Воздушный компрессор с частотным преобразователем — «за» и «против»

В промышленном производстве не работу двигателей машин и другого оборудования приходится 70 всей потребляемой предприятием электроэнергии, при этом 20% электроэнергии расходуется только воздушными компрессорами. Принимая во внимание тот факт, что потребность в сжатом воздухе для каждого конкретного производства разная и зависит от многих факторов, то в большинстве случаев электроэнергия расходуется нерационально.

Для того, чтобы увеличить производительность промышленных компрессоров, и снизить затраты на электроэнергию при производстве и подаче сжатого воздуха, была разработана технология привода с регулируемой скоростью вращения — VSD.

Частотно-регулируемый привод (VSD-технология) был разработан компанией «Атлас Копко», которая является мировым лидером по производству компрессорной техники.

В воздушных компрессорах с технологией VSD используется специальный привод для регулирования частоты вращения (об /мин) агрегата, что, в свою очередь, экономит энергию по сравнению с аналогичным компрессором с фиксированной частотой вращения

Эта технология позволяет контролировать рабочую скорость воздушного компрессора, что дает возможность регулировки объема требуемого воздуха на различных производствах. Например, потребность в сжатом воздухе на СТО для накачивания шин возрастает с 7 утра и сохраняется вплоть до позднего вечера. Тогда как в медицинских учреждениях сжатый воздух используют по мере надобности — для операций, проведения лечебных процедур, работы оборудования по обеззараживанию инструментов и утилизации отходов. В этой сфере потребность в сжатом воздухе не имеет прямой зависимости от времени суток или смен медицинского персонала, зато напрямую зависит от количества пациентов.

Технологию VSD охотно перенимают другие производители, так как она позволяет значительно улучшить энергосберегающие характеристики оборудования.

Преимущества такой технологии очевидны:

• Снижение затрат на электроэнергию;
• Уменьшении скачков напряжения (при запуске двигателей переменного тока);
• Обеспечении стабильного давления.

К недостаткам можно отнести более высокую стоимость привода и чувствительность такого привода к нагреву и влаге.

За счет использования винтовых компрессоров с технологией VSD можно добиться до 30% экономии затрат на электроэнергию, установив компрессор с регулируемой частотой вращения вместо существующей винтовой или поршневой машины.

Однако компрессоры с частотно-регулируемым приводом подходят не для всех промышленных применений. Если компрессор работает непрерывно на полной скорости, потери при переключении преобразователя частоты приводят к более низкой энергоэффективности, чем у компрессора с постоянной скоростью того же размера. Если потребность остается постоянной в пределах 5–15% от общего расхода воздуха, компрессоры с двойным управлением, сконфигурированные в виде раздельного решения, могут обеспечить более высокую эффективность, чем частотно-регулируемый привод

Вот примеры тех ситуаций, когда компрессоры с технологией VSD будут более эффективны: 

• Технологические процессы требуют жестких значений рабочего давления
• Потребность в сжатом воздухе варьируется в зависимости от рабочих смен на предприятии
• Потребность в сжатом воздухе варьируется в течение промежутков времени (суток, недели или месяца).

Главное отличие компрессоров с частотным преобразователем от компрессоров с фиксированной скоростью заключается в том, что компрессоры с частотным преобразователем автоматически регулируют скорость двигателя, снижая или увеличивая производительность аппарата. Тогда как компрессор с фиксированной скоростью работает с постоянной скоростью, т.е. на полную мощность не зависимо от того, какой расход сжатого воздуха с определенный период времени необходим.

Еще несколько важных преимуществом винтовых компрессоров с технологией VSD:

• Старт и остановку компрессоров с частотным преобразователем можно осуществлять при полном давлении в пневмосети. Эти процедуры не требуют разгрузки системы, что экономит время и трудозатраты персонала.
• Помимо этого, компрессоры с технологией VSD снижают также расход масла (в маслозаполненных компрессорах), уменьшается нагрузка на фильтры, ресивер, осушитель. Соответственно, срок эксплуатации данных компрессоров растет.
• Оборудование не тратит время на холостой ход.
• Такой компрессор может работать при более низком давлении нагнетания и поддерживать необходимое минимальное рабочее давление воздушной системы.
• Исключаются потери сжатого воздуха на продувку.

Таким образом, воздушный компрессор с частотно-регулируемым приводом может работать в диапазоне от минимальной до максимальной скорости в любой системе сжатого воздуха. Автоматическое регулирование скорости двигателя происходит в режиме реального времени непосредственно в процессе работы аппарата. Когда потребность увеличивается, двигатель ускоряется, когда снижается — двигатель замедляется. Такая возможность позволяет экономить электроэнергию, поскольку компрессор не должен полностью разряжается, когда он включен.

Более того, можно даже одновременно использовать традиционный компрессор с фиксированной скоростью и компрессор с частотно-регулируемым приводом. Во время работы таких компрессоров «в паре», частотный компрессор подстраивается под работу компрессора с фиксированной скоростью, таким образом, нагрузка(*) равномерно распределяется между агрегатами.

(*) — Нагрузка на винтовой компрессор — это соотношение режима и продолжительности его работы.