خفض تكاليف طاقة الهواء المضغوط في الصناعة

لماذا تهم طاقة الهواء المضغوط

تقول الطبعة الثالثة (2016) من الدليل المرجعي «تحسين أداء أنظمة الهواء المضغوط» الصادر عن US Department of Energy (DOE)، الذي أُعد بالتعاون مع Compressed Air Challenge، إن ضواغط الهواء في كثير من المنشآت الصناعية تستهلك كهرباء أكثر من أي نوع آخر من المعدات، وإن تكاليف الكهرباء هي إلى حد بعيد أكبر نفقات امتلاك معظم أنظمة الهواء المضغوط وتشغيلها.

إصلاح التسربات

وفق الدليل، تهدر التسربات أحيانًا من 20 إلى 30% من خرج الضاغط، ومن المرجح أن يكون معدل التسرب في مصنع نموذجي لم تُحسن صيانته مساويًا لنسبة 20% من إجمالي سعة إنتاج الهواء المضغوط فيه. وتقول صحيفة الحقائق رقم 7 الصادرة عن Compressed Air Challenge (مايو 2026) إن الكشف الاستباقي عن التسربات وإصلاحها يمكن أن يخفض التسربات إلى أقل من 10% من خرج الضاغط، وإن خفض ضغط النظام يؤدي إلى خفض معدلات التسرب، وإنه ينبغي بعد إصلاح التسربات إعادة تقييم نظام التحكم في الضاغط لتحقيق كامل إمكانات التوفير.

خفض الضغط وفقد الضغط

تعطي صحيفة الحقائق رقم 1 الصادرة عن Compressed Air Challenge (مايو 2026) قاعدة تقريبية مفادها أن كل زيادة قدرها 2 psi في ضغط التشغيل تتطلب 1% إضافية في تكاليف طاقة التشغيل، وتقول صحيفة الحقائق رقم 11 (مايو 2026) إنه ينبغي تحديد أحجام نظام التجفيف والترشيح والتوزيع بأكمله وترتيبه بحيث يكون انخفاض الضغط الإجمالي من ضاغط الهواء إلى نقاط الاستخدام أقل بكثير من 10% من ضغط تصريف الضاغط. وتقدّر النشرة الفنية للمجفف التبريدي ULTRASEC أن زيادة قدرها 1 bar في الضاغط تكلف نحو 7% من قدرة المحرك المركّب. انظر لماذا يكلّف انخفاض الضغط طاقة.

مواءمة خرج الضاغط مع الطلب

تشير نشرة نصائح صادرة عن DOE عام 2004 بشأن أنظمة التحكم في الضواغط إلى أن الضواغط العاملة بحمل جزئي أقل كفاءة عمومًا منها عند الحمل الكامل، وأن أنظمة التحكم بالسرعة المتغيرة تخفض سرعة الضاغط في فترات انخفاض الطلب، وتنصح بإعداد ملف للضغط والطلب قبل الاستثمار في أنظمة تحكم إضافية.

للضاغط اللولبي الدوار بحقن الزيت ULTRASCREW إصدار متغير السرعة تذكر نشرته الفنية أنه يوفر حتى 35% من الطاقة ويعمل في نطاق ضغط من 5 إلى 14 bar. ويدرج كتالوج Industrial 2026 من Ultra Controlo الضاغط ULTRASCREW بإصدارات ثابتة السرعة (FSD)، ومتغيرة السرعة (VSD)، وثنائية المرحلة متغيرة السرعة (DS)، ويصف محرك VSD بأنه يضبط سرعة الضاغط وفق الطلب الفعلي للشبكة، فيقلل دورات التحميل وإلغاء التحميل وهدر الطاقة وذروات التيار عند بدء التشغيل.

وقف الاستخدامات غير المناسبة للهواء المضغوط

يقول الدليل المرجعي لعام 2016 إنه ينبغي للمستخدمين أن ينظروا دائمًا في أشكال طاقة أكثر جدوى من حيث التكلفة قبل اللجوء إلى الهواء المضغوط. وتدرج طبعته لعام 2016 من الاستخدامات التي قد تكون غير مناسبة: النفخ المفتوح، وحقن الغاز، والشفط، والترذيذ، والتبطين بالغاز، والنقل في الطور المخفف والطور الكثيف، وتوليد التفريغ، وتبريد الأشخاص، ومسدسات النفخ أو الرماح اليدوية المفتوحة، والمضخات الغشائية، وتبريد الخزائن، وأجهزة فنتوري التفريغ، والمحركات الهوائية. وبالنسبة إلى التفريغ، انظر أنظمة التفريغ المركزية للمصانع.

معالجة الهواء بالقدر اللازم فقط، واسترداد الحرارة

ويضيف الدليل أن الترشيح بالمستوى الذي يتطلبه كل تطبيق للهواء المضغوط فقط يقلل انخفاض الضغط وما ينتج عنه من استهلاك للطاقة، وأن تجفيف الهواء المضغوط إلى ما يتجاوز نقطة الندى تحت الضغط المطلوبة يؤدي إلى طاقة وتكاليف لا داعي لها. ويشير أيضًا إلى أن ما يصل إلى 80 إلى 93% من الطاقة الكهربائية التي يستهلكها ضاغط الهواء الصناعي يتحول إلى حرارة، وإلى أن هذه الحرارة يمكن استردادها واستخدامها لإنتاج الماء الساخن أو الهواء الساخن.