Kuigi õhk ise on tasuta, kulutab suruõhu tootmine, töötlemine ja jaotamine märkimisväärses koguses energiat ja suuri kulutusi. Statistiliselt kulub 1 hobujõu suruõhu tekitamiseks ligikaudu 8 hobujõudu elektrienergiat. Kuigi energia muundamise efektiivsus on suhteliselt madal, ületab suruõhu kasutamine tööstussektoris tunduvalt elektri- või hüdroenergia kasutust. See on tingitud suruõhu paljudest ainulaadsetest eelistest, muutes selle tööstuslike rakenduste asendamatuks komponendiks.
Suruõhu tõhus kasutamine sõltub aga selle tootmisest võimalikult madalate kuludega, minimeerides samas jäätmeid. Energiakulud on kõige olulisemad kulutused,{1}}mis katavad stabiilse rõhuga puhast ja kuiva õhku tarniva süsteemi tootmist, levitamist ja hooldust. Praktikas kaaluvad energiakulud sageli tunduvalt üles kompressori esialgse ostuhinna, kui arvestada kogu omamiskulu.
Varem, kui elektrihinnad olid madalad, pöörasid paljud tootjad suruõhukuludele vähe tähelepanu. Kuna energiahinnad on aga pidevalt tõusnud, on ettevõtted sunnitud{1}}oma suruõhusüsteemide kasutuskulud ümber hindama ja otsima uusi viise kulude vähendamiseks. Mõelge tootjale, kes kasutab 200{8}}hobujõulist kompressorit pidevalt – 24 tundi ööpäevas, 365 päeva aastas. Elektritariifiga 0,03 dollarit kilovatt-tunni (kWh) kohta oli aastane elektrikulu 41 273 dollarit. Kuna hinnad tõusid aga 0,10 dollarini kWh kohta, tõusis sama kompressori aastane hind 137 578 dollarini. Kasvavate energiakulude tõttu on rajatiste juhid üha enam tunnistanud, et suruõhukulude vähendamine on kriitiline probleem, mis nõuab viivitamatut tähelepanu.
1.0 Tegurid, mis põhjustavad jäätmete kulusid suruõhusüsteemides
Jäätmed on suruõhusüsteemide peamine kuluallikas. Jäätmete tekkimisel on kolm peamist põhjust: lekked, liigne kunstlik nõudlus ja ebaõige kasutamine.
1.1 Lekked: suruõhujäätmete peamine allikas
Lekked on suruõhujäätmete kõige ilmsem põhjus. Need tekivad siis, kui suruõhk liigub madalama -rõhuga ala poole; õhumolekulid pääsevad välja iga piisavalt suure ava kaudu. Lekke kiirus suureneb, kui suruõhu ja atmosfääri vaheline rõhkude erinevus suureneb. Vananemine, korrodeerunud torustik ja keermestatud ühendused pakuvad selliste lekete tekkeks suurepäraseid võimalusi. Madala kvaliteediga-kiirühenduste-liitmikud ja eriti plast- või kummivoolikud tekitavad vananemise, vibratsiooni või keemilise korrosiooni tõttu sageli pragusid, mis kõik põhjustavad suruõhu jäätmeid.
Tegelikult on ligikaudu 80% leketest kuulmatud; need "nähtamatud" lekked jäävad sageli märkamatuks ja neid ei parandata. Näiteks rõhul 100 psi raiskab veerand-tolline leke 104 kuupjalga suruõhku minutis, mis võrdub 25 hobujõu elektrienergia tarbimisega.
[Energiakulu (USD/aastas)=Mootori hobujõud x 0,746 x töötunnid (aastas) x elektrikulu (USD/kWh) / mootori efektiivsus]
Selle valemi põhjal, eeldades, et leke kestab 8760 tundi aastas, oleks aastane elektrikulu ligikaudu 17 000 dollarit – märkimisväärne kahju, kui leke jääb lahendamata [Allikas: USA energeetikaministeerium, 2022].
USA tootmistehaste kohta tehtud uuringud näitavad, et keskmine lekkemäär on 30%, mille tulemuseks on aastased jäätmed koguni 3,2 miljardit dollarit [Allikas: USA energeetikaministeerium, 2022]. Seetõttu võib lekete kontrollimine ja kiire parandamine oluliselt vähendada elektritarbimist ja tegevuskulusid.
1.2 Liigne kunstlik nõudlus: liiga kõrge töörõhk
Kunstlikust nõudlusest tulenevad jäätmed tekivad peamiselt suruõhuseadmete töötamisel vajalikust kõrgemal rõhul. Näiteks kui pneumaatiline silinder vajab käigu lõpuleviimiseks 1 kuupjalga õhku, kulutab süsteemi rõhu suurendamine 80 psig-lt 100 psig-le silindris rohkem õhku (1,21 kuupjalga). Järelikult põhjustab pneumaatiliste seadmete jaoks vajalikust optimaalsest tasemest kõrgemal töötamine õhutarbimise märkimisväärset suurenemist.
Lahendused:
1.2.1 Süsteemi rõhu optimeerimine ja madalaima võimaliku rõhuga töötamine võib vähendada liigsest töörõhust põhjustatud õhuraiskamist. Näiteks rõhu langetamine 100 psi asemel 80 psi-ni vähendab tõhusalt suruõhu tarbimist ja omakorda kulusid.
1.2.2 Suurema-võimsusega seadmete hankimine: kui olemasolev suruõhusüsteem ei suuda enam seadmete suurt nõudlust rahuldada, tuleks kaaluda suurema vooluvõimsusega masinate ostmist. Suurema vooluhulga jaoks loodud seadmed suudavad pakkuda nõutavat õhuvoolu madalamal rõhul, minimeerides sellega kõrgsurvega töötamise{3}}jääke. See lähenemisviis mitte ainult ei vähenda energiatarbimist, vaid suurendab ka süsteemi stabiilsust ja tõhusust.
1.3 Ebaõige kasutamine: suruõhk muude toiteallikate asendajana
Suruõhu kasutamine alade puhastamiseks või mitte-pneumaatiliste seadmete toiteks{0}}on levinud väärkasutuse vorm. Näiteks saab suruõhu kasutamist masinate alt prahi puhastamiseks sageli ökonoomsemalt teha harja, elektrilise lehepuhuri, ventilaatori või muude tööriistadega. Nendes stsenaariumides suruõhule tuginemine toob kaasa kõrged kulud ja madala efektiivsuse.
Lahendus:
Ettevõtted peaksid regulaarselt kontrollima oma suruõhusüsteeme tagamaks, et ressurssi ei kasutata tarbetuteks ülesanneteks. Suruõhu asendamine kuluefektiivsemate toiteallikatega{1}}võib vähendada nii energiatarbimist kui ka pikaajalisi{2}}kasutuskulusid.
2.0 Kuidas vältida raiskamist ja vähendada kulusid?
Kõige tõhusam viis suruõhujäätmete minimeerimiseks on läbi viia põhjalik süsteemihindamine. Seda on võimalik saavutada suruõhuspetsialistidega, kes viivad läbi põhjaliku kontrolli, tuvastavad lekete allikad, liigse käsitsi kasutamise ja ebaõigete rakenduste ning annavad soovitusi parenduste tegemiseks.
Neid täiustusi rakendades saavad ettevõtted vähendada jäätmeid kolmes peamises valdkonnas -lekked, käsitsi kasutamine ja ebaõige kasutamine-, vähendades seeläbi suruõhusüsteemi kogumaksumust ja parandades energiatõhusust.
3.0 Järeldus
Olulise jõuallikana toob suruõhk kaasa märkimisväärseid kulusid, millest ei saa mööda vaadata. Suruõhusüsteemide optimeerimisega{1}}lekkeid minimeerides, töörõhku reguleerides ja ebaõiget kasutamist{2}}välistades saavad ettevõtted oma suruõhukulusid oluliselt vähendada. Kasvavate energiahindade ja järjest karmistuvate keskkonnaeeskirjade taustal on tõhusate energiasäästumeetmete võtmine muutunud kulude vähendamiseks ja konkurentsivõime suurendamiseks hädavajalikuks.
Tootmissektori jaoks ei anna suruõhu juhtimise optimeerimine mitte ainult olulist energiasäästu, vaid suurendab ka tootmise efektiivsust ja pikendab seadmete eluiga, mis on oluline samm säästva arengu suunas.