energii, podwyższone wymagania
jakościowe w stosunku do produktów i
przyszłych inwestycji.
4.1
Zoptymalizowana praca sprężarek staje
Ekonomia
się coraz ważniejsza szczególnie w
przypadku większych procesów
produkcyjnych przeprowadzanych w
3.1.1 Koszt produkcji
oparciu o sprężone powietrze. W
sprężonego powietrza rozwijającym się przemyśle następują
zmiany produkcyjne, a co za tym idzie
4.1.1.1 Uwagi ogólne także zmiany w pracy sprężarek.
Dlatego ważne jest by produkcja
Energia elektryczna to główny typ sprężonego powietrza oparta była
energii stosowany przy produkcji zarówno na aktualnych jak i na
sprężonego powietrza we wszystkich przyszłych wymaganiach dotyczących
niemal gałęziach przemysłu. W wielu poboru sprężonego powietrza.
instalacjach sprężonego powietrza Doświadczenie pokazuje, że staranna
często mamy do czynienia z wieloma analiza wyników roboczych w niemal
niewykorzystanymi możliwościami każdym przypadku w pływa na
oszczędności energii poprzez np. poprawę ogólnej ekonomiki pracy.
systemy odzyskiwania energii, Koszty energii są głównym
obniżenie ciśnienia, redukcję składnikiem ogólnej ekonomiki pracy
nieszczelności i przecieków oraz instalacji. Dlatego niezwykle ważne
poprzez optymalizację pracy  wybór jest to by skoncentrować się na
odpowiedniego sytemu sterowania i szukaniu rozwiązań, które
regulacji. uwzględniają zarówno wymagania
Podczas planowania nowej inwestycji wydajnościowe i jakościowe jak i
duże znaczenie ma analiza pracy wymagania oszczędnego
systemu w przyszłości i gospodarowania energią. Dodatkowy
przewidywanie nowych sytuacji i koszt związany z doborem sprężarek i
wymagań, które mogą stanąć przed wyposażenia, które uwzględniałyby
instalacją. Typowymi przykładami są powyższe wymagania będzie z czasem
wymagania ochrony środowiska, traktowany jako dobra inwestycja.
wymagania dotyczące oszczędności Ponieważ koszt energii stanowi często
ok. 80% kosztu całkowitego należy z
ogromną uwagą dobierać system
regulacyjny. Różnice w systemach
regulacyjnych pokrywają różnice
istniejące między poszczególnymi
typami sprężarek. O sytuacji idealnej
możemy mówić wtedy gdy pełna
wydajność sprężarki dopasowana jest
do poboru zrównoważonego co często
ma miejsce w zastosowaniach
procesowych. Większość typów
sprężarek jest wyposażona we własne
systemy sterowania i regulacji ale
zastosowanie dodatkowego
wyposażenia do sterowania wieloma
sprężarkami w obrębie instalacji
poprawia jeszcze ekonomikę pracy.
Regulacja prędkości obrotowej staje
4.1.1.2 Podział kosztów
się popularną metodą regulacji ze
względu na to, że pobór mocy jest
Koszty inwestycji są kosztami stałymi
praktycznie proporcjonalny do
składającymi się z kosztu zakupu,
prędkości obrotowej i wydajności.
wbudowania zainstalowania i
Staranny dobór wyposażenia
ubezpieczenia. Koszt inwestycji jako
regulacyjnego do poboru daje bardzo
część kosztu stałego jest częściowo
dobre rezultaty.
powiązany z wyborem jakości
Jeżeli podczas weekendów i zmian
sprężonego powietrza i częściowo z
nocnych potrzebna jest niewielka ilość
okresem amortyzacji i stopą
sprężonego powietrza, to korzystnym
odsetkową. Wielkość kosztów energii
rozwiązaniem może być
jest powiązana z czasem roboczym,
zainstalowanie małej sprężarki
stopniem wykorzystania, ceną energii,
przystosowanej do tego niewielkiego
itp. Niektóre koszty dodatkowe np.
poboru. Jeżeli z jakichś przyczyn
sprzęt do odzyskiwania energii spłacają
wymagane jest inne ciśnienie robocze
się bezpośrednio w formie
to należy przeanalizować wymagania
zredukowanych kosztów roboczych i
poboru po to by stwierdzić czy cały
kosztów utrzymania.
proces produkcyjny powinien być
obsługiwany z jednego centrum
sprężarkowego czy też sieć powinna
4.2
być podzielona na różne poziomy
Gdzie można zaoszczędzić
ciśnień. Podział sieci na może również
być celowy wtedy gdy zachodzi
konieczność odłączenia części sieci w
czasie zmian nocnych i podczas 4.2.1 Pobór mocy
weekendów w celu zmniejszenia
poboru sprężonego powietrza lub tez
Przy przeprowadzaniu obliczeń istotne
jeżeli chce się rozdzielić koszty oparte
jest wzięcie pod uwagę całkowitego
na pomiarach przepływu.
poboru energii. Należy zwrócić uwagę
na wszystkie należące do maszyn
elementy zużywające energię na
przykład filtry wlotowe, wentylatory i
pompy.
Przy porównywaniu różnych opcji
inwestycyjnych szczególną uwagę
należy zwrócić na to by brać pod
uwagę wartości które można
bezpośrednio porównywać. Dlatego
należy być pewnym, że wartości te są
określone zgodnie z uregulowaniami
wewnętrznymi na przykład
zamieszczonymi w ISO 1217 wydanie
3, dodatek C  1996.
4.2.2 Ciśnienie robocze
Ciśnienie robocze wpływa
bezpośrednio na pobór energii.
Wysokie ciśnienie oznacza duży pobór
energii. Wzrost ciśnienia roboczego i
zrównoważenie spadku ciśnienia
zawsze skutkuje pogorszeniem
ekonomiki pracy.
Mimo tego jest to dość powszechne np.
 nowoczesnego sprzętu do regulacji
przy spadku ciśnienia spowodowanym często realne jest obniżenie ciśnienia o
zbyt małym systemem rurowym lub 0,5 bar. Oznacza to może
zapchanymi filtrami. Na przykład kilkuprocentowe oszczędności, które
wzrost ciśnienia roboczego o 1 bar mogą wydawać się małe, ale jeżeli
powoduje wzrost poboru powietrza o wez
miemy pod uwagę, że całkowita
6%. W instalacji wyposażonej w kilka efektywność instalacji również o tyle
filtrów szczególnie wtedy gdy były one wzrasta to możemy sobie uświadomić
użytkowane przez długi czas bez jak ważne są redukcje ciśnienia.
wymiany spadek ciśnienia może być
bardzo duży i przez to bardzo
4.2.3 Pobór powietrza
kosztowny.
W wielu instalacjach niemożliwe jest
Analiza zużycia sprężonego powietrza
wprowadzenie dużych ograniczeń
pozwala na znalezienie rozwiązań
ciśnienia, ale przy zastosowaniu
umożliwiających bardziej równomierne
obciążenie systemu sprężonego instalacji istnieją pewne nieszczelności,
powietrza. Dzięki temu można które powodują czyste straty i z tego
ograniczyć okresy wzmożonego powodu muszą być minimalizowane.
poboru sprężonego powietrza co Często nieszczelności pochłaniają 10 
pozwala na obniżenie kosztów 15% wytwarzanego sprężonego
roboczych. powietrza, a czasami nawet więcej.
Pobór, który nie przynosi korzyści Przecieki są proporcjonalne do
użytkownikowi mający miejsce na wartości ciśnienia roboczego i dlatego
skutek nieszczelności, zużycia sprzętu, jedną z metod ograniczenia przecieków
procesów ubocznych lub jest naprawa nieszczelnego sprzętu i
nieprawidłowego wykorzystania obniżenie ciśnienia roboczego np. w
sprężonego powietrza można nocy.
ograniczyć dzięki zachowaniu Obniżenie ciśnienia roboczego tylko o
wzmożonej ostrożności. 0,3 bar zmniejsza przecieki o 4%.
Podział systemu sprężonego powietrza Jeżeli przecieki w instalacji o
na sekcje, które mogą być oddzielane wydajności 100 m3 / min wynoszą
przy pomocy zaworów może być 12% i ciśnienie zostanie zmniejszone o
metodą ograniczenia poboru podczas 0,3 bar to oszczędności sięgną ok. 3
nocy i weekendów. W większości kWh na godzinę co jest równoważne
poborowi energii w ogrzewanym
elektrycznie domu. Przy zwiększonym
ciśnieniu roboczym zwiększa się
zużycie sprężonego powietrza przez
maszyny.
4.2.4 Metody regulacji
Zastosowanie nowoczesnego
centralnego systemu sterowania
pozwala na optymalną pracę centrali
sprężarek w różnych warunkach
roboczych przy jednoczesnej poprawie
elastyczności i bezpieczeństwa pracy.
Dobór właściwej metody regulacji
pozwala na zmniejszenie poboru
energii poprzez obniżenie ciśnienia w kondensatu. Nie jest również
systemie oraz na optymalizację wymagane odprowadzenie kondensatu
wykorzystania każdej maszyny w z systemu rurowego, co oznacza niższe
instalacji. Jednocześnie wzrasta koszty instalacji i obsługi technicznej.
niezawodność co zmniejsza Lepszą ekonomikę działania uzyskuje
niebezpieczeństwo nieplanowanego się również poprzez zainstalowanie
przestoju. Poza tym sterowanie centralnego osuszacza powietrza.
centralne pozwala na zaprogramowanie Decentralizacja pielęgnacji sprężonego
automatycznego ograniczenia ciśnienia powietrza poprzez zainstalowanie kilku
w całym systemie np. podczas pracy w mniejszych modułów jest droższa i
nocy i w czasie weekendów. podwyższa koszty obsługi technicznej.
Zakłada się, że ograniczone koszty
instalacji i obsługi technicznej systemu
4.2.5 Jakość powietrza
suchego sprężonego powietrza
wyrównają koszt sprzętu osuszającego.
Wysoka jakość sprężonego powietrza
Korzyści są bardzo duże nawet jeżeli
ogranicza konieczność obsługi
istnieje konieczność uzupełnienia
technicznej, zwiększa niezawodność
istniejącej instalacji sprzętem do
systemu powietrznego, systemu
osuszania.
sterującego i oprzyrządowania oraz
Sprężarki bezolejowe nie wymagają
zmniejsza stopień zużycia zasilanych
separatora oleju ani sprzętu do
sprężonym powietrzem narzędzi.
kondensacji. Jednocześnie nie ma
Jeżeli system jest przystosowany do
konieczności instalowania filtrów i
suchego sprężonego powietrza, to
dlatego można pominąć koszt
instalacja jest tańsza i prostsza
wymiany filtra. Poza tym nie ma
ponieważ system rurowy nie musi być
konieczności wyrównywania spadku
wyposażony w separator wody i tak
ciśnienia na filtrach tak więc ciśnienie
zwane przeciwkolana. Jeżeli mamy do
robocze może zostać obniżone co
czynienia z suchym powietrzem to nie
dodatkowo wpływa na poprawę
jest konieczne wypuszczanie powietrza
ekonomiki pracy.
do atmosfery w celu usunięcia
Najwyższy stopień efektywności jest
4.2.6 Odzyskiwanie energii
zwykle uzyskiwany w przypadku
instalacji chłodzonych wodą jeżeli
Jeżeli w procesie produkcyjnym
woda chłodząca wychodząca z
stosujemy elektryczność, gaz, olej lub
instalacji sprężarkowej może być
inna formę ogrzewania to zawsze
podłączona bezpośrednio do systemu
można przyjrzeć się możliwościom
stałego poboru ciepła na przykład do
pełnego lub częściowego zastąpienia
obwodu bojlera grzewczego.
tej energii nadwyżką energii
Nadwyżka energii może być w ten
pochodzącą z instalacji sprężarkowej.
sposób wykorzystywana przez cały
Czynnikami decydującymi są tu
rok. Różne konstrukcje sprężarek mają
wartość w SEK / kWh nadwyżki
różne parametry. W sytuacjach
energii, stopień wykorzystania i
wymagających dużego przepływu
konieczność dodatkowych inwestycji.
ciepła, przy dużej odległości do punktu
Dobrze zaplanowana inwestycja w
poboru, przy mniejszym
system odzyskiwania energii zwraca
zapotrzebowaniu lub zapotrzebowaniu
się już po okresie od 1 do 3 lat. Ponad
zmieniającym się w ciągu roku
90% energii dostarczanej do sprężarki
należałoby przeanalizować możliwości
może być odzyskane w formie bardzo
sprzedaży odzyskanej energii.
wartościowego ciepła. Poziom
temperatury w przypadku odzyskanej
energii decyduje o jej zastosowaniu i
co za tym idzie jej wartości.
" Warunki instalacyjne
4.2.7 Konserwacja
" Jakość mediów
" Planowanie obsługi technicznej
Jak każdy sprzęt tak też instalacja
" Wybór poziomu bezpieczeństwa
" System odzyskiwania energii /
sprężarkowa wymaga pewnych form
system chłodzenia
obsługi technicznej. Koszt obsługi
" Stopień wykorzystania
technicznej jest niski w porównaniu z
innymi kosztami, ale można go jeszcze
Roczny koszt obsługi technicznej i
obniżyć poprzez planowe działania.
konserwacji to zwykle 5  10%
Wybór poziomu obsługi technicznej
wartości maszyny.
jest określony przez wydajność i
niezawodność instalacji.
4.2.7.1 Planowanie czynności
Obsługa techniczna i konserwacja konserwacyjnych
stanowią najmniejszą część
całkowitych kosztów instalacji. Jest to Dobre zaplanowanie czynności
związane w wysokim stopniu z tym jak konserwacyjnych i obsługi technicznej
instalacja została zaplanowana i jak oznacza, że można przewidzieć koszty
dobrano sprężarkę i wyposażenie i wydłużyć okres eksploatacyjny
dodatkowe. maszyny i wyposażenia dodatkowego.
Można zmniejszyć koszty poprzez Jednocześnie spadają koszty napraw
połączenie monitorowania z innymi małych usterek i skraca się czas
funkcjami przy zastosowaniu sprzętu przestojów.
Zastosowanie zaawansowanej
do pracy całkowicie zautomatyzowanej
i monitorowanie centrali sprężarek. Na elektroniki w większym stopniu
całkowity budżet obsługi technicznej i umożliwia wyposażanie sprężarek w
konserwacji ma wpływ: urządzenia do diagnostyki. Oznacza to,
" Typ sprężarki
że dany element może być optymalnie
" Wyposażenie dodatkowe (filtry,
wykorzystany, wymiana następuje
systemy sterowania, osuszacze)
tylko wtedy gdy istnieje taka potrzeba. koszty należy ując w kalkulacji
Potrzebę obsługi technicznej można stanowiącej podstawę inwestycji.
odkryć we wczesnym stadium zanim
stanie się ona nagląca unikając w ten
sposób awarii i niepotrzebnego czasu
przestoju.
4.3
Zlecając pracę personelowi
Inne czynniki ekonomiczne
serwisowemu dostawcy i stosując
oryginalne części użytkownik może w
zamian oczekiwać wysokiego poziomu
4.3.1 Uwagi ogólne
technicznego i ma możliwość
stosowania w czasie eksploatacji
Produkt, materiał lub usługę można
maszyny modyfikacji opartych na
opisać i analizować w sposób
najnowszych rozwiązaniach
systematyczny (nawet uproszczony)
technicznych. Ocena zakresu obsługi
wykorzystując do tego analizę cyklu
technicznej dokonywana jest przez
życia produktu (LCA). Analiza taka
specjalnie przeszkolonych
bierze pod uwagę wszystkie stadia
pracowników serwisu, którzy również
cyklu życia produktu. Oznacza to, że w
odpowiadają za wyszkolenie w
takiej analizie ujęte są poszczególne
zakresie obsługi technicznej
stadia od wyboru surowca do utylizacji
pracowników firmy użytkującej sprzęt.
pozostałości.
Użytkownik zawsze powinien mieć
Taka analiza jest często
swój własny wykwalifikowany serwis,
wykorzystywana jako porównanie
który mógłby przeprowadzać kontrole
między różnymi opcjami na przykład
codzienne zwracając uwagę na
produktu, który ma spełniać te same
monitorowania.
funkcje. Wyniki te są często
wykorzystywane przy formułowaniu
4.2.7.2 Osprzęt dodatkowy
założeń dotyczących procesów lub
konstrukcji produktów. Analiza cyklu
Instalacja może być łatwo
życia produktu może być
rozbudowywana i rozszerzana o sprzęt
wykorzystywana przez firmy w
dodatkowy służący na przykład do
rozmowach z podwykonawcami,
poprawy jakości powietrza lub do
klientami lub władzami w celu
monitorowania systemu. Jednak ten
opisania charakterystyki produktu.
sprzęt dodatkowy również wymaga
Wyniki analizy cyklu życia produktu
obsługi technicznej i stanowi
stanowią podstawę przy podejmowaniu
dodatkowy koszt tej obsługi np. w
decyzji dotyczących minimalizacji
formie wymiany filtra, wymiany
wpływu produktu na środowisko.
środka osuszającego, dopasowania do
Analiza cyklu życia produktu nie daje
innych urządzeń czy też przeszkolenia
odpowiedzi na każde pytanie dlaczego
personelu.
należy rozważyć dany poziom jakości
Dodatkowo należy się liczyć z
lub daną technologię aby otrzymać
drugorzędnymi kosztami obsługi
kompleksowy materiał podstawowy.
technicznej np. sieć dystrybucyjna i
maszyna produkcyjne na których pracę
wpływ ma jakość sprężonego
powietrza oraz koszty utylizacji oleju i
wkładów filtrujących. Wszystkie te
oparta jest ona na dzisiejszej wiedzy
4.3.2 LCC (Koszt Cyklu Życia)
dotyczącej stanu instalacji i zmian cen
energii.
Obliczenia kosztu cyklu życia (LCC)
Nie bierze ona pod uwagę również
są stosowane coraz częściej jako
wartości  miękkich  , które mogą być
narzędzie do oceny różnych opcji
równie ważne jak na przykład
inwestycyjnych. Obliczenie kosztu
bezpieczeństwo produkcji i jego
cyklu życia obejmuje kombinację
koszty.
kosztu produktu w określonym
Wykonanie obliczenia cyklu życia
przedziale czasowym tzn. koszt
produktu wymaga wiedzy i
kapitału, koszt operacyjny i koszt
doświadczenia w zakresie instalacji
obsługi technicznej. Obliczenie kosztu
sprężonego powietrza. Najlepsze
cyklu życia często jest wprowadzane
rezultaty daje to wtedy gdy jest robione
na bazie planowane j instalacji lub
w konsultacji między kupującym i
pracującej instalacji i stanowi podstawę
sprzedawcą. Głównymi zagadnieniami
do określenia poziomu wymagań dla
są tu np. kwestie: jaki wpływ mają
nowej instalacji.
różne opcje inwestycyjne na takie
czynniki jak jakość produkcji,
Jednak należy zwrócić uwagę na to, że
bezpieczeństwo produkcji, konieczność
obliczenie kosztu cyklu życia jest
póz
niejszych inwestycji, obsługa
często tylko fachową prognozą
techniczna maszyn produkcyjnych i
uwzględniającą przyszłe koszty i jej
sieci dystrybucyjnej, środowisko,
skuteczność jest ograniczona ponieważ
jakość produktu końcowego, traktowany jako zużyty czy też można
niebezpieczeństwo przestojów i go przywrócić do oryginalnego stanu.
reklamacji. Nie wolno też zapomnieć o Ponadto model obliczeniowy musi być
Zysku z Cyklu Życia (LCP) tzn. zysku, przystosowany do typu sprężarki.
który można osiągnąć poprzez np. Poniższy przykład może służyć jako
odzyskiwanie energii i ograniczenie model do szacunku ekonomicznego
reklamacji. Określając koszty obsługi instalacji sprężarkowej wyposażonej
technicznej i konserwacji należy lub nie wyposażonej w system
również brać pod uwagę oczekiwany odzyskiwania energii.
stan sprzętu po upływie okresu
obliczeniowego tzn. czy ma być