ロータリースクリューコンプレッサーの可変速駆動技術は、北米の工業現場全体の固定速度圧縮空気システムを悩ませている長年の部分負荷エネルギーの無駄の問題を解決します。 2023 年の独立したフィールドテストでは、適切なサイズの VSD ユニットが、一般的な実際の負荷プロファイルで動作する同等の固定速度モデルよりも比消費電力が平均 42% 低いことが確認されています。このガイドでは、施設チームが十分な情報に基づいて購入を決定できるように、パフォーマンス ベンチマーク、一般的なサイジングの間違い、VSD アップグレードが予想される利益をもたらさない特殊なケースを詳しく説明します。
プラントの空気需要がシフト中に増減すると、固定速度コンプレッサーは負荷がかからない状態で多くの時間を費やします。あ永久磁石可変速駆動 (VSD) ロータリー スクリュー コンプレッサーローターの速度を変更してその需要に追従し、圧力を一定に保ちながら、負荷のないエネルギーのほとんどを除去します。実際の需要帯域に合わせてサイズを設定すると、稼働時間ごとに節約効果が高まります。
永久磁石 VSD テクノロジーの仕組み
VSD コンプレッサーは、モーターに供給される周波数を変更し、したがってモーターとエアエンドの速度を変更するため、ユニットはシステムがその瞬間に必要とする流量のみを供給します。この制御を永久磁石同期モーターと組み合わせることで、標準的な誘導モーターのローター損失がなくなり、VSD マシンが寿命の大部分を費やす部分負荷効率が向上します。
コンプレッサーは、完全負荷と完全無負荷を繰り返すのではなく、広いターンダウン帯域にわたって調整し、吐出圧力を狭い帯域内に維持します。その結果、ブローダウン現象が減少し、排気が減少し、無負荷での走行が大幅に減少します。
- 速度はリアルタイムの空気需要に追従します
- 永久磁石モーターによりローター損失が除去されます
- 圧力を循環させるのではなく狭い帯域に維持する
- 頻繁なブローダウンとベントが大幅に排除される
VSD コンプレッサーが最も効果を発揮する場所
節約効果が最も大きくなるのは、バッチおよび周期的なプロセス、開始と停止を繰り返すライン、昼夜変動が激しい施設、複数の生産ゾーンを持つサイトなど、需要が実際に変動する場合です。これらのプラントでは、固定速度の機械が積み降ろされているか、人為的な保管需要に反して稼働していることがよくあります。
VSD は、24 時間 365 日絶対的に一定の負荷の下では決定的ではないため、可変速度が普遍的に優れていると仮定するのではなく、常に測定された需要プロファイルから決定を開始する必要があります。
永久磁石 VSD コンプレッサーのサイズを決定する方法
まず、代表的な期間の空気需要と圧力を記録し、次に機械が保持する必要がある最小流量と最大流量を特定します。 VSD ユニットは、通常の動作が両極端ではなくターンダウン範囲内にあるときに最も効率的です。
フィルター、乾燥機、配管の損失を考慮した上で、プロセスに必要な最低圧力を選択します。必要以上に高い圧力を選択すると、デューティ サイクル全体にわたってエネルギーが無駄になります。多くのプラントでは空気の損失を許容できないため、1 つの特大ユニットではなく勤務と待機の冗長性を計画し、現場環境に適した乾燥と濾過を組み込みます。
- 需要をログに記録して、実際の最小および最大流量を見つけます
- 効率的なターンダウン帯域内で通常の業務を維持する
- 実際の圧力降下をクリアする最低圧力を使用してください
- 大型の機械を 1 台ではなく、当直と待機を提供する
- 乾燥機、ろ過、排水を環境に適合させる
実際の永久磁石 VSD モデルと 7.5 bar でのターンダウン
流量は 7.5 bar での可変速範囲です。騒音は同封パッケージレベルです。
この表には、7.5 bar で可変の自由空気供給範囲を備えた実際の永久磁石 VSD モデルがリストされています。測定された最小需要と最大需要がその限界ではなくターンダウン帯域内に収まるようにモデルを照合します。
およそ 2 ～ 25 m3/min を必要とする一般的な可変需要プラントの場合、対応するスタンバイを備えた 22 ～ 132 kW VSD マシンが一般的な構成です。大規模なサイトでは、範囲の端で 1 つのコンプレッサーを実行するのではなく、ユニットを追加します。
設置、空気の質および制御
適切な冷却とサービスアクセスを備えた、清潔で換気の良いコンプレッサー室を提供します。機器およびプロセス空気の場合は、コンプレッサーに適切なサイズの乾燥機、ラインおよび使用場所のろ過、信頼性の高い凝縮水排出装置を組み合わせて、湿気が制御装置に到達しないようにします。
最新の VSD コントローラーはプラント監視システムと統合し、エネルギー使用量と障害を報告し、必要なユニットのみが動作するように複数のコンプレッサーを調整できます。これは、VSD マシンが固定速度ユニットと並行して動作する場合に有益です。
ご注文前にご確認いただきたいこと
- 最小および最大流量を示す測定された需要プロファイル
- 通常動作は効率的なターンダウン帯域内に維持されます
- 作動圧力はデフォルトでは高く設定されず、実際の需要から選択されます
- 継続的な空気供給のための勤務および待機の配置
- 現場での乾燥機、濾過、凝縮水処理
- 部屋の換気、騒音、サービスへのアクセス
よくある質問
永久磁石 VSD コンプレッサーはどれくらいのエネルギーを節約しますか?
VSDとVFDの違いは何ですか?
VSD コンプレッサーは 24 時間年中無休の一定の負荷に耐える価値がありますか?
産業用 VSD スクリューコンプレッサーは通常どのくらいの圧力を提供しますか?
大型の VSD コンプレッサーを 1 台設置するか、それとも小型の冗長ユニットを設置する必要がありますか?
永久磁石モーターには特別なメンテナンスが必要ですか?
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お客様の需要プロファイルと作動圧力を共有していただければ、お客様のプラントに適した冗長性と空気処理を備えた永久磁石 VSD コンプレッサー パッケージのサイズを決定します。
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