Een nationale bedrijf Lochristi Herentals Awans
THEMA S 1.Kosten en besparingen in persluchtinstallaties. 2. Consumption and flow measurement
WAAROM?... Perslucht is noodzakelijk. Perslucht wordt veel gebruik. Maar : kostelijkste energiebron in een bedrijf.
Kosten van perslucht? 1 m³ perslucht kost: 0.01 Persluchtlek van 4 mm bij 6 bar: 3900 /jaar.
Algemeen besluit: De productie van perslucht is zeer duur. Hoe een bestaande persluchtinstallatie optimaliseren en kostenbaten analyse maken?
KOST VAN DE PERSLUCHT 12% 10% 3% 75% Aankoop onderhoud installatie energie
WAAR BESPAREN?
WAAR BESPAREN? Frisse luchttoevoer Warmterecuperatie Intelligente sturing Lekdetectie Correcte leidingen Correcte behandeling Correct gedimensionneerde hoogrendement compressoren Persluchtketel correct gedimensionneerd
Analyse van een bestaande compressorinstallatie. Grondige en professionele analyse door het plaatsen een loggerbox. De gegevens worden daarna verwerkt en geanalyseerd via een softwareprogramma. Uitgebreid professioneel rapport.
Persluchtlekken...
HOE LEKKEN OPSPOREN Debietanalyse en metingen! Ultrasoondetectie
KOST VAN DE LEKKEN Gemiddeld gaat: 20 à 25% Van het geinstalleerd vermogen via lekken verloren. Voorbeeld: 20 kw x 0,1 euro/kwh x 6000 H/jaar = 12.000 euro/jaar IS DIT NIET VEEL TE VEEL????
Partners: Electrabel, Energiek, E-Ster,Enprove,..
Waar zijn de lekken? Lage kwaliteit of slecht onderhouden snelkoppelingen. Slecht onderhouden cilinders en ventielen Blaaspistolen Aftappen Veiligheidsventielen Koppelingen en flenzen «structurele» lekken (antenne-effect)
DRUKVAL... 1 bar drukval = 7% van het compressorvermogen. Waar? Te kleine leidingen, antennenet en afsluiters,te korte bochten filters en luchtbehandeling: gebruik alleen filters en drogers met minimaal drukverlies, vervang tijdig de filterelementen.
FILTERELEMENTEN. Oude versie of vervuilde filterelementen. Nieuwe uitvoering met lagere drukval over de filterelementen.
Persluchtfilters. Hoge kwaliteit perslucht volgens internationale normen. Gebruikskosten die laag aanvangen en blijven. Gegarandeerde prestaties. Lage drukval.
BUFFERTANKEN Een buffertank is nooit te groot, maar vaak te klein. De buffertank heeft een directe invloed op het energie verbruik.
TE KLEINE TANK?
kwh, verbruik INVLOED VAN DE TANK? Invloed van het volume van de tank op het energie verbruik 140,0 120,0 ESD110 tank 3000L ESD110 tank 5000L 100,0 80,0 ESD110 tank 17000L VS130 tank groter als 2000l 60,0 40,0 20,0 0,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 m3/min, persluchtverbruik JVH mei 2006
Intelligente sturingen. Pressure transmitter Interface card RS485 DigiPilot AirPilot
COMPRESSOR REGELSYSTEMEN Start - Stop Vollast - Nullast Combinatie Start/Stop en Vollast/Nullast Proportionnele aanzuigklep Combinatie proportionnele aanzuigklep en Vollast/Nullast Snelheidsregeling of frequentiesturing
TOERENTALREGELING AIR DEMAND IN NET PRESSURE ROTATIO N SPEED immediate stop at VS10 and VS 20
Vollast / VS Gardner Denver
kw VERGELIJK TUSSEN TOERENTAL- REGELING EN VOLLAST/NULLAST 50 40 30 20 10 ES 37 met 1.5 m3 tank Max 9 bar, Min 8.5 bar 0 0 1 2 3 4 5 6 7 persluchtverbruik, m 3 /min VS 40 ES 37
kwh Voorbeeld VS 21 ENERGIEBESPARING VS 20 vs ESS 18 30 25 20 15 Aantal draaiuren: 8760 h / jaar 10 Energiekost: 0,1 / kwh 5 0 0 1 2 3 4 m3 / min VS20 ESS18 Jaarlijkse besparing: 50808 kwh (8760 u/j x 5,8 kw, bij 60 % belasting) Jaarlijkse besparing 5080
Frequentiegestuurde compressoren:
TURN-VALVE. TURN VALVE systeem verandert het verplaatst volume van de compressor. VS compressor verandert het debiet door snelheidsregeling van de compressor.
Mogelijke warmte recuperatie uit compressoren: Totaal elektrisch vermogen 100% Stralingwarmte van de aandrijfmotor = 9% Warmterecuperatie van de oliekoeler = 72% Stralingswarmte = 2% Warmterecuperatie van de nakoeler = 13% Overblijvende warmte in de perslucht = 4% Onder ideale omstandigheden kan 94% van de energie gerecupereerd worden.
WARMTERECUPERATIE MET LUCHTGEKOELDE COMPRESSOREN
WARMTERECUPERATIE MET LUCHTGEKOELDE COMPRESSOREN Warmtewisselaar.
VOORBEELD INSTALLATIE: 100 KW 1 bar drukvermindering Vermindering van de lekken van 20 tot 25% TOTAAL gemakkelijk te halen 22 kw OF : 0,1 x 6000 h x 22 kw 13200 /JAAR VS toerentalgeregelde machine: 30% (100 kw 30 kw) = Bijkomende besparing 7 kw 15 kw 30 kw x 6000 u x 0.1 /kwh= 18.000 /JAAR TOTAAL : 31.200 /JAAR
Persluchtdrogers
pressure drop (bar) 0,4 0,3 Droger Technofluid Droger 1 Droger 2 Droger 3 0,2 0,1 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 Air flow (m3/h FAD 20 C)
Adsorptiedrogers
Niveau- en tijdsgestuurde magneetkleppen
Draaibare boveninlaat Bijbehorende aansluiting Onder inlaat Magneetkern voeler 2-Punts Regeling Steker aansluiting Condensaat voorsturing Doorstromingsregelaar Membraanventiel met grote oppervlakte
Condensaat behandeling:
ONZE TROEVEN Kwaliteitsproducten Gereputeerde en betrouwbare partners Productspecialisten beschikbaar
Volledige medische-installatie onder één adres inclusief keuring Leveren en plaatsen van medische perslucht- en vacuümcentrales conform aan de Medische Europese Pharmacopoeia ISO 7396-1:2007 Hospivac V
Eigen service en onderhoudsdienst 24/24 uur ter beschikking Oplossingen op maat eventueel gemonteerd in externe container
Consumption and flow measurement Arthur Scheffer
De Voordelen van verbruiksmetingen power input in kw outlet volume V2 outlet pressure p2 intake temperature T1 intake pressure p1 intake humidity Frel1 outlet temperature T2 a) Bewijs van de compressor capaciteit b) Bewijs van het totale luchtverbruik in een firma
De Voordelen van verbruiksmetingen c) Informatie over het verbuik door bedrijfsonderdelen en of machines d) Meer informatie over kosten calculatie van het gemaakte produkt e) Vaststellen van de hoeveelheid lekkages (bijvoorbeeld in het weekend)
Kosten verdeling perslucht
Financiele kosten in Euro/jaar Kosten verdeling perslucht 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000 25 % Lekkages 30 % lekkages 50 % lekkages 20.000 10.000 0 0 50 100 150 200 250 300 Capaciteit van de compressor [kw]
Waarom is flowmeting zo belangrijk! Perslucht is niet voor niets!! Voorbeeld: Gemiddelde productie bedrijf Groote 200 medewerkers Tipische compressor capaciteit 16m³/min = 960 m³/h Effectiviteits factor 80% inclusief nachtstand Electrisch vermogen 100 kw Dagelijkse werkuren 2 shifts = 16 uur Jaarlijkse werkdagen 276 dagen = 4416 uur Energiekosten 4416 h x 80 kw x 0.11 38,000 Lekkages geschat. 20 to 30% van het totaal, verbruik wat het gemiddelde is voor oudere productie lokaties Berekend ongeveer. 10,000!!
Jaarlijkse energie verlies door lekkages Diameter lek Lucht verlies bij Energie verlies bij Kosten bij mm 6 bar (l/s) 12 bar (l/s) 6 bar (kwh) 12 bar (kwh) 6 bar ( ) 12 bar ( ) 1 1.2 1.8 0.3 1.0 144 480 3 11.1 20.8 3.1 12.7 1,488 6,096 5 30.9 58.5 8.3 33.7 3,984 16,176 10 123.8 235.2 33.0 132.0 15,840 63,360 (Source: www.druckluft.effizient.de; kwh x 0,06 x 8.000 Bh/a)
reduction extension flange Druk verlies 3D bends T-fitting valve junction 2D-bends Verliezen door ongecontroleerde groei p bar Druk verliezen: Lange ledingen kleine interne diameters korte bochten fittingen en andere verbindingen p 0 at: ball valves with full passage flap valves Source: VDMA seminar "Economic pressure supply", 2000
Kosten door drukverliezen: Een verhoging van de luchtdruk met 1 bar geeft ongeveer een verhoging van de energie kosten van 6-10%. Source: Druckluft Effizient, Fraunhofer ISI, Karlsruhe
Pas de leiding diameters en het vebruik aan! Te kleine leidingen zorgen voor te hoge vrijvingsverliezen en daardoor hoge energiekosten! Vmax maximaal 6 m/s
drukverliezen door filters dp bar Leiding netwerk 0.1 accesoires 0.5 per dryer (without filter) 0.1 0.3 prefilter 0.1 0.3 high performance filter 0.1 0.3 sterile filter activated carbon filter secondary filter 1 µm warm generated adsorption dryer without external energy micro filter 0.01 µm dp=1.25 bar + 11 13 % additional costs activated carbon filter 0.1 0.3 cyclone separator
Laminaire / turbulente flow Afhankelijk van de leiding diameter en de snelheid van de lucht kann de flow van de lucht door de leiding laminair of turbilent zijn.
Normale en Standaard m³ Door de flow weer te geven bij een standaard temperatuur en standaard druk zijn we in staat deze waarden te vergelijken! Physical standard cubic meter: Compressor industrie: DIN 1343 DIN 1945, ISO 1217 p = 1013 mbar p = 1000 mbar T abs = 273,1 K T abs = 293.1 Kelvin T = 0 C T = 20 C + 8,7 % Example: V = 100 m³/h V = 108,7 m³/h
Gas law p 1 * V 1 = p 2 * V 2 p = absolute druk in bar V = Volume in m³ De gas wet zegt dat het product van het volume en de druk constant blijft indien de temperatuur constant blijft. Vanuit deze formule is te concluderen dat de druk zal verdubbelen indien het volume wordt gehalveerd (gecomprimeerd). p 1 * V 1 = p 2 * V 2 1 (bar) * 10 (m³) = 2 (bar) * 5 (m³)
Gas law V1 T1 = V2 T2 ΔV = V1 T1 * ΔT V = Volume T = absolute temperatuur in Kelvin Volgens de gas wet is het volume direct proportioneel aan de temperatuur van het gas.
General gas law p1 *V1 T1 = p2 *V2 T2 V = Volumen T = absolute Temperatur in Kelvin De general gas law is een combinatie van beide andre wetten en geeft weer hoe druk, temperatuur en volume elkaar beinvloeden. Zodra 1 van de waarden verandrd betekend dit dat tenminste 1 andere waarde ook dient te veranderen.
Volume flow / massa flow 10 m³ 1 m³ Omgevingscondities: p = 1 bar abs rho = 1.2 kg/m³ Volume: 10 m³ Massa: 12 kg Compressor: Pressure increase: 10 bar Conditie 2*: p = 10 bar ü rho = 12 kg/m³ Volume: 1 m³ Massa: 12 kg Omgevingscondities: Operating volume flow: 10 m³/h Massa flow 12 kg/h (Standard) volume flow: 10 m³/h Conditie 2*: Operating volume flow: 1 m³/h Massa flow 12 kg/h (Standard) volume flow: 10 m³/h *=after temperature reduction 60
Volume flow / massa flow Ambient condition: atmosphere p = 1 bar abs rho = 1.2 kg/m³ Volume: 10 m³ Mass: 12 kg Condition 2*: p = 10 bar ü rho = 12 kg/m³ Volume: 1 m³ Mass: 12 kg Compressor: Pressure increase: 10 bar Meetgegevens met: Thermische massa flow sensor: 10 m³/h Vleugelrad anemometer: 10 m³/h Meetgegevens met: Thermische massa flow sensor: 10 m³/h Vleugelrad anemometer: 1 m³/h
Volume flow / massa flow Voorbeeld: compressor comprimeerd tot 10 bar, 1 buis, di 25mm vane Conditie 1: V = 10 m 3 /h v A Pl 3600 v = V A Pl = 10 0.000491 3600 0.714 = 7.93 m/s Conditie 2: 1 m 3 /h 10 bar 0.793 m/s 1 m 3 /h CS probe massa flowmeter = onafhankelijk van druk en temp.
Thermische massa flowmeter Meet de energie benodigd om een verwarmde weerstand op een constante temperatuur te houden Directe meting van Massa flow in het gas / lucht Laat direct de standaard flow zien
Thermische massa flowmeter De sensor bestaat uit 2 platinum weerstand sensoren R1 meet de gastemperatuur R2 is verwarmd tot een constante verhoogde temperatuur en wordt door het langskomende gas / lucht afgekoeld des te meer energie er in R2 gestopt moet worden om deze op temperatuur te houden des te hoger is de langskomende massa flow
Directe / indirecte thermische massa flowmeting = algemene volume flow = deel volume flow Restrictie Voordelen: Direct - sensor kann eenvoudig worden gereinigd - Zogoed als geen druk verlies - sensor kann worden verwijderd onder druk Nadelen: Indirect - sensor Kann niet worden gereinigd - Hoge druk verliezen door restrictie - sensor kann alleen worden verwijderd door het drukloos maken van dat deel van het net. - Het kleine deel van de meetkamer kann dicht gaan zitten door vervuiling
Thermische massa flowmeter Directe meting van de standaard volume flow in Nm³/h (massa flow) zeer nauwkeurig ook in lage snelheden Geschikt voor lek en verbruiksmetingen onafhankelijk van druk en temperatuur Thermische massa flowsensor! Snel en eenvoudig te installaeren onder druk via een ½ kogelkraan
Meetbereik / methode vergelijking mm Inch CS max. version (thermal method) referred to 20 C, 1,000 mbar Vortex operating cubic metres Turbine operating cubic metres 20 mm 3/4" 0.4 120 m³/h 6 50 m³/h - - Nozzle referred to 0 C and 1,013 mbar 25 mm 1" 0.6 200 m³/h 8 60 m³/h 2.5 25 m³/h 33 500 m³/h 40 mm 1 1/2" 1.5 500 m³/h 18 180 m³/h 5 70 m³/h - 50 mm 2" 2.5 800 m³/h 30 300 m³/h 6 100 m³/h 133 2,000 m³/h 80 mm 3" 7 2,200 m³/h 70 700 m³/h 10 200 m³/h - 100 mm 4" 12 3,600 m³/h 100 1,000 m³/h 25 400 m³/h 666 10,000 m³/h 150 mm 6" 25 8,800 m³/h 200 2,000 m³/h 40 1,000 m³/h 1,466 22,000 m³/h 200 mm 8" 33 11,700 m³/h 400 4,000 m³/h 100 1,600 m³/h - 250 mm 10" 52 18,900 m³/h 600 6,000 m³/h 160 2,500 m³/h - 300 mm 12" 80 26,400 m³/h 1000 10,000 m³/h 250 4,000 m³/h -
De voordelen van toegepaste meettechniek van CS Instruments? Installatie van een VA 400 verbruik sensor via een standaard 1/2" kogelkraan valve onder druk 1/2" mounting thread 1/2" ball valve closed
x gegrafeerde insteekdiepte schaal voor accurate plaatsing in het midden van de leiding. mounting depth = x + y engraved depth scale da = outer diameter x = da 2 safety ring d A y De voordelen van toegepaste meettechniek van CS Instruments?
De voordelen van toegepaste meettechniek van CS Instruments? Er zijn 2 mogelijkheden voor het plaatsen van een flowmeting A aangelaste ½ schroefdraad B installeeer een boorkraag
Installatie van een Flowsensor Installatie zonder aanwezige kogelkraan of aangelast schroefdraad : bevestig een boorkraag op de leiding Boorkraag met 1/2/ kogelkraan Geplaatste boorkraag met ½ kogelkraan
Installatie van een Flowsensor Boor een gat onder druk door middel van een speciale boor Gesinterde filter vangt het slijpsel en boorvuil op door de aanwezige druk in de leiding
Installatie van een Flowsensor Het kann niet sneller of eenvoudiger: - Kies de meetplaats, rechte meet sectie, ideaal 15 x diameter voor en 5 x diameter na meting - plaats de boorkraag stevig op de leiding - Plaats de speciale boor op de kogelkraan,en boor een gat. - Laat de lucht stromen om geen vervuiling in de leiding te krijgen - Sluit de kogelkraan en verwijder de boor. - Plaats de insteekflowmeter in de leiding
Is de leidingdiameter belangrijk? Volume flow = luchtsnelheid * (d 2 /4) * π Buitendiameter buis [inch] Binnen diameter buis [mm] buisdiameter Luchtsnelheid [m/s] Volume flow [m3/h] 6 150.0 20 1064 6 159.3 20 1202 6 182.5 20 1578 6 190.0 20 1712
Flow station DS 300 met flow richting Indicatie in beide richtingen. Special features: preciese flow en verbruiksmeting in beide richtingen Verschillende indicaties van actueel verbruik (m³/h resp. m³/min etc.) aparte optelling van het totale verbruik (m³ resp. l)
Volume flow calibration bij CS Instruments Calibration range: Accuracy of the reference: from 0 to 4,000 m³/h under pressure at 6 bar between 0.5 and 1 % of the measured value
Verbruiksmetingen in persluchtsystemen Vroeger: 1.: Vaststellen van het totale verbruik 2.: Compressor load bij nieuwe aanschaf e.d. 3.: Lekdetectie in het leidingsysteem Enkel een paar metingen per bedrijf Vandaag: 1.: Kosten calculaties voor losse onderdelen van het systeem 2.: Uitgebreid overzicht van de verschillende verbruikers in een systeem 3.: Uitgebreid overzicht van lekkages binnen het systeem.
DS 500 Intelligent chart recorder for compressed air and gases Kort overzicht van voordelen duidelijke layout: 7 kleuren touch screen Veelzijdig: tot op 12 optionele sensoren Easy: eenvoudige in gebruik, automatische sensor detectie Betrouwbaar: slaat alle gemeten data op 4 alarmeringen volledig instelbaar.. Geschikt voor industriele toepassingen: Metalen behuizing IP 65 of plaatsing in een paneel meetdata beschikbaar via internet: Network-compatible en beschikt over eigen webserver Intelligente: dagelijkse/ weekelijkse/ Maandelijkse rapporten bespraart tijd en kosten tijdens installatie
DS 500 Intelligent chart recorder for compressed air and gases Real time measured values All measured values can be seen at a glance. Threshold exceedings are indicated in red colour. A measuring site name can be allocated to each sensor. Graphic display This display replaces the former evaluation of ordinary paper chart recorders and offers lots of advantages. The time axis can be moved by a finger slide. The zoom function by finger movement which enables an analysis of peak values is unique.
DS 500 Intelligent chart recorder for compressed air and gases Real time measured values and graph Additionally to the measurement curves the real time value is indicated as well. Statistics and reports Different to ordinary chart recorders the DS 500 offers not only the recording of the measured data but also the evaluation of all consumption sensors optionally as daily/weekly/monthjly report at the push of a button. It is no longer necessary to read-out the counter and transfer the values manually into a list. the reports can be prinjted out without any additional software. This saves time and money and simplifies the evaluation enourmously.
DS 500 Intelligent chart recorder for compressed air and gases Data transfer via USB stick or USB cable CS Soft Professional for DS 500
DS 500 Intelligent chart recorder for compressed air and gases Data transfer, remote maintenance and consumption analysis via web server and integrated Ethernet interface, Modbus, RS 485 PLC / Scada System RJ 45 RS 485/ Modbus RTU Ethernet Modbus TCP World Wide Web
DS 500 Intelligent chart recorder for compressed air and gases View: Current measurement values Load background image Place/fix window with measurement values Red measurement values in case of alarm exceeding Graphical chart with zoom function Selection of the measuring channels to be indicated Easy zoom in zoom out up to 8 y-axis Quick access to day, week, month view
DS 500 Intelligent chart recorder for compressed air and gases Verbruik analyse (d.m.v. optionele consumption report ) Unit Jan 10 Feb 10 Mar 10 Apr 10 May 10 Jun 10 Jul 10 Aug 10 Sep 10 Oct 10 Nov 10 Dec 10 Sum 2010 Hall 1 DS 500 Channel A1 m³ Counter beginning 9.560 18.440 26.550 34.502 43.201 50.458 59.988 67.313 75.412 83.254 89.421 98.451 Machine 1 m³ Counter end 18.440 26.550 34.502 43.201 50.458 59.988 67.313 75.412 83.254 89.421 98.451 107.513 m³ Monthly consumption 8.880 8.110 7.952 8.699 7.257 9.530 7.325 8.099 7.842 6.167 9.030 9.062 97.953 m³/h Average consumption 17,6 16,1 15,8 17,3 14,4 18,9 14,5 16,1 15,6 12,2 17,9 18,0 16,2 m³/h Min value 3,5 3,5 3,7 3,7 3,7 3,8 3,9 3,9 3,9 3,9 3,9 3,9 m³/h Max. value 37,7 38,0 38,5 35,1 35,8 36,1 37,2 37,1 36,8 37,3 37,5 37,5 Costs 133 122 119 130 109 143 110 121 118 93 135 136 1.469 Channel A2 m³ Counter beginning 24.750 57.002 87.541 113.245 113.245 138.451 167.865 195.354 219.874 248.798 279.477 312.313 Machine 2 m³ Counter end 57.002 87.541 113.245 113.245 138.451 167.865 195.354 219.874 248.798 279.477 312.313 345.554 m³ Monthly consumption 32.252 30.539 25.704 0 25.206 29.414 27.489 24.520 28.924 30.679 32.836 33.241 320.804 m³/h Average consumption 64,0 60,6 51,0 0,0 50,0 58,4 54,5 48,7 57,4 60,9 65,2 66,0 m³/h Min value 11,4 11,5 11,5 0,0 11,6 11,7 14,7 14,7 14,8 14,8 14,8 14,8 m³/h Max. value 97,4 94,2 95,5 94,5 94,2 95,6 95,6 95,8 100,7 97,4 95,2 96,2 Costs 484 458 386 0 378 441 412 368 434 460 493 499 4.812 Sum Hall 1 m³ Monthly consumption 41.132 38.649 33.656 8.699 32.463 38.944 34.814 32.619 36.766 36.846 41.866 42.303 418.757 Costs 617 580 505 130 487 584 522 489 551 553 628 635 6.281 m³/h Average consumption 81,6 76,7 66,8 17,3 64,4 77,3 69,1 64,7 72,9 73,1 83,1 83,9
Thank you very much for your attention!
VRAGEN?