На большинстве производств и предприятий регулярно встает вопрос оптимизации использования ресурсов с целью снижения финансовых затрат. Результатом этого обычно является экономия средств, проведение аудита либо замена оборудования на более дешевое и при этом не менее эффективное. Иногда для целей экономии меняют даже технологическую схему или саму схему рабочего процесса, а также рабочие среды, участвующие в процессе работы.
В данной статье мы хотели бы рассмотреть вопрос выбора электродвигателя либо пневмодвигателя с точки зрения эффективности и рентабельности. Такая постановка вопроса уже достаточно необычна для поставщиков компрессорного оборудования, но все же, попробуем выявить реальные потребности в сжатом воздухе на вашем предприятии.
Как показывает практика, выбор сжатого воздуха в качестве рабочей среды иногда не есть лучший выбор для вашего оборудования. Хотя встречаются случаи, когда иного выбора просто нет.
Ниже хотелось бы выделить преимущества использования оборудования на сжатом воздухе:
- Большая мощность;
- Безопасность в использовании;
- Подходят для грязных сред;
- Стоимость ниже электрических инструментов;
- Большая долговечность и надежность.
Единственным минусом для инструментов, работающих на сжатом воздухе, является их стоимость, которая достаточно высока. Порой она бывает в несколько раз выше, чем у электрических аналогов.
Давайте рассмотрим наглядный пример использования сжатого воздуха, стоимость которого в несколько раз превышает стоимость использования электроинструмента, а именно в 7 раз.
Как указано на рисунке, при добавлении электрической энергии с целью сжатия воздуха, затрачивается множество энергии на тепло. Согласно закону сохранения энергии, ее можно только преобразовать, но не удалить.
Энергия, затраченная на входе в систему должна быть равна энергии на выходе из нее. Благодаря этому принципу, у нас появляется как избыточная полезная энергия, так и бесполезная. При использовании воздушного компрессора, как раз вырабатываемое им тепло в процессе сжатия является бесполезным, поэтому от него стремятся поскорее избавиться, особенно если процесс проходит в теплом климате. Как правило, стараются рекуперировать тепло для задач нагрева или отопления.
Таким образом, большая часть энергии, подведенной к компрессору, расходуется еще до ее использования согласно задачам применения (в пневмоинструментах и т.д.)
Исходя из расчетов, из 100 киловатт затрачиваемой энергии примерно 8-15 киловатт будут использованы по прямому назначению.
Предлагаем рассмотреть пример:
Сравнение пневмодвигателя и электродвигателя одинаковой мощности в 3 кВт.
При равных мощностях на валу и скоростях вращения вала, пневмоагрегат (слева на фото) имеет размеры почти в два раза меньшие, и весит только треть от веса своего электрического аналога (справа на фото).
Далее рассчитаем энергию, необходимую для питания агрегатов. Для трехкиловаттного электродвигателя выходную мощность делим на эффективность.
Для пневмодвигателя получаем данные из спецификации.
Теперь следует рассчитать воздушный компрессор, обеспечивающий необходимый объем сжатого воздуха для пневмодвигателя.
В качестве примера берем модель FINI PLUS 18,5-0,8.
- рабочее давление компрессора 8 бар;
- производительность компрессора 2,8 м3/мин;
- мощность двигателя 18,5 кВт.
Для расчетов можно также использовать правило: обычно компрессор тратит 1 кВт*ч энергии для сжатия воздуха объемом около 3 литров в секунду при давлении 6,9 бар.
Расчет стоимости электроэнергии в год:
При работе в условиях полной рабочей недели, в одну смену, время функционирования составляет: 8 часов умножаем на 260 дней. получаем 2080 часов. Стоимость электричества возьмем равной 4 рублям за кВт*час.
Итого,
для пневмодвигателя: 18,5 умножаем на 2080 часов и умножаем на 4 рубля, получаем 153 920 рублей.
для электродвигателя: 3,46 умножаем на 2080 часов и умножаем на 4 рубля, получаем 28 787 рублей.
Разница составляет 125 133 рубля в год.
Как вы видите из расчетов, затраты на использование пневмодвигателя более чем в пять раз превышают затраты на электродвигатель. Особенно это имеет значение, если на производстве множество двигателей.
Снизив затраты на электроэнергию, можно получить существенную экономию средств. Естественно, имеет значение и первоначальные затраты на приобретение агрегата, но все же, в случае отсутствия критической необходимости, есть смысл рассмотреть различные варианты использования пневмо– или электрического оборудования на вашем производстве, исходя из его рентабельности.
При необходимости, наши специалисты помогут вам с подбором оборудования и рассчитают эффективность использования того или иного типа двигателей.
