Ваша компрессорная установка может быть «умнее», чем вы полагаете

Не так давно большинство воздушных компрессоров управлялись механическими переключателями давления, реле и датчиками. Установка этих элементов, а, особенно попытка их скоординировать с несколькими компрессорами, была безнадежной затеей потому, что часто, еще до того, как контроллеры были корректно установлены, какой-то механический гремлин вышвыривал что-нибудь из только что установленного.

Современные контроллеры выполнены на высочайшем уровне, управляются сложнейшими микропроцессорами, в которых заложены умные алгоритмы для более эффективного и надежного управления компрессорами. Все больше и больше возможностей разработано и внедрено в контролирующие алгоритмы. В интересах клиента узнать, что же предлагает управление вашим компрессором и понять, какие выгоды для вас несет то или иное нововведение. Есть один очень полезный алгоритм — это автоматический подсчет запусков в час для сокращения времени работы без нагрузки.

Здесь мы покажем, как использование этого алгоритма в небольшом воздушном компрессоре позволяет существенно сэкономить и приведем пример того, как он позволил сэкономить 66% просто добавив ресивер, снизив давление и повысив управление компрессором.

Функция автоматического запуска

Многие винтовые компрессоры потребляют значительное количество электроэнергии от 25% до 50% как при полной загрузке (или высокой в некоторых случаях) в незагруженном состоянии, что приводит просто к потере энергии. Чтобы ограничить расход электроэнергии датчики компрессора были снабжены схемой таймера (функция автоматического запуска), фиксирующие разгрузку компрессора в заданный период, которая выключают двигатель. Остановленный компрессор все равно остается активен и готовым к запуску, если давление в системе падает до точки загрузки. Проблема с этим типом схемы в том, что, если пользователь добавляет к таймеру хотя бы одну минуту, а в системе ограничен объем мощности, то компрессор может начать включаться и выключаться много раз за час, что превысит максимальное разрешенное число включений компрессора за час. Разрешенное количество включений двигателя в час может существенно варьироваться и зависит от характеристик двигателя, его размера, метода включения и нагрузки на вал, а также других составляющих.

В общем, чем больше двигатель и выше напряжение, тем меньшее количество раз в час может включаться двигатель. Это достаточно сложно, и, чтобы упростить, ввели стандартный минимум настройки таймера — обычно около 15 минут — таким образом, чтобы ни один двигатель компрессора не включался/выключался чаще, чем 4 раза в час. Потребовалось совсем немного времени, чтобы осознать недостатки этой установки, особенно для небольших компрессоров, которые могли надежно работать, включаясь 10-15 раз за час. Эта установка в 15 минут была неэффективна при снижении потребления электроэнергии при разгрузке компрессоров, цикл которых более 4 раз в час, но меньше, чем максимальное количество включений двигателя.

Алгоритм расчета количества запусков в час

Некоторые производители выявили, что внедрение схемы работы, которая позволяет большее количество запусков, безопасно, но ограничивает количество безопасных запусков на тот случай, если что-то приведет к быстрому циклу.

Различные модели управления называются «интеллектуальным управлением».

Один производитель позволяет максимум 4 запуска в час, но промежутки могут варьироваться в течение часа. Если пуски превышены, то компрессор просто работает без нагрузки.

Другой производитель компрессоров позволяет пользователю программировать требуемое количество запусков в час или в день. Каждый компрессор имеет максимально разрешенное количество запусков, которое ограничено настройками управления компрессора.

Компрессор немедленно прекращает работу после короткого периода разгрузки, если количество запусков не превысит максимальное число, так как алгоритм базируется на текущих циклах компрессора. Если их количество недостаточно, то компрессора будет работать в разгрузочном режиме.

Другой производитель настраивает таким образом, чтобы промежуток времени сократить до двух минут, при этом двигатель может быть настроен на выключение, если компрессор работает в течение 10 минут (это не рекомендуется, чтобы предотвратить слишком большое количество запусков компрессора)

Некоторые из этих методов управления компрессором новые в плане защиты двигателя компрессора от повреждений, и к тому же они достаточно гибкие в экономии времени работы компрессора в разгрузочном режиме.

Многие такие способы управления, при наличии правильно подобранного по размеру ресивера, позволяют значительно сократить время работы компрессора в разгрузочном режиме, особенно это касается компрессоров с небольшой загрузкой, работающих с периодическими пиками загрузки, как, например, компрессоры, установленные в мастерских.

 Для маленьких компрессоров лучше подобрать достаточное хранилище на примерно 6-8 запусков в час при максимальной частоте, которая происходит при 50% загрузке (при соблюдении ограничений, установленных производителем).

Опыт показывает, что при хранении объема воздуха в 46 литров с давлением 2,068 бар при 50% загрузке количество запусков всегда останется на уровне 6. В целом, чтобы всегда использовать более выигрышную стратегию, система должна быть загружена на уровне 40%.  Все может случиться в системе с увеличением количества циклов, наиболее вероятно — перепад фильтров.  Так как фильтры замусориваются с течением времени использования, то, если фильтр расположен между датчиком управления компрессором и ресивером, тогда эффективная пропускная способность, которую «видит» компрессора снижается, а количество циклов в час увеличивается.

По этой причине лучше положиться на интеллектуальное управление, чем просто повернуть таймер на «0», что в некоторых случаях вполне допустимо.

Эффект более широкого диапазона давления

Чем выше среднее давление, тем больше потребление энергии двигателем, в загруженном состоянии оно растет на 1% при каждом повышении давления на 0,14 бар. Повышение уровня давления с 0,68 бар до 2, 068 бар увеличивает потребление электроэнергии на 5%.

Однако, если компрессор работает в разгрузочном режиме значительное количество часов, исключая время загрузки компрессора, то это приводит к возврату дополнительно потраченной энергии. Более высокий уровень давления также повлияет на работу нерегулярных потребителей сжатого воздуха и увеличит воздушный поток, если он допускается в установку.  С этой целью рекомендуется использовать контроллер регулировки давления и воздушного потока, оно поддерживает чуть более низкий уровень давления, чем разрешено в настройках загрузки компрессора.