Obniżenie kosztów energii jest kluczem do zrównoważonej produkcji
Wysokie koszty energii w produkcji przemysłowej nie muszą być czymś oczywistym. Optymalizując istniejące systemy — bez inwestowania w nowy sprzęt — można osiągnąć znaczne oszczędności energii. W studium przypadku udało nam się zmniejszyć zużycie energii o 28% poprzez proste dostrojenie ciśnienia w naszych systemach sprężonego powietrza. Podejście to pokazuje, że efektywność energetyczną można poprawić bez kosztownych modernizacji maszyn.
Petr Čečák, Programy usługowe, SMC Republika Czeska
CZERWIEC 2025
Dlaczego wysokie ciśnienie powietrza stanowi problem?
W wielu środowiskach przemysłowych ciśnienie robocze systemów pneumatycznych było historycznie ustawiane na poziomie wyższym niż to konieczne. Chociaż standardem jest ciśnienie 7,5 bara, często prowadzi to do nadmiernego zużycia energii przez sprężarkę. Według danych SMC obniżenie ciśnienia o zaledwie 1 bar może przynieść oszczędności energii nawet do 8%. Utrzymywanie wysokiego ciśnienia powietrza oznacza wyższe koszty energii związane ze sprężaniem powietrza, co ma znaczący wpływ na wydajność operacyjną.
Nasze rozwiązanie było proste: zoptymalizować ciśnienie w całym zakładzie do bardziej efektywnego poziomu.
Optymalizacja ciśnienia krok po kroku: kontrolowane podejście bez ryzyka
Przyjęliśmy metodyczne i bezpieczne podejście do optymalizacji ciśnienia. W ciągu sześciu miesięcy ciśnienie zasilania było stopniowo zmniejszane o 0,1 bara. Ten kontrolowany proces pozwolił nam monitorować stabilność systemu i zapewnić brak negatywnego wpływu na produkcję. Dodatkowo optymalizujemy określone obszary systemu pneumatycznego, stosując strategicznie rozmieszczone wzmacniacze ciśnienia, które umożliwiają lokalne zwiększenie ciśnienia w zastosowaniach wymagających wyższego ciśnienia powietrza (takich jak systemy próżniowe, dmuchawy i niektóre siłowniki). Dzięki temu można było obniżyć ogólne ciśnienie w systemie bez pogorszenia wydajności w krytycznych punktach.
Wyniki: oszczędność energii i poprawa wydajności
Po zakończeniu optymalizacji wyniki były jednoznaczne:
- Ciśnienie robocze: pierwotne ciśnienie robocze wynosiło 7,5 bara. Po redukcji ciśnienie zostało zoptymalizowane do 6,0 barów, co stanowi spadek o 1,5 bara.
- Zużycie energii: Przed optymalizacją energia potrzebna do wyprodukowania 1 m³ sprężonego powietrza wynosiła 0,121 kWh. Po optymalizacji spadła do 0,087 kWh, co oznacza 28% redukcję zużycia energii.
- Brak konieczności modyfikacji sprzętu: W przeciwieństwie do innych podejść, które często wymagają zmian w maszynach lub nowego sprzętu, nasze rozwiązanie nie wymagało żadnych zmian w istniejących maszynach. Optymalizacja skupiała się na dostosowaniu poziomów ciśnienia i poprawie wydajności systemu powietrznego.
- Wpływ na wydajność: W trakcie całego procesu optymalizacji nie odnotowaliśmy spadku wydajności maszyn ani produktywności.
Oszczędności energii nie tylko pomogły obniżyć koszty eksploatacji, ale także wydłużyły żywotność komponentów systemu, zmniejszyły straty spowodowane wyciekami i poprawiły ogólną stabilność działania. Obniżenie ciśnienia może również poprawić bezpieczeństwo operatorów.
Dlaczego to działa? Optymalizacja energii jest zarówno skuteczna, jak i przyjazna dla środowiska
Sprężone powietrze jest jednym z najbardziej energochłonnych mediów wykorzystywanych w produkcji. W samej Europie zużywa się około 87 TWh energii elektrycznej rocznie do produkcji sprężonego powietrza, co przyczynia się do emisji 84 000 kiloton CO₂. Mimo to wiele systemów nadal działa przy niepotrzebnie wysokich poziomach ciśnienia, co prowadzi do nadmiernego zużycia energii. Optymalizując ciśnienie powietrza, możemy znacznie zmniejszyć zużycie energii i emisję dwutlenku węgla, zapewniając korzyści zarówno finansowe, jak i środowiskowe.
Zalety zmniejszenia ciśnienia powietrza w systemach pneumatycznych
- Oszczędność energii: zmniejszenie ciśnienia o zaledwie 1 bar pozwala zaoszczędzić do 8% energii.
- Niższe koszty eksploatacji: Natychmiastowe zmniejszenie zużycia energii ma bezpośredni wpływ na koszty operacyjne.
- Dłuższa żywotność sprzętu: Odpowiednia optymalizacja ciśnienia zmniejsza zużycie komponentów, pomagając przedłużyć ich żywotność.
- Niższa emisja CO₂: Zmniejszenie zużycia energii przekłada się na zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych.
- Poprawa stabilności i bezpieczeństwa: zmniejszenie ciśnienia oznacza mniej problemów z wyciekami i bardziej stabilną pracę.
Jak zacząć: sprawdzone podejście do optymalizacji ciśnienia
Aby rozpocząć optymalizację systemu, zalecamy następujące podejście krok po kroku:
- Mapowanie aktualnego zużycia: ocena aktualnego ciśnienia, natężenia przepływu i profili poboru.
- Stopniowe zmniejszanie ciśnienia: Obniżaj ciśnienie małymi krokami (np. o 0,1 bara), aby zapewnić stabilność systemu.
- Wykorzystaj technologie wspomagające: Zastosuj sprężarki i zbiorniki powietrza, aby zaspokoić lokalne zapotrzebowanie na wysokie ciśnienie.
- Monitoruj i dostosowuj: Stale monitoruj wydajność i jakość systemu, aby zapewnić pożądane wyniki.
- Ustal nowe standardy: Ustal nowe standardy ciśnienia roboczego i wybierz komponenty, które obsługują niższe ciśnienia.
Optymalizacja poszczególnych maszyn po zrozumieniu wymagań
SMC oferuje kompleksowe wsparcie w całym procesie optymalizacji — od wstępnych pomiarów i projektowania systemu po wdrożenie i bieżące szkolenia.
Typowe obawy i sposoby ich rozwiązywania:
„Nasze maszyny są przystosowane do wyższego ciśnienia”. Większość nowoczesnych maszyn działa wydajnie nawet przy niższych ciśnieniach, np. 4 barach.
„Potrzebujemy wyższego ciśnienia do niektórych zastosowań”. Wzmacniacze ciśnienia pozwalają na lokalne zwiększenie ciśnienia w razie potrzeby, bez wpływu na cały system.
„Będzie to kosztowne i skomplikowane”. Obniżenie ciśnienia jest często znacznie bardziej opłacalne niż inwestycja w nowe maszyny i można je przeprowadzić bez modyfikacji istniejącego osprzętu.
Wzmacniacze ciśnienia serii VBA od firmy SMC
Wykorzystaj potencjał niższego ciśnienia, aby uzyskać maksymalne oszczędności
Wyniki obniżenia ciśnienia z 7,5 bara do 6,0 barów były jednoznaczne: 28% oszczędności energii bez utraty wydajności. Ta prosta, ale skuteczna optymalizacja może mieć ogromny wpływ na wydajność operacyjną. Jeśli chcesz dowiedzieć się, jak obniżyć koszty i poprawić efektywność energetyczną, skontaktuj się z nami już dziś. Nasi eksperci pomogą Ci zoptymalizować system sprężonego powietrza i osiągnąć realne oszczędności.
SMC – Gotowi na 4 bary. Gotowi na zrównoważoną przyszłość. Podejmij wyzwanie już teraz.
