PNEVMATIKA
Ukrepi za povečanje energijske učinkovitosti pnevmatičnih sistemov
Dragica NOE
Izvleček: Proizvajalci in tudi uporabniki pnevmatičnih komponent se zavedajo nujnosti izboljšanja energijske učinkovitosti pnevmatičnih komponent in sistemov. V ta namen se uvajajo številni ukrepi. Med njimi so različne direktive in standardi. Pri tem se zasledujejo najpogosteje potreba po zmanjšanju splošnih stroškov v podjetju, zlasti zmanjšanje porabe energije v pnevmatičnih sistemih in zmanjšanje porabe energije zaradi varovanja okolja. Ukrepi so številni in najpogosteje vključujejo zmanjšanje izgube zraka zaradi različnih vzrokov, zmanjšanje stroškov pri pripravi zraka, razvoj energijsko učinkovitih komponent in krmilij, zmanjšanje porabe energije zaradi boljšega poznavanja tehnoloških procesov ter z izobraževanjem o pomenu zmanjšane rabe energije v pnevmatičnih sistemih.
Ključne besede: pnevmatika, energijska učinkovitost, prihranki energije, zmanjšanje porabe energije, izguba kom-primiranega zraka, prihranki pri pridobivanju zraka, optimizacija toka in tlaka, razvoj energijsko učinkovitih komponent, varčna pnevmatična krmilja
■ 1 Uvod
Proizvajalci in tudi uporabniki pnevmatičnih komponent se že dalj časa zavedajo nujnosti izboljšanja energijske učinkovitosti pnevmatičnih komponent in sistemov. V to jih silijo stalne spremembe splošnih zahtev v industrijskem okolju in družbi. Med drugim večanju porabe energije v vse vejah industrije težko sledi njena proizvodnja. Z večjo porabo se veča proizvodnja CO2 in njegov vpliv na okolje. Večanje porabe pa vodi k večjih stroškom v proizvodnji, saj se cene energije nenehno dvigujejo. Svet zato sprejema različne energetske in okoljevarstvene zakone, ki zahtevajo zmanjšanje porabe energije ter njeno energijsko prijazno proizvodnjo [1, 14].
V preteklosti so bili že izvedeni številni raziskovalni in razvojni projekti, ki so vir znanja za razvoj energijsko učinkovitih komponent in sistemov [9-14]. Proizvajalci tako razvijajo in v svoje programe že dalj časa uvrščajo energijsko učinkovite kompo-
nente [2 do 8]. Prav tako se tudi porabniki le-teh usmerjajo k uvajanju energijsko učinkovitejših sistemov, vendar pa so zaradi pomanjkanja potrebnih informacij ter znanj njihovi ukrepi le delno uspešni.
Ukrepi za povečanje učinkovitosti pnevmatičnih komponent in sistemov so številni, posamezna podjetja poudarjajo, da je povečanje energijske učinkovitosti najmočneje povezano s pravilnim izborom medija [2, 9], poznavanjem tehnoloških procesov in z jasno opredelitvijo zahtev za dimenzioniranje pnevmatičnih pogonov [8] ter z razvojem energijsko učinkovitih komponent in sistemov [2-14]. Svoja prizadevanja so strnili v različne modele, med njimi v 4EE (4 energy efficiency koncept) [7], deset točk za učinkovito rabo energije [8, 22], usmerjenost v tri osnovne cilje - dimenzioniranje, odprava mrtvih volumnov, regulacija tlaka [5] in podobno.
Za dviganje energijske učinkovitosti organizacij je smiselno oblikovati
projektne skupine z različnih področij. Pri tem lahko učinkovito pomaga energetski standard ISO 50001:2011 [24], Energy management systems -Requirements with guidance for use, is a voluntary International Standard developed by ISO (International Organization for Standardization), ki daje organizacijam osnovo za oblikovanje sistema za obvladovanje porabe energije, pokaže prednosti in koristi obvladovanja porabe energije tako za velika kot majhna podjetja, v javnem in privatnem sektorju, v vseh vejah industrije in javne porabe. Omogoča oblikovanje okvirov za vladne politike kako upravljati z energijo. Ocenjuje se, da ta standard lahko vpliva na 60 odstotkov energije, ki se porabi na svetu. Ocena ima osnovo v poročilu World Energy Demand and Economic Outlook [15].
■ 2 Cilji uvajanja ukrepov
Odločitev za uvedbo ukrepov za povečanje energijske učinkovitosti v pnevmatičnih sistemih ima najpogosteje naslednje cilje:
Izr. prof. dr. Dragica Noe, univ. dipl. inž., Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo - LASIM
Prihranki energije se pričnejo z njeno pravilno uporabo in dejstvom, da je najcenejša tista energija, ki se ne uporabi (Arthur Rosenfeld, nuklearni fizik) [21].
128
Ventil 22 /2016/ 2
PNEVMATIKA
•	zmanjšanje splošnih stroškov v podjetju, zlasti zmanjšanje porabe energije v pnevmatičnih sistemih,
•	zmanjšanje porabe energije zaradi varovanja okolja in s tem povezanih direktiv posameznih držav (v Evropi Evropskih direktiv [1]).
Uvajanje ukrepov vodi tudi k drugim koristi m, kot so [4]:
•	povečanje produktivnosti zaradi boljše in nadzorovane oskrbe z zrakom,
•	zmanjšanje stroškov v vzdrževanju, optimalni tlaki zmanjšujejo sile in napetosti v komponentah, s čimer se zmanjšajo izpadi in zastoji,
•	optimizacija v dimenzioniranju komponent vodi k nižjim investicijskim stroškom in manjši porabi električne energije,
•	z zniževanjem števila zastojev in napak se zmanjša izmet,
•	z zmanjšanjem porabe zraka in nižanjem tlaka se zmanjša število kompresorjev v delovanju, zato je manjša poraba električne energije.
Dobre strani ukrepov in izboljšav morajo značilno presegati stroške sprememb, poraba energije mora biti nižja kot pred njihovim uvajanjem.
■ 3 Uvajanje izboljšav
Pri načrtovanju in izvedbi izboljšav v obstoječem pnevmatičnem sistemu je treba privzeti določeno zaporedje aktivnosti:
•	zakaj je treba uvesti izboljšave -ugotoviti je treba dejansko porabo energije, namen in potencial izboljšav,
•	izmeriti oziroma ugotoviti trenutno porabo stisnjenega zraka oziroma energije, stroške energije kakor tudi izgubo energije oziroma stisnjenega zraka, ugotoviti padce tlaka v sistemu, potreben tok zraka, analizirati porabnike (izpihovalne šobe, poraba zraka pri mirovanju), ugotoviti nepravilno rabo energije,
•	uvesti izboljšave,
•	ugotoviti porabo energije po uvedbi izboljšav in opredeliti s tem povezane prihranke.
Uvajanje ukrepov za izboljšanje energijske učinkovitosti se prične pri vodstvu podjetja in mora vključevati vse nivoje podjetja. Člani delovne skupine morajo biti iz nabave, konstrukcije, prodaje, proizvodnje, vzdrževanja, logistike ter kontrole kakovosti. Tako oblikovana interdisciplinarna skupina lahko razume celovit problem porabe energije ter lahko premaga ovire. Ukrepi, ki jih je treba uvesti, morajo biti podprti z jasno sliko dejanske porabe energije in želenimi prihranki. Podatki, ki jih je treba zbrati, so vsekakor letna poraba energije za podjetje, poraba energije za pridobivanje komprimirane-ga zraka, dejanska poraba zraka ter s tem nastali stroški. Dobrodošle so primerjave s preteklimi leti ter podatki o porabi energije v primerljivih podjetjih. Želeni prihranki naj bodo izraženi v odstotkih ali v dejanskem zmanjšanju stroškov.
Zmanjšanje porabe energije za pridobivanje komprimiranega zraka naj bo le del vsesplošnega povečanja energijske učinkovitosti podjetja. Delovna skupina za povečanje učinkovitosti pnevmatičnih sistemov v podjetju je lahko sestavljena iz strokovnjakov, ki sistem vzdržujejo, načrtujejo in montirajo. Pogosto pa je učinkovitejša vključitev zunanjih ekspertnih skupin, ki so dopolnjene z zaposlenimi v podjetju. Taka skupina je jasno usmerjena, ni obremenjena z dnevnimi nalogami, ima znanja ter opremo, ki jih v podjetjih največkrat ni. Vključitev zunanjih strokovnjakov je tudi možnost za izobraževanje vzdrževalcev, kako se lotiti varčevanja z energijo in kateri koraki so potrebni pri sanaciji pnevmatičnega sistema.
Naloga delovne skupine je izdelava izhodišč za analizo porabe komprimiranega zraka in s tem povezanimi stroški. Podatki, ki jih mora pridobiti:
•	poraba energije za komprimira-nje,
•	časovni potek delovanja kompresorjev,
•	dejanska poraba komprimirane-ga zraka na leto,
•	časovni potek porabe,
•	poraba zraka pri mirovanju,
•	velikost in mesta puščanja,
•	padci tlaka v sistemu,
•	analiza porabe zraka uporabnikov.
■	4 Ukrepi za povečanje energijske učinkovitosti komprimiranega zraka
Pri sanaciji obstoječega sistema je najpogosteje prvi korak odprava nekontrolirane izgube zraka, ki nastane v kompresorski postaji, omrežju kakor tudi pri porabnikih. Odprava izgub komprimiranega zraka je pogosto povezana z:
•	obvladovanjem izgub zraka,
•	optimizacijo tlaka in toka,
•	izklapljanjem porabnikov in dovajanjem zraka na zahtevo,
•	zmanjšanjem mrtvih volumnov,
•	izboljšanjem sistema za pridobivanje komprimiranega zraka.
V literaturi je mogoče najti številne primere dobre prakse [8, 16].
■	4.1 Obvladovanje izgube komprimiranega zraka
Cevni sistem za distribucijo komprimiranega zraka prispeva največji delež v izgubi komprimiranega zraka (do 62 %), zato se prav v sanaciji tlačnega omrežja skriva največji potencial prihrankov komprimiranega zraka (slika 1) [1, 10].
Izgubo zraka je mogoče zaznati z analizo diagramov dnevne porabe zraka med mirovanjem. Volumski tok izgubljenega zraka pa se lahko določi tudi z metodo merjenja tlaka pri praznjenju tlačne posode ali pa z metodo merjenja trajanja vklopa kompresorja, prav tako pri nedelovanju porabnikov [17]. Mesta puščanja je mogoče zaznati s prostim ušesom ali z merilniki zvoka. Zaznavanje in poročanje o puščanju je naloga vseh zaposlenih v proizvodnji. Redno in takojšnje odpravljanje mest puščanja zagotavlja, da so padci tlaka zaradi puščanja v predvidenih mejah. Pri večjih odstopanjih je nujna sanacija omrežja, ki vključuje zatesnitev netesnih priključkov, povezovalnih elementov, zamenjavo netesnih cevi in hitrih
129	Ventil 22 /2016/ 2

PNEVMATIKA
Slika 1. Deleži izgube zraka
spojk, zamenjavo netesnih ventilov, posodobitev odvajalnikov konden-zata, zamenjavo enot za pripravo zraka in podobno.
Iztekanje zraka iz cevi je nevidno, pogosto tudi neslišno, zato se velikokrat pozablja na te izgube - vsaka izguba pa pomeni strošek.
Osnovno pravilo je, da morajo biti cevi varjene ali lepljene. Če je le mogoče, se je treba izogibati vijačenim povezavam, saj so najpogosteje mesto iztekanja zraka. Pri napajanju porabnikov, ki zrak uporabljajo le občasno, je smiselno vgraditi ventile za odklop. Pravilo čim manjših mrtvih volumnov velja tudi v omrežju. Če del omrežja zraka ne potrebuje, se ta ne dovaja.
Tudi pri aktuatorjih (valjih, šobah) in ventilih je delež izgub zraka prav tako značilen. Temu so vzrok tesnila, obraba in neustrezno dimenzioniranje. Pri obstoječih pnevmatičnih sistemih se redko opravi zamenjava, pri novih postrojenjih pa se mora izračunom porabe in izgube zraka posvetiti posebna pozornost.
Z vgraditvijo krmilnega vezja za nadzor varčevanja z zrakom pri vakuumskih sistemih je mogoče krmiliti ustvarjanje podtlaka samo za čas prijemanja prijemal. Prijemala z Venturijevo cevjo, ki se pogosto uporablja, so veliki porabniki zraka, zato pomeni krmiljeno napajanje manjšo izgubo zraka.
Vedno pogosteje se v proizvodnji odločajo za vgraditev merilnikov tlaka in toka ter diferencialnih merilnikov tlaka v obstoječi pnevmatični sistem. Z vgraditvijo teh senzorjev se poveča stalni nadzor nad oskrbo
s komprimiranim zrakom. Ugotovitev padcev tlaka nakazuje možno nekontrolirano iztekanje oziroma lekažo. Na lekažo kaže tudi povečan tok, ki ga zaznajo merilniki toka. Spremembe tlaka, ki jih zaznajo diferencialni merilniki tlaka, nakazujejo na zamašitev filtrov, na zahtevo za čiščenje in njihovo zamenjavo. Čisti filtri zagotavljajo pravilen pretok zraka, varujejo valje in ventile pred umazanijo, zmanjšujejo zahteve za servisiranje in podaljšujejo življenjsko dobo aktuatorjev in ventilov [8, 16]. Nadzor nad čistostjo zraka povečuje zanesljivost delovanja valjev in ventilov, kar posredno podaljšuje MTBF.
■ 4.2 Optimizacija tlaka in toka
Vgraditev senzorjev za tlak in tok bistveno povečuje učinkovitost pnevmatičnih sistemov in posredno zmanjšuje porabo energije. Senzorji
Slika 2. Iztekanje zraka pomeni denar
Slika 3. Enota za pripravo zraka - MS z vklopno izklopnim ventilom z mehkim startom in varnostno funkcijo, senzorjem za merjenje tlaka in toka (Festo)
130
Ventil 22 /2016/ 2
PNEVMATIKA
budno nadzorujejo, da postavljeni parametri sistema ostajajo v predvidenih mejah.
Padci tlaka v omrežju ne smejo presegati 0,1 bar. Največja dovoljena hitrost gibanja zraka po ceveh naj bo 6 m/s. Iz teorije dinamike plinov je poznano, da vsak meter cevi, zožitve cevovodov, krivine in razcepi kakor tudi vgrajeni ventili povzročajo padce tlaka. Kotni 90-stopinjski priključki imajo večji padec tlaka, zato jih je smiselno zamenjati z Y-priključki.
Trenje v ceveh naj bo čim manjše, zato morajo biti čiste.
Skrben pregled tlačnih zahtev porabnikov je osnova za optimizacijo višine tlaka. Znižanje tlaka od 6 bar na 5 bar na posameznih strojih pogosto nima vpliva na njihove lastnosti in delovanje, močno pa se zniža poraba energije. Če višji tlak potrebuje samo določen porabnik, je smiselno uporabiti pnevmatične ojačevalnike ali zagotoviti potrebno silo z ustreznimi konstrukcijskimi rešitvami. Višji tlak v celotnem sistemu vodi k večji porabi energije za komprimiranje.
■ 4.3 Dovod zraka na zahtevo
Urejanje dovajanja zraka na stroje, ko ga ti ne potrebujejo, oziroma za-
piranje dotoka zraka je bilo v preteklosti največkrat ročno. Zaradi nepoznavanja pnevmatičnih sistemov pa so bili izklopi nestrokovni in je prihajalo do različnih poškodb strojev. Izklopi morajo biti predvideni že v načrtovanju krmilja, saj del krmilja pogosto potrebuje samo nekaj nadtlaka, drug del pa popoln izklop. V ta namen so razviti različni tlačni ventili, ki avtomatično krmilijo višino tlaka pri izklopih.
Energija na zahtevo zagotavlja dobavo toliko energije, kot se je potrebuje. V pnevmatiki je to mogoče z uporabo elektropnevmatičnih krmilnikov tlaka, z njihovo uporabo je mogoče zmanjšati tudi do 25 odstotkov porabe zraka [7].
■ 4.4 Zmanjšanje mrtvih volumnov
K stalnim ukrepom je treba dodati še ukrep zmanjšanja mrtvih volumnov tako v delovnih komponentah - dolžina gibov naj bo ustrezna, in v cevovodih - če so cevi daljše, mora komprimirani zrak zapolniti več volumna. Skrajšanje cevi in povezav omogoča znatne prihranke [18].
Povečanje energijske učinkovitosti pnevmatičnih sistemov je neposredno povezano z optimizacijo cevnega sistema. Optimizacija vključuje
skrajšanje dolžine kakor tudi prilagg-ditev notranjih premerov cevi. Dolge cevi se zamenjujejo s krajšimi, kjer je to mogoče, uporabijo se pravilni premeri cevi in priključkov glede na padce tlakov, preprečiti je treba zavijanje in stiskanje cevi, kar povzroča dodaten upor, izločijo se nepotrebni ventili in povezovalni elementi, krožni sistemi se zamenjajo z enosmernimi. Obetavne rešitve so razvoj in uporaba ventilskih blokov oziroma otokov kakor tudi prigraditev ventilov na pogonske enote.
■ 4.5 Energijsko učinkovito pridobivanje komprimiranega zraka
Spremembe v pripravi zraka - kom-presorski postaji - pogosto povzročajo visoke stroške. Odprave izgub v kompresorski postaji ne prispevajo k povečanju energijske učinkovitosti, če predhodno niso odpravljene izgube zraka v omrežju. Možnosti prihrankov energije in ukrepe, ki so za to potrebni, je mogoče iskati v zmanjšanju potrebnega dela za komprimiranje zraka, ki bo tem manjše, čim nižja je temperatura vstopnega zraka, čim boljše bo odvajanje toplote in eksponent n čim bližji k = 1,4 (izotermni kompresiji), v zniževanju izstopnega tlaka, izbiri kompresorjev z manjšimi volume-tričnimi in mehanskimi izgubami ter v uporabi sproščene toplote - odpadne energije pri komprimiranju. Po podatkih je mogoče 94 % odpadne toplote ponovno uporabiti, vendar le pri velikih postrojenjih [9].
Z višanjem vstopne temperature zraka se veča porabljena energija za komprimiranje in zmanjša dobavljena masa zraka. Tako je znano, da se pri dvigu temperature za 3 °C zmanjša masa dobavnega zraka za 1 %. Sesanje naj bo urejeno tako, da je zrak na vstopu čim bolj hladen, saj se s tem poveča zmogljivost kompresorja [5, 17].
Izgube energije pri komprimiranju so vsota izgub zaradi izkoristka elektromotorja in regulacije kompresorjev. Dobro avtomatsko krmiljenje enega ali več kompresorjev lahko omogoči tudi do 15 % prihranka
Slika 4. Potencialne možnosti za prihranke energije v kompresorski postaji [17]
131	Ventil 22 /2016/ 2

PNEVMATIKA
energije. Energijo je zato mogoče prihraniti s pravilno izbiro kompresorjev, to je kompresorjev s čim manjšo specifično porabo energije oziroma s čim boljšim izkoristkom.
K izgubam prispevajo še izgube, ki nastanejo pri hlajenju zraka, sušenju zraka v filtrih ter odstranjevalnikih olja. Povprečne izgube, ki nastanejo pri pripravi zraka v kompresorski postaji, so v mejah 5 % skupne energije. Z rednim vzdrževanjem jih je mogoče omejiti oziroma celo zmanjšati. Nezanemarljive so tudi izgube zaradi puščanja v kompresorski postaji.
Proizvajalci kompresorjev ocenjujejo, da je mogoče z ustreznimi ukrepi prihraniti do 30 % stroškov energije, in sicer 6 % z znižanjem tlaka za 1 bar na izhodu iz kompresorja z modernimi načini krmiljenja, 4,5 % z zmanjšanjem porabe zraka z zmanjšanjem lekaže, 10 % z ustrezno regulacijo med obremenitvijo, praznim tekom in mirovanjem ter 10 % z boljšim prenosom moči in izkoristkom pri pogonskih motorjih [17].
■	5 Razvoj strojev in komponent ter energijska učinkovitost
■	5.1 Poznavanje tehnoloških procesov
Vsako načrtovanje strojev in naprav zahteva analizo procesa in iz tega opredeljenih zahtev za sile in hitrosti pogonov. Nepoznavanje izdelovalnih in montažnih procesov vodi k predimenzioniranju in s tem neustrezni rabi energije. Velikost pnevmatičnih komponent - aktuator-jev - naj bo prilagojena dejanskim potrebam. Na ta način je mogoče prihraniti tudi do 40 % komprimi-ranega zraka in s tem povezanih stroškov ter v povprečju zmanjšati stroške investicije za 10 % [8].
Povzeti je mogoče, da so v podjetju Bosch Rexroth razvili koncept 4EE (4 energy efficiency concept), ki so ga uspešno uporabili na področju hidravličnih sistemov, vendar ga je mogoče uporabiti tudi v pnevmatiki. Koncept 4EE omogoča razvoj
novih in optimizacijo obstoječih strojev s hidravličnim pogonom z značilnim zmanjšanjem porabe energije med 35 in 85 odstotki [7]. Koncept je primeren za graditelje strojne opreme in njene uporabnike ter za uporabo v celotni življenjski dobi pnevmatičnih sistemov.
Pri razvoju energijsko učinkovitega pnevmatičnega sistema so koristna orodja, ki omogočajo analizo, simulacijo in zasnovo tehnoloških procesov in s tem povezano optimizacijo zasnove strojev in sistemov. Na osnovi rezultatov simulacije procesov so mogoči pravilen izbor izvora energije, dimenzioniranje pogonov - sil in hitrosti - ter s tem optimizacija delovnih ciklov. Manjša poraba zraka, nižji tlaki ter poraba električne energije so možni prihranki. Simulacija omogoča zmanjšanje faktorjev varnosti, na primer od 1,5 na 1,2, saj so v simulacijskih orodjih upoštevani varnostni faktorji, ki so vgrajeni že v posameznih pnevmatičnih komponentah. Na ta način so prihranki energije dokaj veliki.
Na osnovi poznavanja dejanskih zahtev procesov, za katere se načrtuje pnevmatični sistem, je mogoče optimizirati pogonske enote. Optimizacija vključuje izbor valjev in pripadajočih ventilov. Neusklajenost lahko vodi k manjšim investicijskim stroškom, dolgoročno pa k večji porabi energije. Nakup ventilov manjših dimenzij pomeni manjše stroške pri nakupu. Za zagotavljanje pravilnega delovanja pogonske enote (hitrosti - kapaciteta, sile) pa bodo zato potrebni višji tlaki, ki jih mora zagotavljati kompresor. Dolgoročno to pomeni več porabljene energije. Posledica izbire večjega premera valjev, kot ga zahteva proces, pomeni večjo porabo zraka ter večje dimenzije ventilov.
Dimenzioniranje - pravilna velikost komponent je potreben pogoj za optimalno izkoriščenost energije. Predimenzioniranje vodi k prekomerni rabi stisnjenega zraka, pod-dimenzioniranje pa k nepravilnemu delovanju strojev in naprav.
■	5.2 Razvoj energijsko učinkovitih komponent
Proizvajalci pnevmatičnih komponent - aktuatorjev in ventilov - ter proizvajalci kompresorjev si že dalj časa prizadevajo razviti energijsko učinkovite izdelke. Te težnje je zaznati tako pri razvoju elektromotorjev za pogon kompresorjev, razvoju kompresorjev, celovitih kompresorskih postrojev, kjer se optimizirajo posamezni sklopi. Razvijajo se motorji z višjimi izkoristki in komponente z manjšimi padci tlakov in manjšo porabo zraka. Številna prizadevanja so usmerjena v zmanjšanje mas gibljivih delov, zmanjšanje trenja ter odpravo mrtvih volumnov pri aktuatorjih. Proizvajalci pnevmatične opreme so razvili orodja za konstruiranje aktuatorjev in simulacijo njihovega delovanja.
Tudi v krmilnem delu se stremi k uporabi energijsko učinkovitih elektromagnetnih ventilov, miniaturiza-ciji in energetsko varčnim krmiljem. Pri razvoju energijsko učinkovitih ventilov je pozornost usmerjena v zmanjšanje vklopnih sil, zmanjšanje padcev tlaka skozi ventile, odpravljanje notranjih izgub zraka. To je mogoče doseči z miniaturizacijo, zmanjšanjem mas gibljivih delov, z novimi koncepti ventilov. Prihranke energije je mogoče doseči tudi z razvojem učinkovitejših elektromagnetov in uvajanjem piezoaktuatorjev [11, 12].
■	5.3 Energijsko učinkovita krmilja
Pri razvoju učinkovitih pnevmatičnih krmilij je pozornost namenjena regulaciji tlaka v povratnem gibu in rekuperaciji - uporabi iztekajočega se zraka iz valjev [10]. Povratnim gibom pnevmatičnih valjev se pri optimizaciji pnevmatičnih pogonov ne posveča dovolj pozornosti. V večini primerov pogonske enote premikajo bremena ali premagujejo sile le pri enem gibu, zato ni nujno, da so tlaki pri obeh gibih enako visoki.
Porabo zraka je pri kratkih valjih mogoče zmanjšati z vzmetjo za vračanje (enosmerni valji), pri daljših valjih pa se za povratni gib uporabi zrak z nižjim tlakom (2 do 3 bar) ali
132
Ventil 22 /2016/ 2
PNEVMATIKA
pa iztekajoči zrak iz delovnega dela valjev. Pri tisočih delovnih ciklov je prihranek visok.
■ 6 Sklep
Podjetja si danes ne morejo privoščiti potrate energije v proizvodnji, povečanje energijske učinkovitosti pnevmatičnih sistemov je zato ena izmed poti.
Povzeti je mogoče, da je treba iskati prihranke v številnih ukrepih, ki so usmerjeni v sanacijo obstoječih pnevmatičnih sistemov in v razvoj ter načrtovanje energijsko učinkovitih komponent ter sistemov.
Na osnovi analize dejanske porabe komprimiranega zraka in porabljene energije je treba izdelati strategijo, izbrati metode in orodja za podporo pri optimizaciji porabe zraka oziroma energije, uvesti spremembe ter jih ponovno ovrednotiti. Pri tem so dobrodošli primeri dobre prakse, ki jih v strokovni literaturi predstavljajo tako proizvajalci pnevmatične opreme kot njihovi uporabniki.
Uspeh uvajanja energijske učinkovitosti v pnevmatiki pa bo mogoč le, če bodo aktivnosti vpete v vse nivoje proizvodne organizacije in podprte s stalnim izobraževanjem zaposlenih, vključenih v proces optimizacije.
Literatura
[1]	Direktiva 2012/27/eu evropskega parlamenta in sveta z dne 25. oktobra 2012, http://eurlex.eu-ropa.eu/LexUriServ/LexUriServ. o?uri=OJ:L:2012:315:0001:0056: SL:PDF (2014).
[2]	Sator, A.: Energy saving; FESTO,
International Conference Fluid power. Conference Proceedings, Maribor 2013 P. 17-25.
[3]	Festo: Energy efficiency@Festo - solutions for a profitable and sustainable Future http://www. festo.com/net/supportpor-tal/files/17414/energieeffizi-enz_2012_v10_en_neu_m.pdf /2014/.
[4]	Energy Conservation, Ecologically Conscious Pneumatic Systems, SMC, http://www.nfpa. com/events/pdf/2012_eeh-pc/13_energy%20saving%20 course%20outline.pdf. (2014).
[5]	Energy Efficiency in Pneumatics, http://www.boschrexroth. cz/country_units/europe/ Energy_efficiency.pdf (2014).
[6]	Energy Saving in Compressed Air Systems — how Norgren is helping to improve energy efficiency, http://insidepenton. com/hydraulicspneumatics/ Norgren_energy_saving.pdf (2014).
[7]	Zettl, G.: Rexroth 4EE and Energy Efficiency, International Conference Fluid power, Conference Proceedings, Maribor 2013. 1-16.
[8]	Langro, F.: Energy Savings through Proper Use of Pneumatics. Fluid Power Conference: Reliable and Efficient Hydraulics and Pneumatics for Today and Tomorrow, November 2013.
[9]	Guejardo, G.: When is it More Efficient to Use Electric Actuators and when are Pneumatics Better, Energy Efficient Hydraulics and Pneumatics Conference, Nov. 27-29, 2012, Chicago.
[10]	Gauchel, W.: Energy-savings Pneumatic Systems, O + P Ohlhydraulic und Pneumatik,
50(2006) Nr. 1.
[11]	Herakovič, N., Noe, D.: Nova generacija energetsko varčnih pnevmatičnih ventilov. Ventil, 1998, let. 4, št. 4, str. 210-214.
[12]	Noe, D.: Miniaturizacija v pnevmatiki 2004. Ventil, letn. 10, št. 2, str. 102-107.
[13]	The Future of Energy Efficient Fluid Power: Pneumatics http://www.nfpa.com / events/pdf/2012_eehpc/19_re-ports%20from%20discussi-on%20groups.
[14]	ISO 50001: http://www.iso.org/ iso/iso50001 (2015).
[15]	Kožuh, M., M. Špendal: Varčno z energijo pri rabi komprimiranega zraka, Center za energetsko učinkovitost IJS Ljubljana, http:// lab.fs.uni-lj.si/ldsta/vaje/kv/V1--kompzrak.pdf (1997, 2014).
[16]	Improving Compressed Air System Performance, https:// www1.eere.energy.gov/ma-nufacturing/tech_assistance/ pdfs/compressed_air_source-book.pdf (2015).
[17]	Druckluft effizient erzeugen, http://eor.de/fileadmin/eor/ docs/aktivitaeten/2010/Veran-staltungsreihe/20101108_Kae-ser_Hr_Manthey_Vortrag_KL.pdf
[18] Energy Saving, http://www. smc.eu/portal/WebContent / corporative/content /ener-gy_saving09 /documentation/ ES_cat_en.pdf (2014).
[19]	Philips P: , Six Steps to Energy Efficiency in Pneumatic Systems, Automation Direct 05/05/2014.
[20]	Guelker M.: Pneumatic Systems: 10 Ways to save Energy, Plant Engineering 05/05/2015.
[21]	http://eetd.lbl.gov/about-us/ arthur-h-rosenfeld.
Ukrepi za povečanje energijske učinkovitosti pnevmatičnih sistemov
Abstract: Pneumatic component producers and consumers are well aware of urgency for improvement of energy efficiency of pneumatic systems. Several measures are implemented for this purpose, such as standardization and directives. Enterprises want to reduce energy consumption in pneumatic systems to reduce costs, and to improve environmental acceptance. There are several measures, such as reducing different reasons for compressed air leakage, reducing the costs for compressed air production, reducing the energy consumption by improving and better knowledge of technology and education about importance of energy savings in pneumatic systems.
Keywords: pneumatics, energy efficiency, energy savings, energy consumption decreasing, compressed air leakage, potential saving in compressed air production, pressure and flow optimization, energy efficient component development, saving pneumatic circuits.
133	Ventil 22 /2016/ 2