01 Gaz hacmi kontrolü ve ayarı
Sıkıştırılmış havanın toplam maliyetinin %80'i enerji tüketimine yansır. Bu nedenle, farklı tipteki vidalı hava kompresörleri için, farklı düzenleme sistemlerine göre farklı kontrol ve düzenleme sistemleri seçilmelidir. Farklı vidalı hava kompresörü tipleri ve üreticileri arasındaki farklılıklar, performansta büyük farklar yaratabilir. En ideal durum, vidalı hava kompresörünün tam yükünün, hava tüketimiyle tam olarak aynı olmasıdır.
Bu, örneğin, proses tipi vidalı hava kompresörlerinde yaygın olan dişli kutusunun iletim oranının dikkatli bir şekilde seçilmesiyle sağlanabilir. Basınçlı hava tüketen ekipmanların çoğu kendi kendini düzenler, yani basıncın artması akışı artırır; bu nedenle pnömatik taşıma, buzlanmayı önleme vb. gibi kararlı bir sistem oluştururlar. Normal şartlar altında, akışın kontrol edilmesi gerekir ve kullanılan kontrol ekipmanı vidalı hava kompresörüne entegre edilmiştir. Bu tür ayarlama sistemlerinin iki ana tipi vardır:
1. Gaz hacmini, tahrik motorunun hızını sürekli kontrol ederek veya basınç değişimine göre vanayı sürekli kontrol ederek ayarlayın. Sonuç olarak küçük bir basınç değişimi (0,1 ila 0,5 bar) elde edilir; değişimin boyutu, düzenleme sisteminin yükseltme fonksiyonu ve hızı tarafından belirlenir.
2. Yükleme ve boşaltma ayarlamaları en yaygın ayarlama sistemleridir ve ikisi arasındaki basınç değişiklikleri de kabul edilebilir. Düzenleme yöntemi, daha yüksek basınçta akışı tamamen kesmek (boşaltma) ve basınç en düşük değere düştüğünde akışı yeniden başlatmaktır (yükleme). Basınçtaki değişiklik, birim zamandaki izin verilen yükleme/boşaltma döngüsü sayısına bağlıdır ve genellikle 0,3 ila 1 bar aralığındadır.
02 Hava hacmi ayarlamasının temel prensibi
2.1 Pozitif deplasmanlı vidalı hava kompresörünün (OSG vidalı hava kompresörü) düzenleme prensibi (basınç tahliye vanası)
Temel prensip şudur: fazla basıncı atmosfere boşaltmak. Basınç tahliye vanasının en basit tasarımı yaylı mekanizma kullanmaktır ve yayın çekme kuvveti nihai basıncı belirler. Basınç tahliye vanası genellikle bir regülatör tarafından kontrol edilen bir servo valf ile değiştirilir. Bu durumda basınç kolayca kontrol edilebilir. Vidalı hava kompresörü basınç altında çalıştırıldığında, servo valf aynı zamanda boşaltma vanası olarak da işlev görebilir, ancak basınç tahliye vanası çok fazla enerji tüketimine neden olur çünkü vidalı hava kompresörü sürekli olarak tam geri basınç altında çalışmak zorundadır. Küçük vidalı hava kompresörleri için bir çözüm vardır. Bu tür bir valf, vidalı hava kompresörünü boşaltmak için tamamen açılır ve vidalı hava kompresörü atmosfer basıncının geri basıncı altında çalışır. Bu yöntemin güç tüketimi daha uygundur.
2.2 Baypas ayarı
Prensip olarak, baypas ayarı ve basınç tahliye vanası aynı fonksiyona sahiptir; fark, basınçtan salınan havanın soğutulup vidalı hava kompresörünün hava girişine geri döndürülmesidir. Bu yöntem, proses vidalı hava kompresörlerinde yaygın olarak kullanılır ve gazın doğrudan atmosfere deşarj edilmemesi gerekir, aksi takdirde maliyet çok yüksek olur.
2.3 Kısıtlama
Giriş kısma, debiyi azaltmanın uygun bir yoludur; bu, girişte düşük basınç oluşturarak, vidalı hava kompresörünün sıkıştırma oranını artırarak ve daha küçük bir ayar aralığı için kullanılarak sağlanır. Sıvı enjeksiyonlu vidalı hava kompresörleri, yüksek sıkıştırma oranlarına izin verir ve maksimum %10'a kadar ayarlanabilir. Yüksek sıkıştırma oranı nedeniyle, bu yöntem nispeten yüksek enerji tüketimine neden olur.
2.4 Ölçüm girişli basınç tahliye vanası
Bu, günümüzde nispeten yaygın bir ayarlama yöntemidir ve en geniş ayarlama aralığını (%0 ila %100) elde edebilir ve düşük enerji tüketimine sahiptir. Vidalı hava kompresörünün yüksüz (sıfır akış) gücü, tam yükün yalnızca %15 ila %20'sidir. Giriş vanası kapatıldığında küçük bir delik kalır ve aynı zamanda havalandırma deliği açılarak vidalı hava kompresöründen hava boşaltılır. Vidalı hava kompresörünün ana ünitesi, giriş vakumu ve düşük geri basınç koşullarında çalışır. Basınç tahliyesinin hızlı ve tahliye edilen hacmin küçük olması önemlidir, böylece tam yükten yüksüz duruma geçişten kaynaklanan gereksiz kayıplar önlenir. Sistem, boşaltma ve yükleme arasındaki gerekli basınç farkına ve saatte izin verilen çevrim sayısına bağlı olarak bir sistem hacmi (akü) gerektirir.
5-10 kW'tan daha düşük güçteki OSG vidalı hava kompresörleri genellikle açma/kapama yöntemiyle ayarlanır. Basınç üst sınıra ulaştığında motor tamamen durur; basınç alt sınırdan düşük olduğunda ise motor yeniden çalışır. Bu yöntem, motor üzerindeki yükü en aza indirmek için büyük bir sistem hacmi veya başlatma ve durdurma arasında büyük bir basınç farkı gerektirir. Bu, birim zaman başına daha az başlatma olduğunda etkili bir ayarlama yöntemidir.
2,5 Hız ayarı
Vidalı hava kompresörünün hızı, içten yanmalı motor, türbin veya frekans kontrollü elektrik motoru ile kontrol edilir ve böylece akış kontrol edilir. Bu, sabit bir çıkış basıncını korumanın etkili bir yöntemidir. Ayar aralığı, vidalı hava kompresörü tipine göre değişir, ancak sıvı enjeksiyonlu vidalı hava kompresörleri en geniş aralığa sahiptir. Düşük yük seviyelerinde, hız düzenlemesi ve basınç tahliyesi genellikle hava giriş kısıtlamasıyla veya kısıtlama olmaksızın birleştirilir.
Elektrik motorlarıyla çalışan vidalı hava kompresörlerinde, hız elektrikli cihazlarla kontrol edilebildiğinden, motor hızını kontrol etme ve basınçlı havayı küçük bir basınç değişim aralığında sabit tutma olanağı sağlar. Örneğin, sıradan bir indüksiyon motoru, frekans konvertörü ile hızı ayarlayarak, sistemin basıncını sürekli ve doğru bir şekilde ölçerek ve ardından basınç sinyalinin motorun frekans konvertörünü kontrol etmesini sağlayarak bu gereksinimi karşılayabilir; böylece motor hızı kontrol edilir ve vidalı hava kompresörünün gaz hacmi hava tüketimine tam olarak uyarlanır, sistem ±0,1 bar'da sabit tutulabilir.
2.6 Değişken egzoz çıkışı ayarı
Vidalı hava kompresörünün (OSG tipi) deplasmanı, egzoz portunun gövde boyunca emme ucuna doğru hareket ettirilmesiyle ayarlanabilir. Bu yöntem, kısmi yükte yüksek güç tüketimi gerektirir ve nispeten nadirdir.
2.7 Emme valfi boşaltma
Pistonlu vidalı hava kompresörü (OSG tipi), boşaltma için emme valfini mekanik olarak açık konuma zorlayabilir. Pistonun konumu değiştikçe hava içeri ve dışarı hareket eder. Sonuç olarak, enerji kaybı minimum düzeydedir, tipik olarak tam yük şaft gücünün %10'undan daha azdır. Çift etkili vidalı hava kompresöründe (OSG tipi), genellikle çok kademeli boşaltma yapılır ve gaz hacminin arz ve talebi daha iyi karşılayabilmesi için her seferinde bir silindir dengelenir. Proses akışlı vidalı hava kompresöründe (OSG tipi) kısmi boşaltma yöntemi kullanılır; bu yöntem, piston kısmi strokta iken valfin açılmasına izin vererek sürekli gaz hacmi kontrolünü sağlar.
2.8 İndirim hacmi
Piston vidalı hava kompresöründeki boşluk hacmi değiştirilerek silindirin doluluk derecesi azaltılır, böylece gaz hacmi düşürülür ve boşluk hacmi ayrıca harici olarak bağlanan bir hacim vasıtasıyla da değiştirilebilir.
2.9 Yükleme-boşaltma-kapatma
5 kW'tan daha yüksek güce sahip vidalı hava kompresörleri için, geniş ayar aralığı ve düşük kayıplarıyla en yaygın kullanılan yöntem budur. Aslında, açma/kapama ayarı ve çeşitli boşaltma sistemlerinin bir kombinasyonudur. Pozitif deplasmanlı vidalı hava kompresörlerinde en yaygın düzenleme prensibi "hava üretiliyor"/"hava üretilmiyor" (yükleme/boşaltma) şeklindedir; hava gerektiğinde, bir solenoid valfe sinyal gönderilir ve bu da vidalı hava kompresörünün giriş valfini tamamen açık konuma getirir. Giriş valfi ya tamamen açık (yüklü) ya da tamamen kapalıdır (boşaltma), ara pozisyon yoktur.
Geleneksel kontrol yöntemi, basınçlı hava sistemine bir basınç şalteri takmaktır. Şalterin iki ayarlanabilir değeri vardır; biri minimum basınç (yükleme), diğeri ise maksimum basınçtır (boşaltma). Vidalı hava kompresörü, örneğin 0,5 bar gibi ayarlanan sınırlar içinde çalışır. Hava talebi azsa veya hiç ihtiyaç duyulmuyorsa, vidalı hava kompresörü yüksüz çalışır (boşta) ve boşta çalışma süresi bir zamanlayıcı rölesi ile ayarlanır (örneğin, 20 dakika). Ayarlanan süreden sonra, vidalı hava kompresörü durur ve basınç minimum değere düşene kadar tekrar çalışmaz. Bu, güvenilir ve gönül rahatlığı sağlayan geleneksel kontrol yöntemidir ve günümüzde en yaygın olarak küçük vidalı hava kompresörlerinde bulunur.
Bu geleneksel sistem, basınç şalterinin yerine analog bir basınç transmitteri ve hızlı bir elektronik ayarlama sistemi kullanılarak daha da geliştirilmiştir. Basınç transmitteri, düzenleme sistemiyle birlikte sistemdeki basınç değişikliklerini her an algılar. Sistem, motoru zamanında çalıştırır ve giriş vanasının açılıp kapanmasını kontrol eder. ±0,2 bar hassasiyetinde hızlı ve hassas ayarlama sağlanabilir. Hava kullanılmadığında basınç sabit kalır ve vidalı hava kompresörü boşta çalışır (rölanti). Rölanti döngüsünün uzunluğu, motorun aşırı ısınmadan dayanabileceği çalıştırma ve durdurma sayısına ve çalışma sırasındaki ekonomiye göre belirlenebilir. İkincisi, sistemin hava tüketimi eğilimine göre rölantide durmaya veya devam etmeye karar verebilmesidir.
03 Özet
Özetle, basınçlı hava farklı uygulamalarda ve farklı hava tüketim koşulları altında kullanılır. Her bir vidalı hava kompresörünün farklı bir hava hacmi yöntemi vardır, ancak bu kullanıcının hava hacmine bağlıdır. Vidalı hava kompresörü ünitesi, kesintisiz ve sürekli hava hacmi tedarikini sağlamak için kendi hava hacmi kontrol ve ayarlama yöntemlerine dayanır. Farklı vidalı hava kompresörü üreticileri de, enerji verimliliğini en üst düzeye çıkarmak ve müşteri gereksinimlerini karşılamak için kendi markalarının vidalı hava kompresörlerinin performansını iyileştirmek amacıyla farklı ayarlama prensipleri kullanmaktadır; yüksek doğruluk, düşük bakım gereksinimi ve basınç ve akış gibi parametreleri ölçebilme özelliği ile vidalı hava kompresörünün farklı kullanım alanlarındaki gereksinimlerini karşılamaktadır.
Yayın tarihi: 08 Eylül 2023
