چرا کمپرسور هوای سرعت متغیر انتخاب خوبی است؟

در واقع تنها یک تفاوت کلیدی بین سرعت ثابت و درایو سرعت متغیر وجود دارد. کمپرسورهای روتاری اسکرو با سرعت درایو متغیر (VSD) یک انتخاب فزاینده برای شرکتهایی است که به دنبال کاهش هزینه های انرژی هستند. چگونه بدانید که کمپرسور هوای VSD برای شما مناسب است؟ 

کمپرسور هوای متغیر سرعت درایو چیست؟

یک درایو با سرعت متغیر (VSD) فرکانس ارائه شده به موتور محرک در کمپرسور هوا را در پاسخ به تقاضای زمان واقعی سیستم کنترل می کند. هنگامی که تقاضا کم است، موتور با سرعت کمتری کار می کند و به انرژی کمتری برای کار نیاز دارد. هنگامی که تقاضا برای هوای فشرده بیشتر است،VSD  به طور خودکار فرکانس را به موتور کمپرسور هوا افزایش می دهد تا خواسته های CFM (ظرفیت بر اساس مساحت) را برآورده کند.

از طرف دیگر، یک کمپرسور با روتاری اسکرو با سرعت ثابت، در هر زمان با یک دور در دقیقه کار می کند. به جای تنظیم دور موتور، کمپرسور با سرعت ثابت، شیر ورودی هوا را تنظیم می کند تا بسته به الزامات CFM، هوا کم و بیش خارج شود. حتی زمانی که نیاز هوای فشرده کم است، موتور همیشه با همان سرعت کار می کند، بنابراین همیشه آماده است تا بالاترین CFM را که برای آن درجه بندی شده است برآورده کند.

مزایای کمپرسورهای هوا با سرعت متغیر درایو

یک کمپرسور هوای VSD قادر است مقدار مصرفی را در پاسخ به تقاضای CFM  در زمان واقعی تنظیم کند. این مزایای قابل توجهی را به ویژه برای شرکت هایی که نیاز هوای فشرده آنها در طول یک شیفت، روز یا فصل متفاوت است، فراهم می کند.

ذخیره انرژی

بزرگترین مزیت کمپرسور هوا VSD صرفه جویی در انرژی است. یک کمپرسور سرعت ثابت همیشه مقدار مورد نیاز را برای برآوردن حداکثر تقاضای هوای فشرده می گیرد. هنگامی که تقاضا برای هوای فشرده کمتر است، VSD  دور RPM و بنابراین مصرف برق را کاهش می دهد. بسته به حجم کل هوای فشرده مورد استفاده در تأسیسات شما و میزان تنوع در فرآیندهای شما، این می تواند سالانه به صدها، هزاران یا حتی ده ها هزار دلار در صرفه جویی انرژی منجر شود. صرفه جویی در مصرف انرژی برای تاسیساتی با بیشترین میزان تنوع در فرایندهای آنها به حداکثر می رسد. در برخی موارد، اپراتورها می توانند هزینه های انرژی سیستم های هوای فشرده را تا 70 درصد کاهش دهند!

جریانهای شروع کمتر

موتورهای کنترل شده توسط VSD دارای جریان شروع کمتری هستند و موجهای بزرگ تقاضا را که هنگام روشن شدن موتور ثابت از بین می رود حذف می کند. هنگامی که یک موتور دور ثابت برای اولین بار فعال می شود، جریان هجوم می تواند تا 600 % جریان کار باشد. مبدل VSD در هنگام کار از شروع/توقف "نرم" استفاده می کند و به طور خودکار سطوح شتاب و کاهش را کنترل می کند تا قله های آمپر را کاهش دهد. این به نوبه خود فشار بر توزیع نیروی داخلی شما را کاهش می دهد. 

طول عمر سیستم

یک موتور VSD سرعت موتور و عملکرد کمپرسور را بهینه می کند. این امر باعث کاهش فشار بر اجزای مکانیکی و الکتریکی شده و عمر سیستم شما را افزایش داده و زمان خرابی را به حداقل می رساند.

فشار ثابت موتورخانه

کمپرسورهای هوای VSD فشار ثابتی را برای عملیات کارخانه ایجاد می کنند. یک کمپرسور دور ثابت به دلیل نحوه کنترل جریان هوا با استفاده از دریچه های ورودی، در محدوده فشار نسبتاً وسیع عمل می کند. این نوارها ممکن است به اندازه +/- 10-30 PSIG باشند، به این معنی که PSI  برای سیستم ممکن است در طول کار بسیار متفاوت باشد. یک کمپرسور VSD از کنترل های الکترونیکی استفاده می کند و با تحمل بسیار بالا، معمولاً در یک محدوده فشار +/- 1.5 PSIG کار می کند. این بدان معناست که فشار تخلیه بسیار سازگارتری برای همه کاربردهای با استفاده از هوای فشرده در تاسیسات وجود دارد. تحمل بالاتر همچنین به این معنی است که کمپرسور می تواند در فشارهای تحویل کمتر کار کند و در عین حال حداقل فشار کاری مورد نیاز سیستم را حفظ کند.

انتخاب بین کمپرسور هوا با سرعت ثابت و درایو سرعت متغیر

کمپرسورهای هوای با سرعت متغیر مزایای زیادی دارند، اما این بدان معنا نیست که آنها برای هر تاسیساتی انتخاب مناسبی هستند. نحوه استفاده از هوای فشرده، میزان تغییرپذیری فرایندها و ویژگی های تأسیسات شما همگی بر انتخاب بین کمپرسور هوای روتاری اسکرو با سرعت ثابت و سرعت متغیر تأثیر می گذارد.

زمان استفاده از کمپرسور هوای متغیر

اکثر کاربران هوای فشرده می توانند از ارتقاء به VSD بهره مند شوند. کمپرسورهای هوای VSD بیشترین صرفه جویی در انرژی را برای تأسیساتی با درجه تنوع بالا در الزامات CFM آنها فراهم می کند. مثلا:

• شرکت هایی با نوبت های متعدد که نیازهای  CFM متفاوتی دارند (به عنوان مثال، شیفت های 2 و 3 با تقاضای کمتری نسبت به شیفت 1 کار می کنند).
• شرکتهایی با تنوع فصلی بالا.
• برنامه هایی که تقاضا در طول یک نوبت یا بین مشاغل دارای نوسان قابل توجهی است (به عنوان مثال، یک ماشین فروشی با ابزارهای دستی که میزان استفاده آنها بسته به مشاغلی که انجام می دهند متفاوت است).

VSD همچنین مناسب برنامه هایی است که باید در تحمل فشار بسیار سخت کار کنند.

زمان استفاده از کمپرسور با سرعت ثابت

کمپرسورهای با سرعت ثابت هزینه های اولیه کمتری دارند، بنابراین می توانند انتخاب خوبی برای شرکتهایی با دسترسی محدود به وجوه سرمایه باشد. قطعات و تعمیر و نگهداری نیز به طور کلی هزینه کمتری برای کمپرسور دور ثابت دارند. با این حال، مهم است که به خاطر داشته باشید که صرفه جویی در انرژی برایVSD ، ممکن است تفاوت هزینه بین کمپرسور هوا با سرعت ثابت و سرعت متغیر را در طول زمان پاک کند.

کمپرسور دور ثابت نیز ممکن است در سناریوهایی که تغییرات CFM در آنها حداقل است و سیستم همیشه نزدیک به حداکثر CFM کار می کند، کارآمدتر باشد. کمپرسورهای با سرعت ثابت برای موارد زیر بهترین هستند:

• شرکت هایی با تنوع بسیار کم در تقاضای هوای فشرده، مانند برنامه های رباتیک که به طور شبانه روزی در طول سال اجرا می شوند.
• شرکتهای دارای منبع تغذیه نامتجانس. کمپرسورهای VSD به ناسازگاری های ورودی بسیار حساس هستند.
• امکاناتی با شرایط محیطی بسیار کثیف، گرد و غبار یا مرطوب. قطعات الکترونیکی در کمپرسور VSD نسبت به اجزای کمپرسور دور ثابت نسبت به رطوبت و خاک حساس تر هستند. با این وجود، فیلتر می تواند به کابینت های الکترونیکی اضافه شود تا این نگرانی را از بین ببرد و به این کاربران اجازه می دهد از صرفه جویی در انرژی استفاده کنند.

استفاده از کمپرسورهای سرعت ثابت و متغیر درایو با هم

در بسیاری از موارد، بهترین گزینه این است که همزمان از سرعت ثابت و کمپرسور VSD استفاده کنید. استفاده از چند کمپرسور هوای کوچکتر به جای یک کمپرسور بزرگ به این معنی است که شما می توانید حداقل بخشی از تاسیسات خود را در حال کار نگه دارید در حالی که یک کمپرسور برای تعمیر و نگهداری تعمیر نشده است. کمپرسور دوم معمولاً می تواند حدود 50 درصد از حداکثر نیاز هوای فشرده شما را برآورده کند. ترکیب هر دو نوع کمپرسور به شما این امکان را می دهد تا از صرفه جویی در انرژی VSD در عین صرفه جویی در برخی هزینه های اولیه سرمایه ای با کمپرسور سرعت ثابت استفاده کنید.

هنگام کار همزمان هر دو نوع کمپرسور، کمپرسور VSD باید دارای ظرفیتی بزرگتر از سرعت ثابت باشد. در اینجا نحوه کار آن آمده است:

• VSDبزرگتر به عنوان کمپرسور اصلی هوا عمل می کند. هنگامی که نیاز هوای فشرده کم است،VSD  به تنهایی کار می کند و از نیروی کافی برای برآوردن تقاضای هوای فشرده استفاده می کند.
• هنگامی که نیاز هوای فشرده از ظرفیت کمپرسور VSD فراتر رود، کمپرسور ثابت روشن می شود. طبق تعریف، کمپرسور دور ثابت 100٪ ظرفیت خود را کار می کند. VSD سپس RPM خود را برای پاسخگویی به کل تقاضا تنظیم می کند.
• استثنا در این مورد در صورتی است که بار پایه زیاد باشد یا هنگامی که چندین کمپرسور روی سیستم وجود دارد که توسط یک ترتیب سنج کنترل می شوند.