Energooszczędna eksploatacja systemów pneumatycznych

Użycie systemów pneumatycznych jest już jednym z najbardziej efektywnych kosztowo rozwiązań w obszarach przemysłowych, ponieważ komponenty pneumatyczne są często znacznie tańsze niż komponenty systemów hydraulicznych lub elektrycznych, a medium niezbędne do ich działania – powietrze – otacza nas, czyli jest dostępne za darmo. Aby system pozostał efektywny kosztowo w dłuższej perspektywie, należy zwrócić szczególną uwagę na jego efektywne działanie, ponieważ z punktu widzenia efektywności energetycznej może to łatwo stać się bardzo kosztownym rozwiązaniem. Aby uniknąć zbędnych wydatków, ważne jest, aby wziąć pod uwagę kilka czynników.

Podstawą systemów pneumatycznych jest powietrze, jednak do wykorzystania powietrza jako energii dochodzą trzy procesy transformacji energii, dlatego warto je monitorować. Po pierwsze, w systemie występuje silnik, który zużywa energię elektryczną, a następnie przekształca ją w ruch mechaniczny – napędzając w ten sposób sprężarkę. Ważne jest to, ponieważ użycie sprężarki lepszej jakości, o wyższej wydajności i niższym zużyciu energii może skutkować mniejszym zużyciem energii elektrycznej do wytworzenia energii mechanicznej. Nasza sprężarka, wykorzystując energię elektryczną i energię mechaniczną, wytwarza sprężone powietrze, które możemy przechowywać w zbiorniku do momentu użycia. Im dłuższy czas przechowywania, tym większa ilość wyprodukowanej, ale niewykorzystanej energii, dlatego ważny jest również rozwój logistyczny systemu. Jeśli możemy wykorzystać energię bez przechowywania lub z krótkim przechowywaniem, możemy w ten sposób również zmniejszyć ilość wyprodukowanej energii. Po wytworzeniu i przechowywaniu energii, jednostki odbiorcze ponownie przekształcają to sprężone powietrze w jakiś ruch mechaniczny, wykorzystując je w procesie produkcyjnym. Aby ten proces był jak najbardziej energooszczędny, musimy oczywiście zmniejszyć ilość zużywanego powietrza i zoptymalizować zużycie energii przez urządzenia odbiorcze, zbliżając je do wartości niezbędnej dla minimum operacyjnego. Zrobienie tego w taki sposób, aby poziom efektywności produkcji nie uległ zmianie, jest trudnym, ale opłacalnym zadaniem w dłuższej perspektywie – ponieważ oprócz efektywności energetycznej, ma to również korzystny wpływ na żywotność urządzeń.

Kolejną rzeczą, którą możemy zrobić, jest skrócenie niepotrzebnie długich rur, a nawet przestawienie zakładu w taki sposób, aby poszczególne elementy znalazły się bliżej siebie, zmniejszając w ten sposób odległość, na jaką musimy transportować powietrze – co zmniejsza ryzyko i skalę wycieków oraz marnotrawstwa energii. Podobnie jak w przypadku przechowywania, im więcej czasu upływa do momentu użycia, tym większe jest niepotrzebne zużycie energii, marnotrawstwo energii. Podczas projektowania systemu pneumatycznego warto zwrócić uwagę na rozmieszczenie urządzeń odbiorczych. Ważne jest, aby urządzenia znajdowały się blisko siebie, dzięki czemu nie tylko odległość jest krótsza, ale w ten sposób droga powietrza, o ile to możliwe, jest taka sama w kierunku każdego urządzenia. Skutkuje to tym, że całe powietrze przepływa przez jedną gałąź, jedną rurę. To również minimalizuje liczbę błędów związanych z wyciekami, a tym samym zmniejsza ilość niewykorzystanego, ale wyprodukowanego sprężonego powietrza, a także znacznie obniża koszty zakupu i wymiany rur.

Dla energooszczędnego działania ważne jest odpowiednie i ciągłe serwisowanie urządzeń odbiorczych. Konserwacja urządzeń odbiorczych zapobiega korozji i ich przedwczesnemu zużyciu, a koszt z tym związany w większości przypadków jest znikomy w porównaniu z kosztem zakupu nowego urządzenia. Dzięki odpowiedniej konserwacji można znacznie zmniejszyć ilość energii potrzebnej do prawidłowego działania urządzeń, które są w eksploatacji od dawna, ponieważ jeśli urządzenie działa od dłuższego czasu, łatwo może się zdarzyć, że z powodu ewentualnej korozji, zużycia i nieszczelności będzie wymagało większej ilości energii do zasilania, co wpływa nie tylko na zużytą energię, ale na cały system – ponieważ już wiemy; im wyższe ciśnienie powietrza, tym większe ryzyko awarii. Informacje niezbędne do prawidłowej pielęgnacji systemu podsumowaliśmy już wcześniej w naszym artykule o konserwacji systemów pneumatycznych – dlatego teraz nie będziemy się w to zagłębiać.

Dodatkowy potencjał oszczędności energii kryje się jednak w zastosowaniu siłowników jednostronnego działania, ponieważ siłowniki dwustronnego działania osiągają stan początkowy urządzenia poprzez wykonanie przeciwnego skoku po zużyciu energii, co cofa element mechaniczny do jego pierwotnego stanu. Powtarzając te dwa kroki, siłownik wielokrotnego działania jest w stanie wykonać użyteczną pracę. Natomiast urządzenia jednostronnego działania przywracają cylinder do pierwotnego stanu za pomocą sprężyny, do czego nie zużywają dodatkowej porcji powietrza, dzięki czemu działanie urządzenia zużywa mniej energii. Ważne jest, aby pamiętać, że zużycie energii nie będzie o połowę mniejsze, ponieważ proces wysuwania będzie wymagał więcej energii z powodu sprężyny, która stawia minimalny opór.

Podsumowując, jeśli chcemy stworzyć i eksploatować energooszczędny system pneumatyczny, najważniejszymi aspektami, które musimy wziąć pod uwagę, są układ systemu, długość rur, konserwacja naszych urządzeń i zasada ich działania. Jeśli weźmiemy to wszystko pod uwagę i odpowiednio zoptymalizujemy w miarę naszych możliwości, możemy być pewni, że nasz system pneumatyczny będzie działał w najbardziej efektywny kosztowo sposób.