• Facebook
  • Twitter
  • Google Plus
  • RSS
  • Mapa strony
Lakiernik

Napęd narzędzi elektryczny czy pneumatyczny?

Napęd narzędzi elektryczny czy pneumatyczny?

Bardzo często w przedsiębiorstwach nie rozpatruje się kosztu wytwarzania sprężonego, jego strat i finalnego kosztu napędu pneumatycznego. W lakierniach nie unikniemy stosowania sprężonego powietrza, szczególnie w procesach aplikacji lakierów. Ale może warto rozważyć napęd narzędzi polerskich. W poniższym artykule przeprowadziłem krótką analizę porównawczą kosztu stosowania napędu pneumatycznego i elektrycznego. Szacowane wartości oparte są o uproszczone równania i średnie ceny energii elektrycznej dla gospodarstw domowych w Polsce.

Jaki jest koszt energetyczny wytwarzania sprężonego powietrza?

Efektywność energetyczna sprężarek powietrza jest bardzo niska. Większość energii elektrycznej, pobieranej przez sprężarkę jest tracona w postaci niskotemperaturowego ciepła odpadowego. Tylko kilka procent pobranej energii stanowi pracę sprężania powietrza. Dane literaturowe wskazują na sprawność sprężarek powietrza na poziomie 7 – 8%. W lakierni sprężone powietrze powinno spełniać odpowiednie wymagania, oprócz kompletnego braku zawartości oleju wymagana jest również odpowiednia wilgotność powietrza. Dlatego w przygotowaniu sprężonego powietrza stosowane są również osuszacze powietrza, najczęściej są to ziębnicze osuszacze powietrza. Moc elektryczna osuszaczy ziębniczych jest duża niższa w porównaniu do mocy sprężarki. Strumień ciepła odpadowego emitowanego przez osuszacz ziębniczy jest kilkukrotnie większy od pobieranej mocy elektrycznej. Wynika to z faktu stosowania instalacji ziębniczej, czyli pompy ciepła o małej mocy. Podczas osuszania sprężone powietrze jest ochładzane a ciepło pozyskane ze sprężonego powietrza jest oddawane do otoczenia. Ponieważ różnica temperatury sprężonego powietrza i otoczenia jest niewielka, współczynnik COP (ang. Coefficient of Performance) przyjmuje wartość rzędu 3. Oznacza to, że na 1 W pobieranej mocy elektrycznej ze sprężonego powietrza pozyskiwany i emitowany do otoczenia jest strumień ciepła o mocy 3 W.

rysuneczek

Bilans energetyczny sprężania i osuszania powietrza

 

Dla przykładu bilansu energetycznego sprężania i osuszania powietrza przyjęto urządzenia dostępne na naszym rynku: sprężarkę o handlowym symbolu SC-10 oraz osuszacz powietrza o symbolu AD-10. Zestawienie tych urządzeń sugerowane jest przez ich dostawcę. Poniżej przedstawiono podstawowe parametry urządzeń.

Sprężarka model SC 10: wydajność 1200 l/min = 20 l/s przy 8 Bar, moc elektryczna 7,5 kW,

Osuszacz ziębniczy model AD10: wydajność do 1500 l/min = 25 l/s, moc elektryczna 0,62 kW.

Na wytworzenie jednostkowego strumienia sprężonego powietrza o wartości jednego litra na sekundę sprężarka zużywa moc elektryczną

Ps = 7500/20 = 375 W.

Do osuszenia sprężonego powietrza na jednostkowy strumień powietrza zużywana jest moc elektryczna

Po = 620/25 = 24,8 W.

Łączna moc elektryczna przypadająca na przygotowanie jednostkowego strumienia sprężonego powietrza (1 l/s) wynosi

P = Ps + Po = 399,8 W.

W zaokrągleniu do pełnych liczb, można uznać, że koszt energetyczny wytworzenia jednego litra sprężonego powietrza jest całkiem duży i wynosi 400 W.

Porównanie polerki elektrycznej i pneumatycznej

Dla porównania zużywanej energii elektrycznej do napędu polerek przyjęto dwie polerki oferowane na naszym rynku:

polerka rotacyjno-oscylacyjna pneumatyczna CP7225CVE / CP7255CVE o parametrach: średnica tarczy 150 mm (6″), oscylacja 5mm ( model CP7255CVE) lub 2,5mm (model CP7225CVE), prędkość obrotowa 12 000 obr/min., moc 210 W, wolne zużycie powietrza 7,8 l/s,

oraz

polerka elektryczna index MTR-P005368 o parametrach: średnica tarczy 150 mm (6″), oscylacja 21mm, prędkość obrotowa 2500-4700 obr/min., moc 500 W.

Dla polerki z napędem pneumatycznym zużycie powietrza wynosi 7,8 l/s mnożąc tą wartość przez jednostkowy koszt energetyczny wytwarzania sprężonego powietrza otrzyma się średnią moc elektryczną pobieraną przez sprężarkę i osuszacz do napędu polerki

 

Psp= 7,8*399,8 = 3118,44 W

Wskazuje to, że do napędu polerki pneumatycznej o mocy 210 W zużywana jest moc elektryczna ponad 3 kW, czyli prawie piętnastokrotnie większa. Dla weryfikacji uzyskanych wyników można pomnożyć obliczoną moc przez 7 procentowy wskaźnik efektywności sprężarek powietrza

Psp1 = 3118,44*0,7 = 218,29 W.

Otrzymana wartość jest zbliżona do deklarowanej mocy polerki pneumatycznej 210 W. Rozbieżności mogą wynikać z wielu przyczyn, między innymi przyjętego wskaźnika efektywności energetycznej sprężarki powietrza na poziomie 7%, w ogólnym bilansie mocy uwzględniono moc osuszacza powietrza. Dokładna analiza powinna zawierać również analizę strat w złączach przewodów itp.

Porównywana polerka elektryczna ma moc 500 W, natomiast zużycie energii elektrycznej do napędu polerki pneumatycznej jest ponad sześciokrotnie większy. Należy również zaznaczyć, że moc polerki pneumatycznej jest prawie 2,5 razy mniejsza od polerki elektrycznej. Porównywane narzędzia mają zbliżone parametry, średnica tarczy w obu przypadkach wynosi 150 mm, podstawową różnicę stanowią maksymalne prędkości obrotowe, polerka pneumatyczna ma prędkość obrotową 2,5 razy większą niż elektryczna.

Ile kosztuje każda godzina pracy polerki?

W bieżącym roku jedna kilowatogodzina energii elektrycznej w Polsce kosztuje średnio 0,55 PLN. Cena ta uwzględnia wszelkie opłaty stałe i zmienne. Można więc oszacować koszt jednej godziny pracy polerek:

 

elektryczna: 0,5 kWh * 0,55 PLN/kWh =0,275 PLN

pneumatyczna: 3,11844 kWh * 0,55 PLN/kWh = 1,716 PLN.

 

Wielu przedsiębiorców nie rozważa wysokiego kosztu energetycznego wytwarzania sprężonego powietrza. W dużym przedsiębiorstwie wyposażonym w rozległe instalacje sprężonego powietrza, likwidacja wszelkich nieszczelności i upływów powietrza z instalacji przynosi znaczące oszczędności.  Przedstawione różnice kosztu napędu pneumatycznego oraz elektrycznego w ujęciu procentowym przyjmują znaczne wartości liczbowe. W warsztacie, w którym napęd pneumatyczny jest intensywnie wykorzystywany na wielu stanowiskach może być zasadne rozważenie wymiany narzędzi pneumatycznych na elektryczne. W przypadku intensywnej pracy sprężarek powietrza o dużej wydajności, można uwzględnić instalację odzyskiwania ciepła odpadowego.

 

Autor: Piotr Nikończuk

Zobacz również
  • Primer pierwszy w kolejce

    Primer jest jednym z najbardziej kochanych i przerażających słów w motoryzacyjnym słowniku „Zrób to sam”. Może to przesada, ale mówienie o primerze wywołuje u niektórych wszelkiego rodzaju konwulsje, zdziwienie co to (jestem całkiem poważny), a …

    Primer pierwszy w kolejce
  • Cieniowanie nie jedno ma imię

    Czasami słyszę pytanie czy kolor wchodzi na ostro, odpowiadam wtedy, że na ostro to wchodzi jedynie tajska zupa. Cieniowanie powinno znajdować w podstawowym arsenale umiejętności każdego lakiernika. Niestety sytuacja w Polsce wygląda tak, że cieniowanie …

    Cieniowanie nie jedno ma imię
  • OCENA KOLORU TRADYCYJNA I NOWOCZESNA

    Słowo kolor poznaliśmy już na początku naszej edukacji i występuje w powszechnym użytku, można go jednak rozumieć na wiele sposobów. Dla chemików są to pigmenty, barwniki oraz inne podobne substancje. Fizycy natomiast definiując kolor, mierzą …

    OCENA KOLORU TRADYCYJNA I NOWOCZESNA
  • Kto czyta ten unika błędów

    Niezależnie od powziętych właściwych środków ostrożności oraz zaprawionego w bojach zespołu posiadającego kompetentne umiejętności, błędy w czasie naprawy powłok lakierniczych są nieuchronne. To w tym momencie musimy polegać na doświadczeniu i rzetelnej ocenie zaistniałej sytuacji. …

    Kto czyta ten unika błędów
  • Cromax oferuje warsztatom pełną elastyczność

    Cromax® oferuje lakiernikom duży wybór systemów lakierniczych, które umożliwiają warsztatom w Europie, na Bliskim Wschodzie i w Afryce (EMEA) realizację różnych założeń. Oszczędność energii, renowacja kolorów specjalnych, wyższa wydajność lub znakomity połysk na luksusowym aucie – każdy …

    Cromax oferuje warsztatom pełną elastyczność

Dodaj ogłoszenie

Dodaj ogłoszenie