Energiezuinig omgaan met perslucht

Perslucht is wel degelijk duur, onder meer omdat er tijdens het comprimeren van lucht veel energie verloren gaat als warmte. Daardoor is het rendement van een compressor laag en neemt hij in veel bedrijven elke maand een aanzienlijke hap uit het budget. Het goede nieuws is dat mits de nodige aandacht hier flinke besparingen mogelijk zijn. Los van persluchtlekken, ligt de winst vooral te rapen in een juiste dimensionering en een goede aansturing. Dit artikel is opgebouwd uit de inzichten die KULeuven campus Groep T en hogeschool VIVES hierrond verzamelden.

Over de volledige duur van een persluchtinstallatie, zal niet de investeringskost maar vooral het energieverbruik de prijs gaan bepalen. Dat is immers goed voor een aandeel van 70 à 80%. Hoewel dit een aanslag kan zijn op uw budget, betekent het tegelijkertijd ook dat er veel ruimte voor besparingen ligt. Dat kan op allerhande manieren, maar een goede dimensionering en aansturing van het compressorpark zijn een uitstekend vertrekpunt. Een compressor die overgedimensioneerd is, zal immers meer energie verbruiken dan noodzakelijk. Een goede maatstaf om de efficiëntie van de persluchtopwekking te kwantificeren is het specifiek vermogen. We kunnen dit definiëren als de verhouding tussen het benodigde vermogen (het volledige elektrische vermogen om de perslucht te produceren en te behandelen) en het uitgaand normaaldebiet.

Zowel over- als onderdimensioneren zullen aanleiding geven tot een verhoogd energieverbruik. Een juiste dimensionering is het best mogelijke vertrekpunt voor een energiezuinige werking.

Beter dimensioneren en aansturen
Een klein specifiek vermogen wilt zeggen dat het uitgaand normaal debiet groot is terwijl de compressor weinig energie verbruikt. De theoretische limiet van het specifiek vermogen verschilt indien de compressor perfect isotherm zou werken (temperatuur van de lucht blijft constant tijdens de compressie) en wanneer de compressor adiabatisch zou werken (perfect geïsoleerd). Deze theoretische grenzen vormen de ondergrens voor een reële compressor. Men kan onder andere afleiden dat bij stijgende uitgangsdruk het specifiek vermogen zal stijgen. Het instellen van een lagere werkingsdruk zal dus energiebesparend werken. Een slecht gedimensioneerde compressor maakt de opwekking van perslucht duurder. Een ondergedimensioneerde compressor zal werken in deellast. Er zijn verschillende manieren mogelijk om de compressor in deellast te laten opereren. Compressoren zorgen ervoor dat de werkingsdruk in het persluchtnet binnen bepaalde limieten blijft. We bespreken hieronder drie veelgebruikte technologieën om dit te verwezenlijken.

Start-stop technologie
Start-stop wordt voornamelijk bij zuigercompressoren gebruikt. Een zuigercompressor kan niet continu in vollast opereren, de compressor zou anders beschadigd geraken. Wanneer de werkingsdruk bereikt is zal de compressor volledig uitschakelen. Wanneer een bepaalde minimumgrens wordt overschreden zal de compressor weer opstarten. Start-stop regeling heeft als groot nadeel dat de persluchtdruk een grote variatie (typisch 1 bar drukvariatie) zal ondervinden, aangezien de compressor niet snel aan- en afgeschakeld kan worden.

Een monitoringsysteem zal voor meer inzicht zorgen en identificeren waar besparingen in perslucht mogelijk zijn.

Load-unload
De load-unload regeling is een tweede type regeling dat voornamelijk bij schroefcompressoren wordt toegepast. Het compressor-element blijft draaien maar wordt afgekoppeld van het persluchtnet. Het voordeel van deze methode is dat de compressor onmiddellijk weer ingeschakeld kan worden. Het grote nadeel is het energieverbruik: tijdens unload regime zal de compressor nog steeds 30 à 40% van zijn nominaal vermogen verbruiken. Indien de compressor een groot deel van de tijd in unload regime werkt zal dit uiteraard nefast zijn voor zijn specifiek vermogen.

Variabele toerentalcompressor
Het meest energiezuinige alternatief vormen de compressoren met variabel toerental (VSD). Dit type compressor zal het toerental van de compressor wijzigen. Een VSD zal typisch het meest efficiënt zijn tussen 50 en 70% van zijn maximaal debiet. Wanneer de compressor lager dan 30% van zijn maximaal toerental werkt wordt het specifiek vermogen snel zeer hoog. Een overdimensionering van een VSD kan snel de productie van perslucht duurder maken.    

Zes tips voor een zo energiezuinig mogelijke exploitatie 

• Schakel de compressor uit wanneer mogelijk
• Controleer regelmatig op lekken
• Sluit niet-gebruikte delen van het persluchtnet af
• Onderhoud en vervang vervuilde filters tijdig
• Sensibiliseer gebruikers over de kosten van perslucht
• Een monitoringsysteem zal voor meer inzicht zorgen