압축 공기로 작동하는 장비의 장점 중 하나는 공급 압력을 조절하여 성능을 정밀하게 ''조절''할 수 있다는 점입니다. 예를 들어 EXAIR 슈퍼 에어 나이프를 생각해 보세요. 압력 조절기를 통해 “ 미풍에서 강풍”까지, 그리고 그 사이의 모든 지점에서 유량과 힘을 조절할 수 있습니다. 애플리케이션의 요구사항에 따라 0.35bar('미풍')의 낮은 공급 압력과 8.27bar('강풍')의 높은 공급 압력으로 작동하는 사용자를 알고 있습니다.
※ (왼쪽부터) 생선 필렛을 급속 냉동하기 전에 과도한 수분을 제거하고, 잘게 썬 치즈를 포장할 때 뭉치는 것을 방지하며, 신선하고 맛있는 도넛을 일관되고 고르게 글레이징하는 등 식품 가공 분야에서 인기 있는 EXAIR 스테인리스 스틸 슈퍼 에어 나이프는다음과 같은 용도로 사용됩니다.
일반적으로 다양한 산업용 블로우오프 애플리케이션의 경우 5.5bar의 공급 압력에서 시작하는 것이 좋습니다. 따라서 압축 공기 헤더 압력은 5.5bar 이상이어야 하는 것은 당연한 이치입니다. 하지만 배관/배급 시스템의 크기가 사용 지점에 필요한 총 공기 흐름을 전달하기에 적절하다면 5.5bar보다 훨씬 높을 필요는 없으며, 이는 좋은 일입니다. 그 이유는 다음과 같습니다:
모든 유체는 파이프 (또는 호스 또는 튜브)를 통해 흐르면서 마찰을 만나게 되는데, 이 마찰은 유체의 모든 길이에 걸쳐 압력을 떨어뜨립니다. 파이프 (또는 호스 또는 튜브)가 클수록 마찰이 줄어들어 압력 감소가 줄어듭니다. 이는 공기 압축기를 작동하는 데 지출하는 비용에 관심이 있는 경우 중요합니다. 이 점을 고려하세요:
고객에게 제작 및 판매하는 기계에 모델 110042 42인치 알루미늄 슈퍼 에어 나이프를 장착하는 고객이 있습니다. 이 에어 나이프는 0.05mm 두께의 심이 설치된 상태에서 5.5bar로 공급될 때 3,449리터/분을 사용하며, 대부분의 경우 작업을 매우 잘 수행합니다. 그러나 일부 특정 애플리케이션에서는 에어 나이프의 더 높은 유량과 힘이 필요하므로 고객은 옵션으로 0.10mm 두께의 심을 설치한 슈퍼 에어 나이프를 제공합니다. 이렇게 하면 에어 갭이 두 배가 되므로 공기 소비량도 두 배가 됩니다. 설치 및 유지 관리 가이드의 권장 파이프 크기에 따라 공급 라인을 에어 나이프에 배관했습니다:
※ 슈퍼 에어 나이프 키트에는 심 세트, 필터 분리기, 레귤레이터가 포함되어 있습니다.
배관 길이가 10피트 (3m) 미만이었기 때문에 3/4인치 파이프를 사용했는데, 0.10mm 두께의 심을 설치하기 전까지는 괜찮았지만, 심을 설치하면 공기 소비량이 6,898리터/분으로 두 배로 늘어났습니다. 에어 나이프에 5.5bar의 유량을 공급하려면 헤더 압력을 기존 6.2bar수준에서 7.6bar로 높여야 했습니다. 이는 에어 컴프레서의 작동 매개변수 범위 내에 있었지만, 컴프레서가 더 열심히 작동해야 했기 때문에 더 많은 에너지를 사용하고 더 많은 비용이 들었습니다. 실제로 컴프레서 토출 압력이 0.1bar 증가할 때마다 작동 마력이 1% 증가합니다(출처: 압축 공기 및 가스 연구소 압축 공기 핸드북, 4장, 8페이지).
따라서 토출 압력을 1.3bar 높임으로써 압축기의 전력 소모량(따라서 운영 비용)이 약10% 증가했습니다. 고객의 컴프레서 크기가 얼마인지는 알 수 없었지만 SCH40 검은색 철 파이프의 가격을 찾아보니 8피트 (2.4m)길이의 경우 1인치 파이프가 3/4인치 파이프보다 10~15달러 정도 더 비쌌습니다. 6,898리터/분은 일반적인 산업용 공기 컴프레서 부하에 해당하는 약 60HP이므로 (업계 경험상 113리터/분을 만드는 데 약 1HP를 사용한다고 함), 적어도 75HP 컴프레서라고 추측할 수 있습니다. 다음 공식을 사용하여 최대 부하의 80%를 사용하는 동안의 운영 비용을 계산합니다(몇 가지 합리적인 가정을 하면서):
bhp = 모터 최대 부하 마력(명판 HP보다 높은 경우가 많지만 보수적으로 하기 위해 명판 75HP를 사용하겠습니다.)
0.746 = 마력에서 kW로 변환
# 작동 시간 수(한 달치, 하루 8시간, 주 5일, 4주/월=800시간으로 가정)
$/kWh($0.08/kWh 가정)
시간 % = 이 운영 수준에서 실행 시간의 백분율(85%의 시간으로 가정)
최대 부하 마력 % = 이 작동 수준에서 최대 부하 마력의 백분율(60HP 부하, 85% 가정)
모터 효율 = 이 작동 수준에서의 모터 효율(95% 완전 부하 가정)
10%의 전력을 추가로 소비하면 최대 부하 bhp의 %가 95%로 변경되며, 월별 운영 비용은 다음과 같습니다:
이는 7.6bar의 토출 압력으로 컴프레서를 가동하는 데(월별) $320.00의 추가 비용이 드는 반면, 6.2bar로 가동하기 위해 더 큰 파이프를 사용하는 데(일회성 비용) $15.00의 추가 비용이 드는 것과 같습니다.
이는 “인위적 수요”의 효과 중 한 가지 예일 뿐이며, 본질적으로 크기가 작은 라인, 누수, 간헐적인 높은 부하 등을 보상하기 위해 시스템을 더 높은 압력으로 실행하여 낭비되는 에너지입니다. 압축 공기 작동 제품에 적합한 공급 라인 크기를 지정하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라 누출 감지, 중간 저장, 다양한 부하에 따른 공급 압력 조절, 비효율적인 장치를 엔지니어링 제품으로 교체하는 데 도움을 드릴 수 있습니다. 이 중 일부 또는 전체에 대해 상담하고 싶으시면 전화로 문의해 주세요.
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