Þó að loftið sjálft sé ókeypis, þá eyðir framleiðsla, meðhöndlun og dreifing þjappaðs lofts umtalsverðs magns af orku og hefur í för með sér verulegan kostnað. Tölfræðilega þarf að búa til 1 hestöfl af þjappað lofti um það bil 8 hestöfl af raforku. Þó að skilvirkni orkuskipta sé tiltölulega lítil, er notkun á þjappuðu lofti í iðnaðargeiranum langt umfram raf- eða vökvaafl. Þetta er vegna margra einstakra kosta þjappaðs lofts, sem gerir það að ómissandi hluti af iðnaðarnotkun.
Hins vegar, skilvirk nýting þrýstilofts lamir við að framleiða það með lægsta mögulega kostnaði og lágmarka sóun. Orkukostnaður táknar mikilvægustu útgjöldin-við framleiðslu, dreifingu og viðhald kerfis sem skilar hreinu, þurru lofti við stöðugan þrýsting. Í reynd er orkukostnaður oft miklu hærri en upphaflegt kaupverð þjöppunnar þegar miðað er við heildareignarkostnað.
Áður fyrr, þegar raforkuverð var lágt, tóku margir framleiðendur lítið eftir kostnaði við þrýstiloft. Samt, þar sem orkuverð hefur hækkað jafnt og þétt, hafa fyrirtæki neyðst til að endur-meta rekstrarkostnað þrýstiloftskerfa sinna og leita nýrra leiða til að draga úr útgjöldum. Íhugaðu að framleiðandi noti 200-hestafla þjöppu samfellt-24 tíma á dag, 365 daga á ári. Á raforkuverðinu $0,03 á hverja kílóvattstund (kWh) var árlegur raforkukostnaður $41.273. Hins vegar, þegar verðið fór upp í $0,10 á kWst, hækkaði árlegur kostnaður fyrir sömu þjöppu í $137.578. Með hækkandi orkukostnaði hafa stjórnendur aðstöðu í auknum mæli áttað sig á því að draga úr kostnaði við þjappað loft er mikilvægt mál sem þarfnast tafarlausrar athygli.
1.0 Þættir sem stuðla að kostnaðarsóun í þrýstiloftskerfum
Úrgangur er aðal kostnaðarvaldurinn í þrýstiloftskerfum. Það eru þrjár meginorsakir úrgangs: leki, óhófleg gervieftirspurn og óviðeigandi notkun.
1.1 Leki: Aðaluppspretta þrýstiloftsúrgangs
Leki er augljósasta orsök þrýstiloftsúrgangs. Þeir eiga sér stað þegar þjappað loft streymir í átt að lægra-þrýstingssvæði; loftsameindir munu sleppa í gegnum hvaða op sem er nógu stórt. Hraði lekans eykst eftir því sem þrýstingsmunurinn milli þjappaðs lofts og andrúmsloftsins stækkar. Öldrun, tærð lagnir og snittari tengingar gefa góð tækifæri fyrir slíkan leka. Lág-gæða hraðtengingar- og einkum plast- eða gúmmíslöngur mynda oft sprungur vegna öldrunar, titrings eða efnatæringar, sem allt leiða til úrgangs úr þrýstilofti.
Reyndar eru um það bil 80% leka óheyranleg; þessir "ósýnilegi" lekar verða oft óséðir og óviðgerðir. Til dæmis, við þrýsting upp á 100 psi, eyðir kvart-tommu leki 104 rúmfet af þrýstilofti á mínútu, sem jafngildir því að eyða 25 hestöflum af rafmagni.
[Orkukostnaður (USD/ár)=Mótorhestöfl x 0,746 x Vinnustundir (á ári) x Rafmagnshlutfall (USD/kWh) / Mótornýting]
Miðað við þessa formúlu, að því gefnu að leki sé viðvarandi í 8.760 klukkustundir á ári, væri árlegur rafmagnskostnaður um það bil $17.000 - verulegt tap ef lekinn er ómeðhöndlaður [Heimild: US Department of Energy, 2022].
Rannsóknir á bandarískum verksmiðjum benda til að meðallekahlutfall sé 30%, sem leiðir til árlegrar úrgangs sem nemur allt að $3,2 milljörðum [Heimild: US Department of Energy, 2022]. Þess vegna getur það dregið verulega úr raforkunotkun og rekstrarkostnaði með því að skoða leka og lagfæra það án tafar.
1.2 Of mikil gervieftirspurn: Of hár rekstrarþrýstingur
Úrgangur vegna tilbúinnar eftirspurnar stafar fyrst og fremst af því að nota þrýstiloftsbúnað við hærri þrýsting en nauðsynlegt er. Til dæmis, ef pneumatic strokka þarf 1 rúmfót af lofti til að ljúka höggi, veldur aukning kerfisþrýstings úr 80 psig í 100 psig að strokkurinn eyðir meira lofti (1,21 rúmfet). Þar af leiðandi leiðir það til verulegrar aukningar á loftnotkun að vinna við þrýsting yfir ákjósanlegasta stigi sem krafist er af pneumatic búnaðinum.
Lausnir:
1.2.1 Hagræðing kerfisþrýstings og notkun við lægsta mögulega þrýsting getur dregið úr loftsóun sem stafar af of háum rekstrarþrýstingi. Til dæmis, að lækka þrýstinginn í 80 psi í stað 100 psi dregur í raun úr þrýstiloftsnotkun og aftur á móti lækkar kostnað.
1.2.2 Að útvega búnað með meiri-afkastagetu: Ef núverandi þrýstiloftskerfi getur ekki lengur mætt mikilli eftirspurn búnaðarins, ætti að huga að því að kaupa vélar með meiri flæðisgetu. Búnaður sem er hannaður fyrir hærra flæði getur skilað nauðsynlegu loftstreymi við lægri þrýsting og þannig lágmarkað sóun sem tengist háþrýstiaðgerðum. Þessi aðferð dregur ekki aðeins úr orkunotkun heldur eykur einnig stöðugleika og skilvirkni kerfisins.
1.3 Óviðeigandi notkun: Þjappað loft sem staðgengill fyrir aðra aflgjafa
Notkun þrýstilofts til að hreinsa svæði eða knýja ó-loftbúnað er algeng misnotkun. Til dæmis, að nota þjappað loft til að hreinsa rusl undan vélum gæti oft verið hagkvæmara með kústi, rafmagns laufblásara, viftu eða öðrum verkfærum. Að treysta á þjappað loft í þessum aðstæðum veldur miklum kostnaði og lítilli skilvirkni.
Lausn:
Fyrirtæki ættu að skoða þjappað loftkerfi sín reglulega til að tryggja að auðlindin sé ekki notuð í óþarfa verkefni. Með því að skipta út þrýstilofti fyrir -hagkvæmari aflgjafa getur það lækkað bæði orkunotkun og langtíma-rekstrarkostnað.
2.0 Hvernig á að forðast sóun og draga úr kostnaði?
Áhrifaríkasta leiðin til að lágmarka úrgang úr þjöppuðu lofti er að framkvæma yfirgripsmikið kerfismat. Þetta er hægt að ná með því að fá þrýstiloftssérfræðinga til að framkvæma ítarlega skoðun, bera kennsl á upptök leka, óhóflega handvirka notkun og óviðeigandi notkun og koma með tillögur til úrbóta.
Með því að innleiða þessar umbætur geta fyrirtæki dregið úr sóun á þremur lykilsviðum-leka, handvirkri notkun og óviðeigandi beitingu-og þar með lækkað heildarkostnað við þrýstiloftskerfið og bætt orkunýtni.
3.0 Niðurstaða
Sem mikilvægur aflgjafi hefur þjappað loft í för með sér verulegan kostnað sem ekki er hægt að horfa framhjá. Með því að hagræða þrýstiloftskerfum-minnka leka, stilla rekstrarþrýsting og koma í veg fyrir óviðeigandi notkun-geta fyrirtæki dregið verulega úr kostnaði við þjappað loft. Samhliða hækkandi orkuverði og sífellt strangari umhverfisreglum hefur það orðið nauðsynlegt að taka upp árangursríkar-orkusparnaðarráðstafanir til að lækka kostnað og auka samkeppnishæfni.
Fyrir framleiðslugeirann skilar hagræðing þrýstiloftsstjórnunar ekki aðeins umtalsverðum orkusparnaði heldur eykur einnig framleiðslu skilvirkni og lengir líftíma búnaðar, sem er mikilvægt skref í átt að sjálfbærri þróun.