Paineilmajärjestelmän energiatehokkuuden parantaminen

Abstract

Tämän insinöörityön aiheena oli kajaanilaisen yrityksen paineilmajärjestelmän energiatehokkuuden parantaminen. Työn tavoitteena oli miettiä tapoja paineilman käytön vähentämiseksi ja järjestelmän hyötysuhteen parantamiseksi. Koska paineilmalla on hyvin huono hyötysuhde ja sitä käytetään laajalti, yritykset voivat säästää kustannuksia parantamalla paineilmajärjestelmiään. Työ aloitettiin tutkimalla, kuinka paineilmaa tuotetaan ja mihin sitä käytetään. Esille tulleita tapoja energiatehokkuuden parantamiselle oli verkoston osien sulkeminen yöaikaan, kompressorin hukkalämmön talteenotto ja paineilmaejektorien vaihto alipainepumpuiksi.

Verkoston osien sulkeminen on halpa ja suhteellisen yksinkertainen tapa pienentää verkoston tilavuutta, ja siten parantaa energiatehokkuutta. Määräajoin suoritettava vuotojen kartoitus on vahvasti suositeltavaa, jotta vuodot pysyvät kurissa. Hukkalämpö ohjataan jo nykyisellään rakennuksen ilmanvaihtoon, jossa se vähentää talvella lämmitystarvetta. Ejektorien käyttö on energiataloudellisesti epäedullista, ja vaihtamista alipainepumppuihin suositellaan. Osana insinöörityötä oli testata SKF:n TMSU 1 ultraääni-ilmaisinta, jolla etsitään paineilmavuotoja. Ultraääni-ilmaisimella voidaan etsiä vuodot nopeasti ilmaan mitään kemikaaleja.

The purpose of this Bachelor's thesis was to improve the compressed air energy efficiency of a Kajaani based technology company. The objective was to find ways to reduce the energy used by the compressed air system.

Because compressed air is very inefficient and it is used widely, companies can save large amounts of money by improving their compressed air systems and reducing their use. The work started by studying how compressed air is produced, used and how the pressure drops in the network.

The proposed ways of improving energy efficiency were to isolate parts of the network during the off-hours, including periodic leak detection to the maintenance program, recovering heat from the compressors and changing the vacuum generators.

Cutting off part of the system during the weekends and nights was found out to be a comparatively cheap and easy way to reduce compressed air usage. Leak detection is strongly recommended for keeping the system losses as low as possible. Heat recovery is already used, air from the compressor room is guided to the ventilation system. Using pneumatic ejectors to generate vacuum was discovered to be inefficient, and it is recommended to change the ejectors to electrical vacuum pumps in the future. Part of this thesis was also to test leak detection with an ultrasonic leak detector. For this purpose an SKF TMSU 1 leak detector was borrowed from an industrial hardware supplier. The result was that this is a viable method to detect leaks quickly and without any chemicals.