VİDALI HAVA KOMPRESÖRLERİNDE ENERJİ TASARRUFU ve HIZ KONTROL CİHAZLARI

 
(AC MOTOR KONTROL İNVERTERLERİ, MOTOR HIZ SÜRÜCÜ SİSTEMLERİ)

    Verimlilik kavramı her sektörde önem kazanmaya başladı. Önceki dönemlerde çokda dikkate alınmayan "enerji tasarrufu" günümüzde üretim maliyetlerini hesaplarken liste başı hale geldi. İşletmeler tasarruf etmeye yönelik olarak kompresörlerde özellikle yüksek elektrik tüketimi ile vidalı kompresörlerde ekonomi arayışına girdiler. 

          Vidalı sistem kompresörler esasen hem elektrik maliyeti hemde istemeyerek ürettiği ısı sebebiyle doğru değerlendirildiğinde verimli hale getirilebilir. 
Nerdeyse 90-100 dereceye varabilen sıcaklığı kışın ısınma amaçlı değerlendirilmektedir.

    Vidalı kompresöler'de inverter kullanımının artması, uygun bir kontrol ve kumandanın sağlanması, basınçlı havanın enerji maliyetlerinin düşmesini sağlar. İşletmelerde ihtiyaç duyulan basıncı hava sabit olmamakta, sürekli olarak değişmektedir.
     Mevcut kompresölerin elektronik uygulamaları ile kontrol edilmesi ve verimli şekilde çalıştırılması enerji maliyetlerini düşürür. Yüksek güçteki elektrik motorlarının kullanıldığı vidalı kompresörlerde sürücü uygulamaları maliyetlerinin düşmesine ve verimliliğin artmasını sağlar.

Buraya dikkat 1 !! 

Kompresörünüze hız kontrol uygulaması düşünüyorsanız en temel veri, Kompresörünüz % kaç doluluk oranıyla çalışıyor? 
Sözgelimi %90 doluluk oranıyla çalışan bir vidalı kompresörde invertör uygulaması "elektrik tasarrufu" açısından sizi hayal kırıklığına
uğratabilir. Ama %60 doluluk (yükte çalışma oranı) oranıyla veya altı çalışan kompresörünüz varsa her gün fazladan %20 elektrik 
harcıyorsunuz. Seçtiğiniz invertörün ve kontrol sisteminin vasfı da buna ayrıca etkendir.
Buraya dikkat 2 !! 

Eğer kompresörünüze inverter takmaya karar verdiyseniz 1 seviye üst güçte sürücü seçmenizi öneririz.   Zaten oldukça ağır olan kompresör odası ortamı üzerine sınırda akım çeken kompresör motorları sürücünün fazla ısınmasına yol açar. Dolayısıyla haybeden o kadar kütleyi de ısıtmış olursunuz. Bu ısıtma işlemini de size ekstradan elektrik harcatır.

KOMPRESÖRLERDE İNVERTERLERİN ÇALIŞMA AVANTAJLARI;
** YUMUŞAK KALKIŞ-DURUŞ 
** Elektrik motorunun yıldız-üçgen kalkışı sırasında, yıldız periyodunda çekilen aşırı
akım ve buna bağlı tüm elektro-mekanik kayıp ve riskler; inverterli uygulamanın yumuşak kalkış ve duruş imkânı ile giderilmiş olur. Kompresör ekipmanının verimli kullanım ömrü uzar.

** SABİT BASINÇ İÇİN İNVERTER KULLANIN
** Standart kompresörler, hedeflenen basınçta boşa geçer, basınç alt değere ulaşınca tekrar yüke girer. Bunun sonucu kullanılan havanın basıncı alt ve üst değerler arasında sürekli değişir. 

** İnverterli kompresörler motor devrini ayarlayarak hedeflenen basınçta kalır.

** Standart kompresörler boşta çalışırken yükte çalışmaya göre ortalama % 30-50 oranında güç tüketerek çalışmaya devam ederler. Bu kısaca; kompresörün hiç iş yapmadan enerji tüketmesi (elektrik harcamaya devam etmesi, rulmanların dönmeye devam etmesi, yağın sirküle olması, kayışların çalışması…) demektir.

**  İnverterli kompresörler kapasite aralığında kalan kullanımda, boşa geçmez. Çalışma ile ilgili bütün değerler dengede kalır. ** Sistemin o andaki hava ihtiyacı ne kadarsa kompresör sadece o kadarını üretir ve sadece o kadar enerji kullanır. 

** Özetle sadece ihtiyacınız kadar enerji (para) harcanır.

Kompresörüme neden frekans inverter'i takmalıyım?

Standart kompresörler yük ve boş geçişleri yaşarken yük değişimleri kompresörün devre elemanlarını ve mekanik konstrüksiyonunu uzun dönemde yıpratır. İnverter ise 
kapasiteye göre motor devrini ayarlarken bile pürüzsüz hareket eder.

Basınç dalgalanması minimize edildiğinden basınç hattında kullandığınız tüm bileşenlerin (ek yerleri, bağlantı elemanları, tanklar ve basınçlı havayı kullanan
cihazlar) uzun ömürlü olur.

İnverterli kompresörler, tüketimin kapasite aralığının altına olduğu durumlarda aynı standart kompresörler gibi boşa geçer ve çok kısa bir soğutma süresi sonunda durur. 
Bu boşta çalışma süresinde, normal bir yıldız üçgen kompresör ortalama %30-50 güç tüketirken, inverterli kompresör %8-%10 arasında güç tüketir.

Elektrik faturam düşermi ?

Standart kompresörlerde kullanılan motorlar çalışırken aktif gücün yanında kompanze edilmesi gereken reaktif güç ile de kaynakları tüketmeye devam ederler. 
** İnverter ise elektrik hattınıza motorun cosφ değerini yansıtmaz. Cosφ = 1

İşletmelerde kurulu gücün ortalama %40 ını elektrik motorlarının kullandığını da düşünürsek; inverter sayesinde, parasını ödediğiniz reaktif güç bedeli azalır. Sistem 
kendini hızla geri öder.

** İnverterli uygulamaların getirdiği kullanım kolaylığı ve ekonomik faydalardan dolayı; artan ve çeşitlenen uygulama talepleri doğrultusunda, inverterli kompresör 
uygulaması için PLC VE TOUCHSCREN   modül kullanılmaktadır.

Tüm kumanda ve kontrol parametrelerinin girilmesine ve kontrol edilmesine izin veren kullanımı kolay PLC Touchscren kontrol paneli sayesinde kompresörün çalışması ile ilgili;
** Basınç ve sıcaklık değerleri, 
** Çalışma kondisyonu (yük,boş,bekleme vb.) 
** Arıza bildirimleri ve arızaların ayrıntılı biçimde kaydedilmesi, 
** Servis ve çalışma sürelerinin izlenmesi, 
** İnverter ile gerçek haberleşme sayesinde parametre değişimlerinde kolaylık ve hız, 
** İnverter ikazlarının da kontrol ünitesi ekranından izlenebilmesi sağlanmıştır.

Kompresörler normalde hangi metodlarla kontrol ediliyordu?

Pistonlu kompresörün, bir silindir içinde ileri ve geri hareket eden bir  pistonu vardır. Dönel kompresörün, bir silindir içinde dönen, merkezi kaçık 
bir rotoru vardır. Salyangoz kompresörün, iki spiral şekilde parçası vardır. Biri sabit dururken diğeri karşısında (herhangi bir ekseni olmaksızın) döner.
Vidalı kompresör biri erkek diğeri dişi iki helisel (vida şeklinde) rotoru vardır. Bunlar döndükçe civatanın bir somun içinde döndürülmesine benzer
biçimde dişliler birbiri içinde hareket eder. Santrifüj kompresörün, özel şekil verilmiş yuvasında dönen birçok kanadı olan yüksek hızlı bir çarkı vardır.

Kompresörler normalde hangi metodlarla kontrol ediliyordu?

  Hız kontrol cihazları, değişik sektörlerin hemen hemen her makinasında ve ekipmanda yaygın olarak kullanılmaya baslamıştır. Gelişen teknolojiyle birlikde
kompresölerin inverterler ile kontrolü artırmaktadır.    En fazla kullanılan kompresör kontrol metodu yük-boş kontrol sistemidir.
Kompresörlerin belli bir basınç aralığında çalışarak, alt basınç noktasında yük pozisyonuna sokar ve hava basıncı ayarlanan üst seviyeye gelince de vidanın 
emiş gurubunu boşa alır. 

    Diğer bir metot ise kompresörün emiş grubunun hava girişi belli bir klape ile ayarlanarak emişin kontrol altına alınması ve basıncın devamlı sabit tutulmaya 
çalışılmasıdır. Bu şekilde çalışan kompresör sistemlerinin yükte kalma oranı göz önüne alınarak eğer yüksek doluluk oranı ile çalışıyorsa tercih edilmelidir. Doluluk
oranı sözgelimi %50 nin altındaysa bu metod size enerji tasarrufu yaptırmaz. Zaten çok yaygın kullanılan bir metod da değildir.

İnverter ile hava kompresörünü kontrol etmek;
   Frekans inverterleri motorunuzu istediğiniz hızda döndürebilme yeteneğine sahiptir.
Sözgelimi 2850 devir dakika bir motorunuz varsa siz bunu 980 dd ile çalıştırabilirsiniz.
Kompresörlerde hava basıncını kontrol etmenin anahtar noktasıda işte bu özellikdir.
   Yukarda değindiğimiz gibi eski metot basıncı alt set seviyesinde motor çalışır,üst set seviyesinde ise motor dururdu. Hız kontrol cihazı ile kontrol sisteminde ise durum çok
daha farklıdır. İnverter ya analog sinyalleri (basınç transmitterleri) değerlendiren bir cihaz 
yada doğrudan PID kontrolünü kendi bünyesinde gerşekleştirerek , emiş grubuna hiç müdahalede  bulunmadan doğrudan basınca göre motorun deviri ile oynayarak 
basıncı sabit tutmaya çalışır. 

Bu metodun en önemli 3 faydası vardır;
1- Motor değişik hızlarda devamlı çalışacağından (düşük devirlerle) devamlı dur-kalk 
yaparken çekeceği "demeraj akımını" çekemez.
2- Emiş grubu hareketsiz kalacağı için ilgili parçaların aşınma ömrü neredeyse raf ömrüne eşit hale gelir.
3- Motorla vida arasındaki güç aktarımını sağlayan kayışlar motorun belli bir rampa ile
hızlanmasından dolayı aşınması daha geç olur.

Vidalı Kompresörler 
    Yukarıda vidalı kompresörlerin iç yapısı hakkında fikir edinebileceğiniz resimler görmektesiniz. Resimde de görüldüğü gibi, vida dişleri yarım daire şeklindedir. 
Kompresör dişleri şekilde görüldüğü gibi döndüğünde; Emiş grubundan giren hava, dişli vasıtası ile silindir iç yüzeyi arasında hapsedilerek basınç bölmesine gönderilmektedir ve burada basınçlı olarak  sıkıştırılarak itilir. Bu kompresörün vidasında iki mili vardır. Ana ve büyük olan milini motor kumanda eder.
Bu milin hareketi diğer mile bağlı olan  ve  helis stili ile ana makinaya sıfır boşlukla yerleşen mile aktarılır. Vidalar hareket ederken ne kendi aralarında nede silindir iç yüzeyine sürtünürler. Bu nedenle aşınma hiç yoktur. Vidalar yağlanmadığı için sıkıştırılan gaza yağ artıklarının da karışma tehlikesi yoktur. Basınç 
odası ile hava emiş odası kesin sınırlarla ayrılmamış olmasına rağmen genede hava kaçakları çok azdır. Yüksek devirli kompresörlerdir. Küçük basınç değerleri tek kademede, 7-8 atmosferlik basınçlar ise ara soğutmalı olarak iki kademede elde edilir. Kapasiteleri 200-15000 m3/h arasında değişir.

  Kompresörde sürücü seçimi;

DANFOSS FC102 serisi kompresörlerinizde tercih edeceğiniz modeldir. FC102 serisinin kompresör tork modu olduğu için en uygun yazılıma sahiptir.