Monitoraggio energetico dell'aria compressa
Misura i consumi elettrici del compressore insieme alla portata d'aria erogata e alla pressione del collettore, poi confronta periodi operativi completi prima di decidere cosa indagare.
- Misure
- Elettricità di compressori ed essiccatore, portata dell'aria compressa erogata, pressione del collettore e stato a carico o a vuoto
- Calcolo
- Potenza specifica istantanea in kW/(m³/min) ed energia specifica dell'aria compressa su un periodo in kilowattora per metro cubo
- Sensori
- ZIO-20, per l'uscita 4–20 mA di ciascun trasmettitore di portata o pressione Scheda tecnica: Sensore di segnali analogici
- Sul sito
- Gateway ZGW-20, per il monitoraggio della potenza dei compressori e i calcoli locali Scheda tecnica: Gateway
Scegliere la domanda prima del rapporto
Il monitoraggio dell'aria compressa parte da un confine fisico e da una domanda sull'esercizio. Identificare ogni alimentazione elettrica compresa nel confine, definire dove l'aria erogata lo attraversa e registrare condizioni di riferimento della portata e pressione di mandata. Il rapporto istantaneo tra potenza e portata mostra agli operatori la condizione attuale; il risultato su un periodo richiede serie di letture complete e allineate di energia e volume. Nessuno dei due risultati diagnostica da solo le perdite o promette un risparmio.
| Stato operativo istantaneo | Periodo completo | |
|---|---|---|
| Ingressi | Potenza elettrica attuale, portata riferita a condizioni definite e pressione del collettore | Energia elettrica e volume d'aria erogata alle condizioni di riferimento tra gli stessi istanti iniziale e finale |
| Risposta | Quanta potenza serve per ogni unità della portata attuale | Quanta energia elettrica è stata usata per ogni unità d'aria erogata |
| Non dedurre | Una sola lettura non è l'efficienza annua | Il consumo notturno non indica automaticamente una perdita |
Dispositivi per misurare l'aria compressa
Misurare ogni alimentazione elettrica distinta e senza sovrapposizioni nel confine dichiarato. Acquisire ciascun trasmettitore di portata o pressione di terze parti sul proprio canale d'interfaccia e qualificare separatamente i dati del controllore per modello, firmware e mappa dei registri esatti.
Il compressore, oltre all'essiccatore e agli ausiliari quando rientrano nel confine
1 per alimentazione trifase, a 3 o 4 fili
- Scegliere il campo dei trasformatori di corrente per ogni alimentazione: nucleo apribile da 120 A oppure bobine Rogowski da 300 A, 1 kA e 3 kA
Un trasmettitore di portata o pressione di terze parti con uscita 4–20 mA alimentata esternamente
1 per segnale due per circuiti separati di portata e pressione
Da 0 a 20 mA con risoluzione di 0,001 mA, fino a 36 V CC, alimentato dalla rete elettrica
Riunisce i dati di potenza, portata, pressione e stato opzionale ed esegue in locale i calcoli configurati
Iniziare con 1 per sala compressori, poi verificare numero di dispositivi, disposizione dell'edificio e copertura radio verificati sul sito
Se il controllore dispone di una mappa dei registri pubblicata
Stato a carico, a vuoto e della sequenza dal controllore del compressore
1 per controllore fino a 30 registri
Misurare un confine dichiarato della sala compressori
Ingresso elettrico e portata erogata devono coprire lo stesso confine fisico e periodo. La portata richiede condizioni di riferimento dichiarate; la pressione richiede punto di mandata controllato e banda di esercizio. Lo stato opzionale del controllore aggiunge contesto ma non sostituisce nessuno dei due ingressi misurati.
Dalle misure della sala compressori a un risultato confrontabile
Alimentazioni elettriche e trasmettitori di processo di terze parti seguono percorsi di acquisizione distinti prima che Edge riunisca i dati identificati e valuti i calcoli configurati.
- Collegamento
- Zigbee
- Cablato
- Edge
- Piattaforme
| Posizione | Cosa indica la misura | Riferimento | Sensore |
|---|---|---|---|
| Elettricità inclusa | Energia o potenza assorbita da compressori, essiccatore e ausiliari compresi nel confine | Usare alimentazioni distinte, senza sovrapposizioni, e mantenere gli stessi carichi inclusi in ogni confronto | ZEM-65 (in questa pagina) |
| Portata erogata | L'aria che attraversa il confine di mandata dichiarato | Registrare se il trasmettitore indica volume effettivo, standard, normale o di aria libera erogata e conservarne temperatura e pressione di riferimento DOE | ZIO-20 (in questa pagina) |
| Pressione del collettore | La condizione di servizio alla quale l'aria è stata erogata e la banda di controllo mantenuta dall'impianto | Acquisire un trasmettitore separato sul collettore di mandata controllato e conservare il campo di variazione, non solo una media DOE | ZIO-20 (in questa pagina), seconda interfaccia |
| Stato opzionale del controllore | Quando un compressore identificato segnala funzionamento a carico, a vuoto, arrestato o in sequenza | Usare solo registri documentati per modello e firmware esatti del controllore, su un bus di cui sono noti master e indirizzamento Scheda tecnica: Interfaccia Modbus | ZMB-31 (in questa pagina) |
Dichiarare le condizioni di riferimento. Condizioni standard, normali, di aria libera erogata ed effettive danno metri cubi diversi. Due valori con la stessa unità non sono confrontabili finché non coincide il riferimento.
Dichiarare cosa rientra nel confine. Essiccatori, scaricatori, ventilatori di raffreddamento e un compressore di riserva modificano ciascuno il rapporto. Elencarli accanto al risultato.
Controllare la portata notturna prima di chiamarla perdita. Utenze previste, spurgo dell'essiccatore, scaricatori e accumulo nel serbatoio possono tutti contribuire. Accertare il contesto operativo prima di definire perdita il carico di base notturno.
Come calcolare la potenza e l'energia specifica dell'aria compressa
Usare potenza e portata attuali per un rapporto operativo istantaneo. Per il risultato su un periodo usare variazioni complete di energia elettrica e volume erogato tra gli stessi istanti iniziale e finale. Non costruire il dato di periodo facendo la media dei rapporti istantanei.
live specific power = Ptotal ÷ Qref
period specific energy = ΔEtotal ÷ ΔVref
Ptotal or ΔEtotal = compressors + dryer + included auxiliaries- Ptotal
- potenza elettrica attuale all'interno del confine, kW
- Qref
- portata erogata attuale alle condizioni di riferimento dichiarate, m³/min
- ΔEtotal
- energia elettrica usata nel confine durante il periodo completo, kWh
- ΔVref
- volume d'aria erogata nello stesso periodo completo e alle stesse condizioni di riferimento, m³
Esempio di calcolo
Due compressori assorbono 75 kW e l'essiccatore con gli ausiliari inclusi assorbe 4 kW, mentre la portata di riferimento è 11,5 m³/min. La potenza specifica istantanea è 79 ÷ 11,5 = 6,87 kW/(m³/min). Se tali valori restassero costanti per otto ore complete, l'energia sarebbe 632 kWh e il volume erogato 5.520 m³, per 0,114 kilowattora per metro cubo. Il secondo risultato è illustrativo: un report reale deve usare totali coincidenti o un'integrazione qualificata, non l'ipotesi di valori costanti.
In Edge
Un calcolo istantaneo in Edge può sommare gli ingressi di potenza selezionati e dividere per la portata di riferimento attuale. Gli ingressi possono avere marcature temporali diverse: definire una regola per i dati obsoleti, rifiutare portate nulle o quasi nulle e controllare la marcatura temporale del risultato, perché un valore precedente può restare visualizzato dopo la soppressione del calcolo. Calcolare l'energia specifica di periodo da serie di letture complete e allineate di energia e volume, risolvendo lacune, azzeramenti dei contatori, riavvii e variazioni dell'accumulo prima della divisione.
Verifiche di messa in servizio
Verificare il confine fisico, ogni segnale acquisito e un calcolo completo prima di usare il rapporto per confrontare il funzionamento.
-
Ogni alimentazione inclusa è misurata
Elencare compressori, essiccatori e ausiliari inclusi nel confine e individuare il contatore di ciascuno.
Superata se elenco e contatori coincidono, nessuna linea a monte si sovrappone a un sottocontatore e ogni carico escluso è documentato.
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Identità della portata e condizioni di riferimento registrate
Registrare modello, configurazione del gas, campo, unità, validità alle basse portate, temperatura e pressione di riferimento del trasmettitore dal display o manuale, poi confrontarli con Edge.
Superata se i due estremi coincidono, compreso se la portata è effettiva, standard, normale o riferita all'aria libera erogata.
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Scala analogica e comportamento in caso di guasto verificati
Confrontare ogni circuito 4–20 mA con l'indicazione del trasmettitore a punti di riferimento concordati; poi verificare il comportamento sotto e sopra il campo e con circuito interrotto in un ambiente di prova approvato.
Superata se portata e pressione restano entro le tolleranze concordate e un segnale non valido non diventa mai un valore di processo apparentemente credibile.
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La pressione è misurata dove viene controllata
Confrontare il trasmettitore con un manometro indipendente sul collettore controllato, con domanda stabile e variabile.
Superata se i due valori concordano e l'andamento mostra la banda di controllo, non una sola media.
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Gli ingressi elettrici corrispondono all'impianto
Confermare assegnazione delle fasi di tensione e dei trasformatori di corrente, orientamento dei trasformatori e variante ZEM-65 ordinata rispetto a una condizione operativa nota e alla documentazione d'installazione applicabile.
Superata se ogni alimentazione inclusa ha segno e ordine di grandezza attesi e nel totale non compaiono linee duplicate o mancanti.
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Gli stati del controllore sono specifici del modello
Confermare modello e firmware esatti, master del bus, indirizzo, tipi di dato e fattori di scala, poi osservare un ciclo disponibile di carico o funzionamento a vuoto sull'impianto.
Superata se ogni stato pubblicato usato come contesto concorda con la macchina osservata e i codici sconosciuti restano sconosciuti.
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Portata mancante o quasi nulla sospende il risultato istantaneo
In un ambiente di prova approvato, rendere obsoleto un ingresso necessario e provare separatamente portata nulla o quasi nulla; poi esaminare valore e marcatura temporale del risultato prima e dopo il ripristino.
Superata se il calcolo è sospeso o chiaramente non valido, nessun valore mancante diventa zero e qualsiasi risultato conservato è riconoscibile dalla marcatura temporale precedente.
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Riconciliare manualmente un periodo completo
Prendere letture di energia e volume con istanti iniziale e finale coincidenti, verificare lacune e azzeramenti, annotare banda di pressione e condizione del serbatoio o accumulo, quindi dividere manualmente le variazioni.
Superata se il risultato manuale coincide con il calcolo di periodo per lo stesso confine, le stesse condizioni di riferimento e le esatte marcature temporali.
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Ogni dato inviato a valle conserva il significato
Sulla piattaforma ricevente confrontare identità dell'impianto, confine, valore, unità, condizioni di riferimento, marcatura temporale della fonte e stato di aggiornamento con Edge.
Superata se il dato ricevuto coincide; il solo trasporto riuscito non vale come verifica semantica.
Limiti della misura
I due rapporti descrivono un punto operativo o un periodo dichiarato. Non diagnosticano il sistema né approvano una modifica dei controlli.
- Portate riferite a condizioni diverse non sono confrontabili, anche se le unità sembrano uguali.
- Potenza specifica o energia specifica di periodo non quantificano da sole perdite, produzione utile, qualità dell'aria, spurgo dell'essiccatore o comportamento del serbatoio e dell'accumulo.
- Stato del controllore e andamento della potenza non permettono di attribuire l'aria erogata a un solo compressore quando un serbatoio o altre macchine servono lo stesso collettore.
- Ridurre la pressione è una decisione di sistema che richiede una valutazione competente dell'aria compressa e il rispetto dei limiti delle apparecchiature.
- Il monitoraggio non sostituisce le protezioni dei sistemi in pressione, gli strumenti certificati o le istruzioni d'installazione del produttore del trasmettitore.
Fonti
- Migliorare le prestazioni dei sistemi ad aria compressa: guida per l'industria (si apre in una nuova scheda) Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti e Compressed Air Challenge
- ISO 11011:2013, Aria compressa: valutazione dell'efficienza energetica (si apre in una nuova scheda) (si apre in una nuova scheda) Organizzazione internazionale per la normazione
- Verifica delle prestazioni dei compressori d'aria e risultati delle prove (si apre in una nuova scheda) (si apre in una nuova scheda) Compressed Air & Gas Institute
- Scheda tecnica: Monitor trifase wireless dell’energia elettrica (si apre in una nuova scheda) EpiSensor. Specifiche, intervalli di misura e codici d’ordine.
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Dispositivi di terzi per questa applicazione
Altri dispositivi nella Directory: Energy meters (56), Current transformers (7)
Portare l'elenco delle alimentazioni, i trasmettitori e la domanda operativa
Un tecnico può concordare il confine, qualificare i segnali di portata e pressione, esaminare l'eventuale mappa del controllore e dimensionare i contatori elettrici per una prima sala compressori.