با کاهش حجم هوای ورودی ، فشار هوای کمپرسور باد افزایش می‌یابد. معمولا برای کاهش حجم هوا از پمپ جابه‌جایی مثبت مانند کمپرسور گریز از مرکز یا پیچ دوار استفاده می‌شود. این عمل معمولا با کمک یک موتور الکتریکی یا دیزلی صورت می‌گیرد.

پس از انجام عملیات فشرده سازی، هوا از طریق سیستم به مصرف نهایی دستگاه‌ها و ابزارهای بادی منتقل شده و انرژی لازم را برای آن‌ها را فراهم می‌کند. در این میان با حرکت هوا از طریق لوله کشی، ممکن است مقداری فشار از بین برود.

بیشتر انرژی که توسط کمپرسور باد مصرف می‌شود، مربوط به خنک سازی هوای فشرده است. وقتی موتور کمپرسور باد کار می‌کند، هوای فشرده شده را گرم کرده و در نهایت به خنک سازی نیاز دارد. این خنک سازی را می‌توان با فن و مبدل حرارتی آب یا هوا انجام داد، که خود این ابزار ها، انرژی بیشتری را طلب می‌کنند.

استفاده‌ نادرست از کمپرسور باد

برای کاهش این مشکلات، می‌بایست مهم‌ترین کاربردهای نادرست هنگام استفاده از کمپرسور را شناسایی کرد؛ که از جمله این کاربردهای غلط می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

خنک سازی غیر اصولی کمپرسور

در تاسیسات با حرارت بالا یا در ماه‌های گرم تابستان، ممکن است اپراتور های کمپرسور با استفاده از هوای فشرده خود کمپرسور، اقدام به خنک کردن کمپرسور کنند. برای انجام اینکار معمولا خروجی های هوا کمپرسور را به سمت خود برمی‌گردانند یا چندین سوراخ در لوله ها قرار دهند تا مقداری از هوای فشرده وارد کمپرسور یا قطعات آن شوند. قاعده‌ کلی برای نشتی هوای فشرده این است که یک سوراخ 1/8 اینچ در یک خط هوایی 100 psi می‌تواند سالانه هزینه های زیادی حدود 1000 دلار را به شما تحمل کند.

مصرف بیش از حد از کمپرسور باد

بررسی نیازهای دستگاه می‌تواند به شما در اندازه گیری دقیق فشار مورد نیاز و بهینه سازی مقادیر عرضه کمک کند. این روش باعث جلوگیری از مصرف بیش از حد از هوای فشرده و تقاضای زیاد از دستگاه می‌شود.

هر نوع استفاده‌ نامناسب، سبب تقاضا بیش از حد و به اصطلاح مصنوع می‌شود که باید از آن جلوگیری کرد. به ازای هر 2 psi(پاسکال) افزایش فشار تخلیه، مصرف انرژی در جریان خروجی کامل حدود یک درصد افزایش می‌یابد که باعث افزایش تقاضا برای استفاده‌ نامناسب مانند نشت می‌شود.

استفاده‌ بی‌رویه می‌تواند ۳۰-۵۰ درصد نیاز به هوا را بالا برده و همین افزایش 2 psi باعث افزایش 0.6 تا 1 درصدی انرژی شود. با ترکیب این اثرات، برای هر افزایش 2 psi در یک سیستم با دامنه‌ 100 psi و در حدود ۳۰-۵۰ درصد از مصرف بی رویه‌ هوا، حدود دو درصد به مصرف انرژی اضافه می‌شود. برای فعالیت هایی که نیاز تقاضا بالا هوا فشرده دارد، می‌توان با تغییر در تجهیزات می‌توانید انرژی را ذخیره کنید.

کاهش فشار سیستم بر بسیاری از عوامل از جمله میزان نشتی، ظرفیت و فشار تجهیزات تأثیر می‌گذارد و ممکن است به اصلاح برخی از اجزا مانند تنظیم کننده‌های فشار و فیلترها نیاز داشته باشد. برای ادامه‌ عملکرد مناسب تجهیزات، بررسی نیاز و تقاضای واقعی فشار می‌تواند از هرگونه استفاده‌ی غیر ضروری جلوگیری کند.

چگونه میزان هوای فشرده کمپرسور را محاسبه کنیم؟

 چند روش برای کسب اطلاعاتی که برای سیستم خود به آن نیاز خواهید داشت عبارت‌اند از: 

• روش اول: این روش تخمین سریع ظرفیت کمپرسور باد و میزان تقاضا سیستم است، که دقت آن نسبت به سایر روش ها کم تر است. این روش شامل زمان بندی چرخه‌های بارگیری و تخلیه‌ی کمپرسور و میزان حجم گیرنده و فشارهای بارگیری و تخلیه است.
• روش دوم: روش دوم به طور معمول دقیق‌تر است و نیاز به کمک یک متخصص فنی دارد. متخصص برای مدت زمان مشخص (مثلا یک یا دو هفته)، اطلاعات مربوط به کمپرسور شما را که مربوط به جریان، روند آن و هر گونه نوسانات هستند، جمع آوری می‌شود. سپس با توجه به همین اطلاعات، اقدام به محاسبه هوای فشرده کمپرسور باد می‌کنند.
• روش سوم: این روش به شما داده‌های بلندمدت را ارائه می‌دهد که در یک دوره‌ طولانی جمع آوری شده و دقیق‌تر هستند. این موارد شامل استفاده از یک ابزار اندازه گیری جریان درون خطی است که اطلاعات را به صورت الکترونیکی ثبت می‌کند. می‌توانید این اطلاعات را فهرست‌بندی کرده و از آن‌ها برای نظارت و تنظیمات مداوم و طولانی استفاده کنید.

یکی دیگر از داده‌های مهم، مصرف هوای فشرده‌ سیستم شماست. عوامل مختلفی وجود دارند که نحوه محاسبه هوای فشرده کمپرسور باد را بر اساس حجم هوای مصرفی در واحد زمان انجام می‌دهند. این میزان جریان را می‌توان در فوت مکعب در دقیقه (CFM) اندازه گیری کرد. اگرچه CFM می‌تواند بسیار متنوع باشد. هوا به دلیل تغییرات جوی فشار، چگالی، دما و موارد دیگر، قابل فشردگی است و به سرعت تغییر می‌کند. موقعیت، ارتفاع و فصول همگی می‌توانند شرایط مختلف هوا را تحت تاثیر قرار دهند.

به دلیل وجود واحدهای اندازه گیری مختلف CFM و شباهت آن‌ها به هم، ممکن است برخی افراد برای محاسبه‌ هوای فشرده مورد نیاز دچار مشکل شوند، از اون رو به شما توصیه می‌کنیم که می‌توانید برای تبدیل واحدهای مختلف فشار هوا، به صفحه تبدیل واحد فشار مراجعه نمایید.

در نهایت، شما باید یک تجزیه و تحلیل عملیاتی انجام دهید که به شما امکان دهد سطح مطلوب هوای فشرده را که باید تولید کنید به دست آورید. می‌توانید داده‌های مصرف هوا را برای همه‌ی ماشین‌آلات خود و فاکتورهای مورد انتظار استفاده کنید. این موارد را طی یک دوره‌ی مناسب، حداقل یک هفته، در طی مراحل عملیاتی عادی که نمایانگر عادات معمول شماست، اندازه بگیرید. اگر نتوانستید این اطلاعات را پیدا کنید مقادیر استاندارد در دسترس هستند، اما همیشه بهتر است اعداد دقیقی را از تجهیزات خود دریافت کنید. این‌ اطلاعات نقش تعیین کننده‌ در مورد صحت تخمین‌های اندازه گیری ظرفیت ذخیره‌ی سیستم دارند.

 علاوه بر این، باید چندین فاکتور عملکرد دستگاه را در نظر بگیرید، مانند: 

– مدت زمان استفاده از دستگاه

– تعداد دفعات استفاده از دستگاه

– میزان فشار وارده بر موتور

– تعداد دستگاه‌‌ها و ابزارهای مورد استفاده

– زمان بارگیری

برای یافتن میزان هوای مورد نیاز، میزان درخواست هوای فشرده را برای فعالیت مورد نظر خود بر اساس مشخصات سازنده لیست کنید. این اطلاعات باید شامل فشار مورد نیاز و میزان جریان عملیاتی و شرایط اوج و متوسط ​​باشد. مطالبات متناوب نیز مفید است. تعداد شیفت‌ها و تغییرات را یادداشت کنید. آیا از کمپرسور باد برای یک فرایند صنعتی، گرمایشی، یا موارد دیگر استفاده می‌کنید؟ این اطلاعات به شما کمک می‌کند محاسبات بیشتری انجام دهید و عملکرد کمپرسور باد را ارزیابی کنید.

• عرضه

شرایط نصب کمپرسور باد: محل نصب کمپرسور، نحوه‌ی تهویه‌ هوا و اتصال آن به آب خنک کننده را بررسی کنید. با قرار گیری کمپرسور رو به شمال، دستگاه می‌تواند بهترین هوا را دریافت کند؛ زیرا در معرض نور مستقیم خورشید قرار نمی‌گیرد، اما این ممکن است بر اساس تنظیمات مرکز شما متفاوت باشد. همچنین باید دستگاه را در محلی قرار دهید که از انسداد یا ورود آب باران یا برف جلوگیری کنید.

بررسی عملکرد میکروفیلتر: برای بررسی عملکرد میکروفیلتر یا همان خشک کن؛ اندازه، کارایی و افت فشار آن را با میزان استفاده‌ فعلی سیستم اندازه گیری کنید. برخی از متخصصان کمپرسور باد پیشنهاد می‌کنند که با نصب یک فیلتر در قسمت بالای دستگاه خشک کن هوا می‌توان از ورود هرگونه ذرات یا تراکم جلوگیری کرد. یک فیلتر جمع کننده می‌تواند به کاهش آلودگی در بستر خشک کن کمک کند.

کولر خنک کننده: کولرهای خنک کننده فقط می‌توانند میزان مشخصی از چگالی را کنترل کنند، بنابراین افزایش سطح رطوبت ممکن است باعث شود آن‌ها بیشتر کار کنند و اثربخشی لازم را نداشته باشند.

تخلیه‌ی خودکار: اطمینان حاصل کنید که آب اضافی و رطوبت در مخزن کمپرسور باد به درستی خارج می‌شوند.

• تقاضا

اگرچه در قسمت تقاضا مولفه‌های کمتری وجود دارد، اما مشکلات آن‌ها ممکن است پیچیده‌تر باشد. در این بخش، اغلب مولفه‌ها به سیستم توزیع لوله کشی مرتبط است که اگر به خوبی طراحی و نگهداری نشود، می‌تواند سبب نشت و ناکارآمدی سیستم گردد.

چیدمان و توزیع لوله‌ها باید از نظر منبع با اندازه‌ی کمپرسور باد مطابقت داشته باشد. با وجود این، عواملی که می‌توانند باعث ایجاد مشکلات شوند عبارت‌اند از:

– نشتی

– زاویه‌های تیز

– رطوبت

– انسداد

موارد فوق می‌توانند فشار را کاهش دهند، لوله‌ها را مسدود کنند، هوا را آلوده کرده و جریان هوا را محدود کنند. ضروری است که لوله کشی سیستم هوا فشرده‌ شما به طور کارآمد توزیع شود. به طور کلی، هرچه هوا فاصله‌ی کمتری را طی کند، احتمال افت فشار نیز کمتر خواهد بود.

سیستم حذف مایعات نکته مهم دیگری است که باید مورد توجه قرار گیرد. خطوط اصلی هوای فشرده را کمی شیب داده و به ازای هر ده فوت لوله یک اینچ به آن‌ها بدهید تا آب و مایعات به راحتی تخلیه شوند. برای جلوگیری از ورود رطوبت‌، لوله‌های شاخه‌ای باید در بالای لوله هدر قرار گیرند.

سایر نکاتی که باید در سیستم تقاضا به آن توجه کنید شامل موارد زیر می‌باشد:

– بهبود عملکرد هوا: فیلتراسیون و خشک کردن هوا می‌تواند به حفظ سطح مطلوب هوای فشرده کمک کند که بسته به کاربرد شما متفاوت است. سطح کیفیت هوا را در چندین نقطه‌ی مهم سیستم اندازه گیری کنید. هوای مرطوب یا آلوده می‌تواند علاوه بر کاهش کارایی، به تجهیزات آسیب برساند و از عملکرد سیستم جلوگیری کند.

– بارگیری: اندازه‌گیری بار هوا تعیین کننده‌ی تغییر تقاضا برای هوا به مرور زمان بر حسب فوت مکعب در دقیقه است. اگر میزان مصرف شما در طول روز متفاوت باشد، روش‌های بهتر کنترل می‌توانند به شما کمک کنند؛ ذخیره سازی بهترین روش برای کمک به میزان تقاضاهای متناقض است. مخازن ذخیره سازی این امکان را به شما می‌دهند که هرگاه دستگاه از هوای فشرده استفاده نمی‌کند، آن را ذخیره کنید.

سیستم جاری (آبشاری)

این سیستم با تنظیمات فشار در کمپرسورهای نصب شده هم‌پوشانی دارد و باعث می‌شود کمپرسور باد متناسب با هر گونه تغییر فشار متوقف یا روشن شود. اگر فشار به زیر آستانه‌ مشخصی برسد، کمپرسورهای بیشتری شروع به کار می‌کنند (شروع با کمپرسورهایی که بیشترین اسب بخار را دارند).

کمپرسورها در سیستم طبقه‌بندی شده و با روشن شدن هر یک در فشارهای مختلف، سایرین نیز روشن می‌شوند؛ یکی ممکن است با 120 psi، بعدی با 110 psi و دیگری با 100 psi و غیره شروع شود. اگر ظرفیت بالاتر از میزان تقاضا باشد، سیستم، آخرین کمپرسور روشن شده را خاموش می‌کند. فشار سیستم باید کمی بیشتر از فشار آستانه‌ مشخص شده برای روشن شدن کمپرسور باشد. معمولا این روش در تاسیسات با فشار زیاد و باندها به خوبی کار می‌کند.

توالی هوشمند

کنترل کننده‌های توالی هوشمند قابل برنامه ریزی، رویکردی با فناوری پیشرفته و بسیار کارآمد در سیستم‌های کمپرسور باد ارائه می‌دهند. این کنترل کننده‌ها می‌توانند کارآمدترین پیکربندی کمپرسورها و ظرفیت بار را برای تامین موفقیت آمیز نیازهای نیروگاه پیدا کنند. آن‌ها ضمن وارد کردن تجهیزات اضافی مانند خشک کن‌ها، فشار و تقاضا را کنترل می‌کنند.

کنترل کننده‌ها با افزودن کمپرسورهای هوا در هر نوع و اندازه‌ نیازهای خود را برآورده می‌کنند. از آن جا که عدم تطابق می‌تواند کارایی سیستم را کاهش دهد، یک روش توالی هوشمند سعی می‌کند با تنظیم عواملی مختلف، سازگار باشد. کنترل کننده‌های توالی هوشمند پیشرفته حتی می‌توانند چندین سیستم را در امکانات مختلف کنترل کنند.

علاوه بر بهینه سازی تنظیمات کنترل کننده‌ خود، می‌توانید با انجام یک آزمایش دقیق، نشتی هوای هدر رفته را نیز به حداقل برسانید؛ چرا که می‌تواند به تقاضای شما برای هوا و هزینه‌های انرژی آسیب برساند. در صورت شنیدن صدای خش خش، احتمال نشت بسیار زیاد خواهد بود. نشتی‌ها به‌خصوص در اتصالات لوله‌ای رشته‌ای، شلنگ و اتصالات و تخلیه‌ها در موقعیت باز، شایع هستند.

اما متاسفانه بیشتر نشتی‌های هوا قابل شنیدن نیستند. تشخیص نشت اولتراسونیک به شما کمک می‌کند تا این مشکل را پیدا کنید. برای این کار می‌توانید از یک متخصص کمک بگیرید و یا خودتان آن را انجام دهید.