Energiebesparing door middel van een perslucht retoursysteem

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Energiebesparing door middel van een perslucht retoursysteem"

Katrien Boer
6 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Energiebesparing door middel van een perslucht systeem ECN Engineering & Services oktober

2 Doel Het bepalen van het energie-besparingspotentieel van een perslucht systeem door middel van een theoretische analyse

3 Achtergrond Leveranciers van perslucht systemen claimen een betere efficiency wanneer lucht uit de uitlaat van pneumatische gereedschappen wordt benut aan de inlaat van een compressor #. Hiermee zou in de praktijk een energiebesparing van 20-40% kunnen worden gerealiseerd. # = Bijvoorbeeld, op basis van data uit de EARS Catalogue 2010 (p.20-22): de toepassing van een systeem verhoogt de efficiency van 21-27% voor conventionele compressorsystemen naar 37-49% voor systemen met een recycle

4 Configuraties We vergelijken het energiegebruik van een compressor: 1. Zonder recycle (conventioneel systeem, referentie case) Compressor Tools 2. Met optimale recycle (geen lekverliezen; lucht perfect afgestemd op compressorvraag) Compressor Tools 3. Met recycle (mismatch of lekkage: 10-50% make-up air) Compressor Tools Manifold

5 Criterium voor vergelijk Voor een vergelijk van verschillende configuraties wordt de arbeidspotentiaal van de geleverde lucht (druk volumestroom) gelijk gehouden #. De efficientie van het compressorsysteem wordt uitgedrukt als: arbeidspotentiaal van geleverde lucht efficientie = 100% vermogens input van de compressor Het perslucht systeem * wordt met het conventionele systeem vergeleken op basis van de verwachte energiebesparing: vermogensinput conventioneel vermogensinput recycle besparing = 100% vermogensinput conventioneel # = De scope is beperkt tot het compressorsysteem. Voor een vergelijk op basis van de mechanische arbeid van pneumatische gereedschappen was onvoldoende data beschikbaar. * = EARS

6 Aannames Omgevingstemperatuur # : 10.1 C Relatieve vochtigheid # : 86% FAD (Free Air Delivery) referentie : 20 C, 1 bara Compressorsysteem - Type : multi-stage - Inter-stage koeltemperatuur : ~ 22 C * - Isentropische efficientie : 70% - Mechanische efficientie : 90% - Drukverlies : 0.5 bar - Uitlaattemperatuur : +12 o C hoger dan omgeving - Uitlaatdruk : 6 barg (conventional) : 8 barg (recycle) # = Bron: KNMI, jaargemiddelden. * = zodanig dat de compressor uitlaattemperatuur tussen C is

7 Systemen: conventioneel en perslucht Conventioneel Perslucht systeem referentie voor vergelijk

8 Onderzochte parameters 1. Effect van lekverliezen en van een mismatch tussen recycle lucht en compressorvraag: 100%, 90% en 50% recycle. 2. Effect van lagere recycle druk: 1.5 barg in plaats van 2 barg. 3. Effect van een hogere inlaattemperatuur: 20 C in plaats van 10 C. 4. Effect van een groter, meer efficient compressorsysteem

9 1. Effect van lekverlies en mismatch Conventioneel Perslucht (100% recycle) Perslucht (90% recycle) Volume in (Nm 3 /h) FAD (l/min) Voedingsdruk (barg) Compr. Tuitlaat ( o C) H 2 O fractie Power input (kw) Potential work (W) Efficientie (%) Energiebesparing (%) Perslucht (50% recycle) > De ultieme besparing bij een perfecte recycle wordt geschat op 46%. > De verwachte maximum besparing in de praktijk (10% lek) is 42%. > Bij een mismatch tussen aanbod van lucht en compressor vraag is de besparing duidelijk minder groot (25% bij 50% recycle)

10 2. Effect van de lagere recycle druk Recycle druk Parameter Conventioneel Perslucht (100% recycle) Perslucht (90% recycle) 2 barg Efficientie, % Energiebesparing, % barg Efficientie, % Energiebesparing, % > De besparing neemt 6 9 % af bij een 0.5 bar lagere recycle druk. Perslucht (50% recycle)

11 3. Effect van hogere inlaattemperatuur Inlaat temperatuur Parameter Conventioneel Perslucht (90% recycle) 10 o C Efficientie (%) Energiebesparing (%) o C Efficientie (%) Energiebesparing (%) > De energiebesparing is vrijwel gelijk bij een 10 C hogere inlaattemperatuur

12 4. Effect van een grotere, meer efficient compressorsysteem Variabele Parameter Conventioneel Perslucht (90% recycle) Standaard capaciteit Efficientie (%) Energiebesparing (%) Hogere capaciteit # Efficientie (%) Energiebesparing (%) # = Hogere capaciteit compressor heeft een isentropische efficientie van 80% en een mechanische efficientie van 95%. Voor de standaard capaciteit is dit 70% resp. 90%. > Voor een systeem met hogere capaciteit (hogere efficientie) wordt een marginaal hogere energiebesparing verwacht

13 Conclusie > De theoretisch optimale energiebesparing van het perslucht systeem is 46%, echter deze is in de praktijk niet haalbaar. > In praktische toepassingen wordt een energiebesparing van 42% verwacht bij een mismatch tussen vraag/aanbod van lucht van 10%, en een besparing van 25% bij een mismatch van 50%. > Een 0.5 bar lagere druk leidt tot een energiebesparing van 34% bij 10% mismatch en 19% besparing bij 50% mismatch. > Het effect van inlaattemperatuur en capaciteit van de compressor op de energiebesparing is klein (verschil minder dan 1%). Deze resultaten zijn gebaseerd op een theoretische analyse op basis van de beschikbare informatie, en moeten met metingen worden gevalideerd

Vergelijkbare documenten

De kosten van persluchtinstallaties verbeteren. Ir. Wim De Groote, E-STER bvba

De kosten van persluchtinstallaties verbeteren Ir. Wim De Groote, E-STER bvba SBM Club Onderhoud 20 Maart 2017. E-STER BVBA, www.e-ster.be 2016 Energiegebruik perslucht = perslucht verbruik (m³/min) x