Рішення Yaskawa для повітряних компресорів

Багато галузей промисловості потребують чистого стисненого повітря. Це, зокрема, харчова та фармацевтична промисловість, лікарні, будівельні системи. Інші приклади включають лабораторії, фарбувальні цехи, а також целюлозно-паперову та електротехнічну промисловість. Водночас у всіх цих сферах надзвичайно важливою є енергоефективність при генерації стисненого повітря — не лише з економічної точки зору, а й з огляду на екологію та сталий розвиток.

Безмасляні гвинтові компресори AquaAir (м. Аугсбург) у поєднанні з інтелектуальними системами керування стислим повітрям є оптимальним рішенням. Потужні перетворювачі частоти, високоефективні двигуни та індивідуальні системи керування від Yaskawa відіграють ключову роль у таких концепціях. Енергоефективність, сталий розвиток і висококласна технічна підтримка стали переконливими аргументами при виборі підрядника.

Попри це, досі поширена думка, що використання оливи як мастила в компресорі робить процес стискання повітря енергоефективнішим і дешевшим. Щороку для цього витрачаються мільйони барелів мінеральної оливи, яка згодом утворює відходи — відпрацьовану оливу та оливний конденсат. До того ж герметичність такої системи ніколи не є абсолютно гарантованою. Стиснене повітря, забруднене оливою, потрапляє в навколишнє середовище та забруднює продукцію. Це особливо неприпустимо у харчовій або фармацевтичній промисловості.

Зусилля й витрати на закупівлю, фільтрацію та утилізацію масла є значними та фактично нівелюють передбачену економію енергії. То навіщо використовувати оливу в процесі стискання, якщо безмасляне стиснене повітря дешевше у виробництві та працює ефективніше?

Уже кілька років німецька компанія AquaAir демонструє, що існує краща альтернатива — її гвинтові компресори, сертифіковані інститутом Fresenius, використовують воду замість оливи як мастило і як ущільнювач. Сертифіковані компресори довели свою біосумісність та забезпечують 100% безмасляне й стерильне стиснене повітря.

Ці компресори надзвичайно енергоефективні і не втрачають своєї ефективності внаслідок зношування протягом усього часу роботи. У порівнянні з традиційними рішеннями для генерації стисненого повітря вони дозволяють заощадити до 35% енерговитрат.

Це стало можливим завдяки інноваційним роторним гвинтам, виготовленим із новітніх високопродуктивних полімерів. У 2018 році ця екологічна технологія була відзначена Баварською інноваційною премією («Innovationspreis Bayern»).

Безмасляні гвинтові компресори «Made in Germany» доступні в широкому асортименті:

• Керування частотою
• Потужність приводу: від 4 до 110 кВт
• Об’ємна подача: від 0,3 до 20 м³/хв
• Робочий тиск: від 5 до 15 бар.

Компресори обладнані потужною і зручною сенсорною системою керування. Завдяки цьому вони знаходять застосування у найрізноманітніших галузях — від промисловості й пивоварень до виробництва вакцин і медичних пристроїв, зокрема для вентиляції легень. Безмасляні компресори з Аугсбурга навіть використовуються у штаб-квартирі ООН у Женеві, Швейцарія!

Регулювання швидкості – заощадження енергії

«Енергія завжди потрібна для генерації стисненого повітря. Але просто заміна редукторів або клапанів на систему з регулюванням швидкості за допомогою перетворювачів частоти відкриває величезний потенціал для економії», — пояснює Марко Лодні, керівний директор AquaAir.

Виробники безмасляних компресорів з самого початку тісно співпрацювали з компанією Yaskawa над концепцією енергозбереження. З 2016 року цей фахівець з автоматизації є основним постачальником не лише перетворювачів частоти, а й компактних контролерів та сенсорних панелей.

Лодні зазначає причини такого вибору: «Енергоефективність і сталий розвиток є для Yaskawa такими ж важливими, як і для нас. Компанія має десятиліття досвіду у сфері інверторів і їх застосування в компресорах, а також надає відмінну технічну підтримку. Це особливо важливо при розробці індивідуальних рішень для клієнтів і адаптації програмного забезпечення».

Успіх цієї співпраці особливо помітний у компресорах для генерації дихального повітря. Партнери спільно розробили програмне забезпечення для медичних застосувань, а Yaskawa повністю підтримала процес валідації своїм досвідом і фахівцями.

Комплексне рішення від одного постачальника

Під час вибору перетворювачів частоти для безмасляних компресорів було прийнято рішення на користь серії GA700. Ці компактні перетворювачі охоплюють увесь діапазон потужностей, необхідний для компресорів — від 4 до 220 кВт, і забезпечують високий ККД до 98,5%. Крім того, вони містять функцію автоматичної оптимізації енергоефективності двигуна при зміні навантаження чи швидкості обертання.

Система керування швидкістю за допомогою перетворювачів частоти також зменшує кількість рухомих частин у компресорах, що значно знижує зношування при експлуатації. Перетворювачі частоти від компанії Yaskawa можуть керувати асинхронними двигунами, двигунами з постійними магнітами та синхронними реактивними двигунами.

Це енергоефективне рішення може використовуватись як у самостійних системах, так і у мережевих конфігураціях з підвищеними вимогами до безпеки. Завдяки інтерфейсу Fieldbus можна об’єднати до п’яти інверторів GA700 єдиною шиною передачі даних, що значно знижує витрати та обсяг монтажних робіт.

Інтегрована функція STO (безпечне відключення крутного моменту) робить перетворювачі частоти придатними для застосувань із вимогами до рівня безпеки до SIL3/PLe. За допомогою вбудованого джерела напруги 24 В DС можна підключати додаткові датчики технологічних параметрів — наприклад, тиску або температури. Незважаючи на широку функціональність, перетворювачі частоти дуже легко вводяться в експлуатацію завдяки інтуїтивному керуванню.

Для керування перетворювачами частоти використовуються компактні системи керування Yaskawa серії SLIO. Їх можна програмувати в TIA Portal, Siemens Step7 або Speed7Studio, а модульна конструкція дозволяє адаптувати систему під конкретну задачу.

Для зручної експлуатації компресорів контролери Yaskawa оснащуються інтелектуальною HMI-панеллю. Панелі призначені для малих та середніх систем автоматизації, в даній задачі 7-дюймовий дисплей забезпечує як навігацію по меню налаштувань компресорної установки, так і повну візуалізацію технологічного процесу. Для великих компресорних систем використовується серія потужних промислових ПК з сенсорними панелями IPC.

Поєднання високоякісних компонентів і професійної технічної підтримки, що дозволяє адаптувати рішення до індивідуальних потреб замовника, робить компанію Yaskawa ідеальним партнером.