Energie-efficiëntie: Persluchtsystemen revolutioneren voor een duurzame toekomst

In de zoektocht naar duurzame industriële praktijken zijn persluchtsystemen (CAS) naar voren gekomen als een belangrijk doel voor energie-efficiëntieverbeteringen. Deze systemen, die van vitaal belang zijn voor veel productieprocessen, verbruiken wereldwijd vaak 10% van de industriële elektriciteit. Met de juiste aanpak kunnen bedrijven hun energieverbruik echter met 20-60% terugdringen, wat aanzienlijke kostenbesparingen en milieuvoordelen oplevert.

De verborgen energieverbruiker in uw fabriek

Perslucht, vaak de "vierde nutsvoorziening" genoemd na elektriciteit, aardgas en water, is een alomtegenwoordige energiebron in de productie. De populariteit komt voort uit de veelzijdigheid, netheid en veiligheid. Maar dit gemak heeft een prijs - perslucht is een van de duurste vormen van energie in een fabriek als gevolg van aanzienlijke inefficiëntie.

De meeste industriële installaties gebruiken slechts 10-30% van de perslucht die ze produceren effectief. De rest gaat verloren door lekken, drukverliezen, warmte en verkeerd gebruik. Deze inefficiëntie vertaalt zich in energieverspilling en onnodige kosten, waardoor CAS een uitstekende kandidaat is voor energiebesparende initiatieven.

Anatomie van een persluchtsysteem

Om te begrijpen hoe deze systemen geoptimaliseerd kunnen worden, is het cruciaal om de componenten te kennen. Een typisch CAS bestaat uit twee hoofdzijden:

1. Aanvoerzijde: Dit omvat de compressor (die de luchtdruk verhoogt), opslagtanks (zowel vochtig als droog), drogers en filters.
2. Vraagzijde: Dit omvat de debiet- en drukregelingen, samen met het distributienetwerk dat lucht levert aan verschillende machines en gereedschappen.

Elk onderdeel speelt een essentiële rol in de efficiëntie van het systeem en het optimaliseren van elk onderdeel kan leiden tot aanzienlijke energiebesparingen.

Lekken dichten: De laaghangende vruchten van energiebesparing

Lekken zijn de aartsvijand van een efficiënt CAS. In een goed onderhouden systeem zouden lekken niet meer dan 5-10% van de persluchtproductie mogen uitmaken. In veel industriële omgevingen kunnen lekken echter 20-40% van de geproduceerde lucht verspillen, en in extreme gevallen zelfs 60%.

Veel voorkomende lekkagepunten zijn verbindingen, aansluitingen en ellebogen in de persluchtleidingen. Het opsporen en repareren van deze lekken kan leiden tot onmiddellijke en aanzienlijke energiebesparingen. Bedrijven kunnen technieken zoals ultrasone lekdetectie of eenvoudige zeep- en watertests gebruiken om lekken op te sporen.

In een casestudy ontdekte een glasfabriek in Barranquilla, Colombia, dat lekken verantwoordelijk waren voor 33% van hun persluchtverbruik. Door dit terug te brengen tot een acceptabele 5% kon het bedrijf meer dan 3000 kWh per maand besparen - wat neerkomt op een jaarlijkse besparing van meer dan 16 miljoen Colombiaanse pesos.

Grootte is belangrijk: Het belang van de juiste opslag

Opslagtanks spelen een cruciale rol in de CAS-efficiëntie. Ze bieden capaciteit om korte start-/stopcycli te vermijden, luchtvochtigheid te condenseren, drukpieken op te vangen, de systeemdruk te handhaven en een efficiëntere systeemregeling mogelijk te maken.

Experts adviseren een opslagcapaciteit van 12-120 m³ voor elke kubieke meter lucht per seconde die door de compressor bij volle belasting wordt geleverd. Veel systemen zijn echter ondergedimensioneerd, wat leidt tot inefficiëntie.

In onze casestudy was de opslagtank van de glasfabrikant aanzienlijk ondergedimensioneerd. Door de opslagcapaciteit te vergroten om aan de aanbevelingen van de fabrikant te voldoen, zouden ze 12% op hun persluchtverbruik kunnen besparen - wat neerkomt op meer dan 7 miljoen Colombiaanse pesos per jaar.

Het hoofd koel houden: De invloed van de aanzuigtemperatuur

De temperatuur van de lucht die de compressor binnenkomt, heeft een grote invloed op de efficiëntie. Voor elke 3°C hogere inlaatluchttemperatuur stijgt het energieverbruik met 1%. Veel compressoren bevinden zich in warme delen van de fabriek, waardoor warme lucht wordt aangezogen en de efficiëntie daalt.

In onze casestudy was de compressor slecht geplaatst op een tweede verdieping boven een oven en naast een hete elektromotor. De gemiddelde aanzuigtemperatuur lag 10°C boven de omgevingstemperatuur, met pieken van 15°C verschil. Door de compressor te verplaatsen om koelere lucht aan te zuigen, kon het bedrijf 3,1% besparen op hun persluchtverbruik - ongeveer 1,8 miljoen Colombiaanse pesos per jaar.

Verder dan energie: Het effect van efficiëntie

Hoewel de energiebesparingen door het optimaliseren van CAS aanzienlijk zijn, reiken de voordelen veel verder dan lagere elektriciteitsrekeningen. Verbeterde efficiëntie kan leiden tot:

1. Hogere productie: Een betrouwbaardere en efficiëntere persluchtvoorziening kan de productiviteit verhogen en stilstand verminderen.
2. Lagere onderhoudskosten: Goed onderhouden systemen met minder lekken en de juiste dimensionering vereisen minder reparaties en vervangingen.
3. Verbeterde productkwaliteit: Consistente persluchtdruk en -kwaliteit kunnen productieprocessen verbeteren, wat leidt tot betere eindproducten.
4. Verminderde CO2-voetafdruk: Een lager energieverbruik leidt direct tot een lagere CO2-uitstoot, wat bedrijven helpt hun duurzaamheidsdoelstellingen te halen.

De weg naar efficiëntie: Een stap-voor-stap aanpak

Het verbeteren van de CAS-efficiëntie hoeft niet moeilijk te zijn. Bedrijven kunnen deze stappen volgen:

1. Voer een luchtaudit uit: Begrijp uw huidige systeem, inclusief lekkages, drukvereisten en gebruikspatronen.
2. Lekken repareren: Dit is vaak de snelste en meest kosteneffectieve verbetering.
3. Systeemdruk optimaliseren: Veel systemen werken op een hogere druk dan nodig is. Het verlagen van de druk kan leiden tot aanzienlijke energiebesparingen.
4. Componenten op maat maken: Zorg ervoor dat compressoren, opslagtanks en distributienetwerken de juiste afmetingen hebben voor uw behoeften.
5. Warmteterugwinning implementeren: Compressoren genereren veel warmte. Deze kan worden opgevangen en gebruikt voor ruimteverwarming of andere processen.
6. Regelmatig onderhoud: Consequent onderhoud zorgt ervoor dat uw systeem zo efficiënt mogelijk blijft werken.

Persluchtsystemen bieden een grote kans voor energiebesparing in de industriële sector. Door problemen zoals lekken, onjuiste dimensionering en suboptimale bedrijfsomstandigheden aan te pakken, kunnen bedrijven hun energieverbruik en bedrijfskosten drastisch verlagen.

De casestudy in Barranquilla toont het potentieel aan - door slechts drie efficiëntiemaatregelen door te voeren, konden ze hun persluchtverbruik met 43,1% verlagen, wat een jaarlijkse besparing van meer dan 25 miljoen Colombiaanse pesos oplevert.

Terwijl industrieën over de hele wereld streven naar duurzaamheid en kosteneffectiviteit, biedt het optimaliseren van persluchtsystemen een duidelijk pad voorwaarts. Het is tijd voor bedrijven om deze vaak over het hoofd geziene nutsvoorziening onder de loep te nemen en het potentieel voor aanzienlijke energiebesparingen en operationele verbeteringen te ontsluiten.

Bron: https://www.researchgate.net/publication/353255933_Energy_savings_in_compressed_air_systems_a_case_of_study