Rosnące ceny energii elektrycznej sprawiają, że sprężarki stały się jednym z pierwszych obszarów, w których firmy poszukują oszczędności. Szczególną uwagę przyciągają sprężarki z falownikiem, określane również jako sprężarki z VSD. Producenci obiecują niższe rachunki, większą elastyczność pracy i lepsze dopasowanie do rzeczywistego zapotrzebowania na sprężone powietrze. W praktyce jednak nie każda instalacja skorzysta na tej technologii w takim samym stopniu. Aby zrozumieć, kiedy falownik jest realnym źródłem oszczędności, a kiedy staje się jedynie drogim dodatkiem, trzeba przyjrzeć się zarówno zasadzie działania, jak i warunkom eksploatacji.
Jak działa sprężarka z falownikiem i czym różni się od klasycznej
Podstawowa różnica między klasyczną sprężarką a sprężarką wyposażoną w falownik (VSD) dotyczy sposobu sterowania silnikiem. W tradycyjnych rozwiązaniach silnik pracuje z jedną, stałą prędkością obrotową. Oznacza to, że sprężarka albo tłoczy pełną wydajność, albo przechodzi w tryb jałowy, w którym nadal pobiera energię, choć nie produkuje sprężonego powietrza.
W sprężarce z falownikiem sytuacja wygląda inaczej. Falownik reguluje prędkość obrotową silnika w sposób płynny, dostosowując ją do aktualnego zapotrzebowania instalacji. Gdy zużycie powietrza spada, obroty silnika maleją. Gdy zapotrzebowanie rośnie, sprężarka przyspiesza. Dzięki temu ogranicza się liczbę cykli załączania i wyłączania oraz zmniejsza straty energii charakterystyczne dla pracy jałowej.
Warto jednak pamiętać, że taka regulacja niesie ze sobą również konsekwencje techniczne. Praca przy niższych obrotach wpływa na temperaturę oleju, warunki smarowania i chłodzenia, a także na sprawność całego układu. Dlatego sprężarki z falownikiem są projektowane inaczej niż klasyczne modele i wymagają bardziej zaawansowanego sterowania oraz odpowiedniej konfiguracji całej instalacji.
Kiedy sprężarki z falownikiem (VSD) faktycznie obniżają koszty energii
Oszczędności wynikające z zastosowania sprężarki z VSD nie są efektem samej obecności falownika, lecz dopasowania technologii do profilu zużycia sprężonego powietrza. Najlepsze rezultaty osiąga się tam, gdzie zapotrzebowanie jest zmienne i trudne do przewidzenia.
Najczęściej są to instalacje, w których występują:
-
duże wahania poboru sprężonego powietrza w ciągu dnia roboczego,
-
praca maszyn w cyklach, z częstymi przerwami i zmianami obciążenia,
-
brak stałego, wysokiego zapotrzebowania przez całą zmianę,
-
potrzeba utrzymania stabilnego ciśnienia przy zmiennym przepływie.
W takich warunkach sprężarka z falownikiem może znacząco ograniczyć straty energii, które w klasycznych systemach wynikają z pracy na biegu jałowym. Dodatkową korzyścią jest łagodny rozruch silnika, co zmniejsza obciążenie sieci elektrycznej i wydłuża żywotność komponentów mechanicznych. W wielu zakładach przekłada się to nie tylko na niższe rachunki za energię, ale również na mniejsze koszty serwisowe i bardziej stabilną pracę całego systemu sprężonego powietrza.
Sytuacje, w których falownik nie przynosi oczekiwanych oszczędności
Choć sprężarki z falownikiem (VSD) często przedstawiane są jako rozwiązanie uniwersalne, w praktyce istnieje wiele scenariuszy, w których ich zastosowanie nie przekłada się na realne oszczędności. Kluczowym czynnikiem jest charakter obciążenia. Jeżeli instalacja przez większość czasu pracuje z wysokim, niemal stałym poborem sprężonego powietrza, falownik traci swoją przewagę.
W takich warunkach sprężarka pracuje blisko maksymalnych obrotów, a różnica w zużyciu energii pomiędzy wersją klasyczną a sprężarką z VSD staje się marginalna. Co więcej, obecność falownika generuje dodatkowe straty energetyczne wynikające z konwersji prądu oraz bardziej złożonej elektroniki sterującej. W efekcie całkowita sprawność układu może być nawet niższa niż w prostym rozwiązaniu stałoobrotowym.
Istotne znaczenie ma również środowisko pracy. Wysokie zapylenie, podwyższona temperatura lub niestabilne parametry zasilania elektrycznego mogą negatywnie wpływać na trwałość falownika. W takich warunkach rośnie ryzyko awarii, a koszty serwisu i przestojów zaczynają niwelować potencjalne oszczędności energetyczne. Sprężarka z falownikiem nie jest więc rozwiązaniem idealnym dla każdej hali produkcyjnej czy każdej aplikacji przemysłowej.
Jak ocenić opłacalność VSD w konkretnej instalacji sprężonego powietrza
Decyzja o wyborze sprężarki z VSD powinna być poprzedzona rzetelną analizą techniczną, a nie wyłącznie porównaniem katalogowych danych producenta. Podstawą jest poznanie rzeczywistego profilu zużycia sprężonego powietrza, najlepiej w oparciu o pomiary wykonane w normalnych warunkach pracy zakładu.
Należy uwzględnić nie tylko średnie zapotrzebowanie, ale również jego zmienność w czasie, liczbę godzin pracy oraz wymagania dotyczące stabilności ciśnienia. Równie ważne są koszty inwestycyjne. Sprężarki z falownikiem są droższe w zakupie, a ich zwrot z inwestycji zależy bezpośrednio od skali i charakteru oszczędności energii.
Profesjonalna ocena opłacalności powinna obejmować także analizę całego systemu sprężonego powietrza: stan instalacji, poziom nieszczelności, sposób sterowania innymi sprężarkami oraz zapotrzebowanie odbiorników końcowych. Dopiero w takim kontekście VSD może zostać właściwie dobrane i wykorzystane zgodnie z jego przeznaczeniem, a decyzja inwestycyjna przestaje być oparta na obietnicach marketingowych, a zaczyna wynikać z realnych danych eksploatacyjnych.
Co jeszcze warto wiedzieć: walterpolska.pl
