Sprężone powietrze jest niezbędne w wielu gałęziach przemysłu, ale jego produkcja i uzdatnianie wiąże się z dużym zużyciem energii, emisją gazów cieplarnianych oraz powstawaniem toksycznego dla środowiska kondensatu wodno- olejowego. Ekologiczne podejście do uzdatniania sprężonego powietrza sprowadza się zarówno do minimalizowania strat energii, jak i ograniczania emisji zanieczyszczeń oraz odpowiedzialnego gospodarowania kondensatem. Co więcej, dzięki nowoczesnym technologiom można jednocześnie zwiększyć wydajność systemów i zmniejszyć ich wpływ na środowisko.
Świadomość energetyczna — sprężone powietrze a emisja CO₂
Sprężarki to urządzenia, które w dominującej większości zasilane są energią elektryczną. W efekcie wyprodukowanie 1 m³ sprężonego powietrza zużywa od 0,1 do 0,15 kWh prądu. Musisz wiedzieć, że w skali zakładu przemysłowego stanowi to nawet 20–30% kosztów energii elektrycznej.
Dlatego zarówno dla ograniczenia kosztów eksploatacyjnych i podniesienia konkurencyjności zakładu, jak i zminimalizowania negatywnego wpływu na środowisko naturalne kluczowe jest ograniczenie konsumpcji energii przez układy sprężonego powietrza. Jakie możliwości mają przedsiębiorstwa w tym zakresie?
Statystycznie największe straty w zakresie zużycia energii elektrycznej przynoszą nieszczelności w układzie sprężonego powietrza. Wycieki mogą powodować straty energii do 40%. Dlatego też kluczowe jest zarówno dla obniżenia zużycia prądu, jak i podniesienia wydajności działania systemu pneumatycznego, jest regularne uszczelnianie instalacji. Dla optymalnego zarządzania sprężonym powietrzem warto także wdrożyć w układ systemy inteligentnego sterowania. Takie systemy analizują zapotrzebowanie na powietrze w czasie rzeczywistym i pozwalają na dynamiczne dostosowywanie produkcji medium roboczego do potrzeb. Doskonale sprawdzają się w grupach sprężarek. Innym rozwiązaniem jest zastosowanie sprężarek o zmiennej prędkości obrotowej. Te urządzenia pozwalają na redukcję zużycia energii nawet o 35%.
Uzdatnianie bez szkody dla natury — filtry, osuszacze i kondensat
Układy sprężonego powietrza zawsze wyposażone są w układ uzdatniania medium. Proces oczyszczania sprężonego gazu obejmuje usuwanie takich zanieczyszczeń, jak wilgoć, olej i cząstki stałe. W sprężarkach olejowych, które dominują w przemyśle, w toku oczyszczania medium roboczego następuje wytwarzanie kondensatu wodno-olejowego. Substancja ta, ze względu na zawartość oleju, musi być traktowana jako odpad niebezpieczny.
Dlatego też kluczowe jest odpowiednie zarządzanie kondensatem olejowym. Sposobem na ekologiczne podejście do uzdatniania będzie zastosowanie separatorów wodno-olejowych, zastosowanie osuszania adsorpcyjnego z odzyskiem ciepła czy zastosowanie bezolejowych kompresorów powietrza.
Odzysk energii z procesu sprężania — ciepło zamiast strat
Musisz wiedzieć, że aż 70–95% energii zużywanej przez sprężarkę zamienia się w ciepło. Jeśli energia ta nie zostanie odzyskana, będzie bezpowrotnie utracona. Dlatego warto w zakładzie zastosować systemy pozwalające na odzyskiwanie ciepła, które można następnie wykorzystać w innych procesach w przedsiębiorstwie.
Energię cieplną powstającą w procesie sprężania powietrza można wykorzystać do:
- podgrzewania wody użytkowej lub procesowej (40–80°C),
- wspomagania ogrzewania hal produkcyjnych zimą,
- integracji z systemami rekuperacji ciepła w HVAC.
Warto podkreślić, że proces odzysku energii zmniejsza emisję CO₂. Czy odzysk ciepła ze sprężarki naprawdę się opłaca? Zdecydowanie tak. Można odzyskać nawet 70% energii sprężania, jednocześnie zmniejszając koszty eksploatacyjne nawet o 10–15%.
Monitoring i predykcja – inteligentne systemy w służbie ekologii
Duże znaczenie dla optymalizacji działania układu sprężonego powietrza mają systemy pozwalające na inteligentne sterowanie działaniem całego układu. Tu kluczową rolę gra monitoring i predykcja. Stąd tak istotną rolę pełnią w układach sprężonego powietrza rozwiązania parte na czujnikach, sztucznej inteligencji i analizie danych. Pozwalają one na:
- monitorowanie poziomu zanieczyszczeń i wilgotności powietrza,
- automatyczne alarmowanie o wzroście oporów przepływu w filtrach,
- predykcję zużycia elementów filtracyjnych, co eliminuje zbędne wymiany.
W ten sposób zakłady ograniczają nie tylko ilość odpadów, ale również przestojów i nieplanowanych napraw.