Kravet til tryk i bar.
• Trykfaldet over tilslutningskomponenter – slanger, lynkoblinger m.m.
• Vedligeholdelsesomkostninger.
• Ved skruekompressorer skal det undersøge, hvor lang tid det tager for kompressoren
at aflaste fuldt ud – det er afgørende for det reelle energiforbrug under aflastning.
• Rørdimensionen i hovedledningen.
• Få tilbud på både en fælles og en opdelt forsyning.
________________________________________________________________________________
Side 7