Ile kosztują nieszczelności sprężonego powietrza

W fabryce wyrobów z tworzyw, w której przez lata liczyłem koszty, sprężarkownia była za ścianą mojego biura. W sobotę, kiedy produkcja stała, a ja domykałem miesiąc, sprężarka co kilka minut się załączała. Nikt nic nie robił, maszyny były wyłączone, a ona pompowała powietrze w sieć, z której ono uciekało. Wtedy pierwszy raz policzyłem, ile kosztuje to syczenie. Wyszła kwota, za którą można było zatrudnić człowieka na pół etatu.

W tym tygodniu podobne pytanie zadał mi właściciel zakładu obróbki drewna ze Śląska Cieszyńskiego. Rachunek za prąd urósł mu bardziej, niż urosła produkcja. Zaczęliśmy od sprężarki, bo to zwykle najtańsze miejsce do szukania.

Założenia

Przykład opiera się na typowej, średniej instalacji w zakładzie na jedną, dwie zmiany. Liczby przecieków są przykładowe, u ciebie pokaże je dopiero pomiar.

• Sprężarka śrubowa 37 kW. Sieć jest pod ciśnieniem około 5 000 godzin w roku, bo nikt jej nie odcina po zmianie i w weekendy.
• Wszystkie przecieki razem to około 1,2 m³ powietrza na minutę. W starszej sieci z kilkudziesięcioma szybkozłączkami to wynik dość typowy.
• Na wytworzenie 1 m³ na minutę sprężarka potrzebuje około 6,5 kW mocy elektrycznej przy ciśnieniu roboczym około 7 barów.
• Prąd: 0,95 zł za kWh netto z dystrybucją.
• Przegląd z wykrywaczem ultradźwiękowym i naprawy kosztują razem 8 000 zł netto i usuwają 80% przecieków. Reszta to drobne nieszczelności, których nie opłaca się gonić.

Syczenie liczone w złotówkach

Przecieki o wydajności 1,2 m³ na minutę to dla sprężarki obciążenie 7,8 kW, przez cały czas, kiedy sieć jest pod ciśnieniem. Przez 5 000 godzin daje to 39 000 kWh rocznie. Przy 0,95 zł za kWh wychodzi 37 050 zł. Za powietrze, które nic nie zrobiło.

Usunięcie 80% przecieków to 29 640 zł mniej na rachunku za prąd. Przegląd i naprawy kosztują 8 000 zł. Zwrot po czterech miesiącach, a dokładniej po trochę ponad trzech, zaokrąglam w górę. To jedna z niewielu inwestycji w zakładzie, przy których nie trzeba długo dyskutować o założeniach. Nawet jeśli przecieków jest o połowę mniej, niż przyjąłem, zwrot nie przekracza ośmiu miesięcy.

Dla porównania: jedna nieszczelna złączka, która syczy na tyle głośno, że słychać ją z kilku metrów w cichej hali, potrafi kosztować kilka tysięcy złotych rocznie. Mała dziurka w wężu przetartym o krawędź stołu też. Te liczby zależą od średnicy otworu i ciśnienia, dlatego zamiast tabel z katalogów lepiej zrobić pomiar u siebie.

Jak znaleźć przecieki bez wydawania pieniędzy

Najprostszy pomiar kosztuje tylko czas. Po ostatniej zmianie, kiedy wszystkie maszyny są wyłączone, zostaw sprężarkę włączoną i zmierz zegarkiem, ile czasu pracuje pod obciążeniem, a ile stoi w ciągu kwadransa. Jeśli pracuje pod obciążeniem przez jedną trzecią czasu, to mniej więcej jedna trzecia jej wydajności idzie w przecieki. Na tej podstawie policzysz, ile to kosztuje rocznie.

Drugi krok to obchód w ciszy. Po zmianie, z kartką i markerem, przejdź wzdłuż całej sieci: złączki, szybkozłączki, reduktory, węże przy stanowiskach, zawory spustowe przy zbiornikach. W cichej hali sporą część przecieków słychać uchem. Każdy znaleziony oznacz kolorową opaską, żeby utrzymanie ruchu mogło je naprawić w pierwszym wolnym oknie.

Trzeci krok to wykrywacz ultradźwiękowy. Najmniejsze przecieki, schowane za maszynami albo pod sufitem, słychać dopiero w ultradźwiękach. Firmy serwisujące sprężarki robią takie przeglądy jako usługę, często z raportem i zdjęciami każdego miejsca. Część zakładów kupuje własny wykrywacz i robi obchód co kwartał.

Ciśnienie i godziny pracy

Przy okazji przecieków dwie rzeczy, które często dają drugie tyle.

Ciśnienie robocze. Wiele sieci pracuje na wyższym ciśnieniu, niż potrzebują maszyny, bo kiedyś jedna z nich go wymagała albo ktoś podkręcił, „żeby było z zapasem”. Każdy bar więcej to kilka procent więcej prądu, a do tego przecieki rosną razem z ciśnieniem. Sprawdź, ile naprawdę potrzebuje najbardziej wymagający odbiornik, i ustaw sieć na tyle plus mały zapas.

Godziny pod ciśnieniem. W moim przykładzie sieć jest pod ciśnieniem 5 000 godzin, a produkcja pracuje mniej więcej 4 000. Tysiąc godzin rocznie sprężarka zasila same przecieki. Zawór odcinający na głównej rurze, zamykany po ostatniej zmianie, albo prosty sterownik czasowy kosztują ułamek tego, co pozwalają zaoszczędzić. Jeśli jakieś stanowisko potrzebuje powietrza w nocy, lepiej odciąć je osobno niż trzymać całą halę pod ciśnieniem.

Jeszcze jedno: sprężarka, która chodzi bez przerwy, szybciej się zużywa. Jej awaria w środku tygodnia zatrzymuje wszystko, co jest podpięte do sieci. Co znaczy taki dzień, liczyłem w tekście Ile kosztuje godzina przestoju maszyny.

Odzysk ciepła przy okazji

Skoro już ktoś zagląda do sprężarkowni, niech spojrzy na jeszcze jedną rzecz. Większość energii, którą pobiera sprężarka, zamienia się w ciepło. Zwykle wentylator wyrzuca je na zewnątrz albo, co gorsza, do pomieszczenia, które latem trzeba potem chłodzić. Przy sprężarce 37 kW to w sezonie grzewczym spora ilość ciepła, którą można skierować kanałem do hali, do szatni albo do podgrzewania wody.

Kanał z przepustnicą, przełączaną latem na zewnątrz, a zimą do środka, to wydatek rzędu kilku, kilkunastu tysięcy złotych zależnie od odległości. W tym przykładzie go nie liczę, bo to osobna decyzja z osobnym zwrotem. Ale w zakładzie, w którym sprężarkownia sąsiaduje z halą, często zwraca się szybciej niż nowe ogrzewanie.

Właściciel spod Cieszyna zrobił pomiar zegarkiem w piątek wieczorem. Sprężarka pracowała pod obciążeniem niecałe pięć minut na kwadrans, bez żadnej maszyny w ruchu. Oszczędność, której nie widać na koncie, jest tylko w prezentacji, ale ta pokaże się na najbliższej fakturze za prąd.