Kompresor z falownikiem czy bez? Porównanie Walter SKTG 15 KSPP i SFTG 15 KSPP

Kompresor śrubowy z falownikiem warto rozważyć przede wszystkim wtedy, gdy zużycie sprężonego powietrza zmienia się podczas pracy zakładu. Sprężarka bez falownika może być korzystnym wyborem przy stabilnym zapotrzebowaniu, zbliżonym do jej wydajności nominalnej. O opłacalności decydują profil poboru powietrza, czas pracy i koszt energii, a nie sama obecność przemiennika częstotliwości.

Różnicę tę przedstawiamy na przykładzie dwóch kompresorów Walter: SKTG 15 KSPP COMBO bez falownika oraz SFTG 15/500 KSPP COMBO z falownikiem. Oba rozwiązania mają silnik o mocy znamionowej 15 kW i występują w ofercie PS Automatyka jako zestawy na zbiorniku 500 l, z osuszaczem i filtrami.

Jak działa kompresor śrubowy bez falownika?

W sprężarce stałoobrotowej silnik napędza moduł śrubowy ze stałą prędkością podczas normalnej pracy. W typowym sterowaniu dociążenie–odciążenie kompresor spręża powietrze do osiągnięcia górnego progu ciśnienia, a następnie przechodzi w odciążenie. Po spadku ciśnienia ponownie podejmuje sprężanie. Przy odpowiednio długiej przerwie sterownik może zatrzymać silnik, zgodnie z ustawieniami i dopuszczalnymi warunkami eksploatacji.

Odciążenie nie oznacza zerowego poboru energii. Silnik może nadal pracować, mimo że sprężarka nie dostarcza użytecznego strumienia powietrza do instalacji. Dlatego należy odróżnić godziny pracy silnika od godzin pracy pod obciążeniem. Duży udział odciążenia jest sygnałem do analizy doboru, sterowania i pojemności buforowej.

Walter SKTG 15 KSPP jest rozwiązaniem, które warto uwzględnić przy równomiernym odbiorze powietrza, np. przez linię produkcyjną o powtarzalnym cyklu. Przy wysokim wykorzystaniu jego wydajności potrzeba regulacji obrotów może być niewielka.

Jak działa kompresor z falownikiem?

Falownik, czyli przemiennik częstotliwości, umożliwia zmianę prędkości obrotowej napędu. Sterowanie VSD (Variable Speed Drive) dostosowuje wydajność sprężarki do aktualnego poboru powietrza, w dopuszczalnym zakresie regulacji. Gdy odbiorniki potrzebują mniej powietrza, obroty mogą się zmniejszyć. Gdy zapotrzebowanie rośnie, sprężarka zwiększa wydajność.

Tak pracuje Walter SFTG 15 KSPP. Regulacja może ograniczyć czas odciążenia i ułatwiać utrzymanie ciśnienia blisko wartości zadanej. Ma to znaczenie w zakładzie, w którym maszyny uruchamiane są niezależnie, a liczba pracujących odbiorników zmienia się w ciągu zmiany.

Falownik ma jednak dolną granicę regulacji. Jeżeli zużycie spadnie poniżej minimalnej wydajności, sprężarka nie będzie bez końca zmniejszać obrotów. Zastosuje przewidzianą przez producenta strategię, np. odciążenie lub zatrzymanie. Falownik nie zastępuje prawidłowego doboru wielkości kompresora.

Walter SKTG 15 KSPP i SFTG 15 KSPP — porównanie parametrów

Poniższe dane dotyczą wersji KSPP COMBO. Przed zamówieniem warto potwierdzić parametry konkretnego wykonania. Nie należy przenosić ich automatycznie na inne generacje i podobnie oznaczone serie Walter czy innych producentów.

Wydajności 2,25 m³/min odpowiada 2250 l/min. W modelu stałoobrotowym tabela podaje strumień podczas sprężania; średnia ilość powietrza dostarczona w dłuższym okresie zależy również od udziału odciążenia i postoju. W modelu SFTG zakres opisuje możliwość regulacji przy wskazanym ciśnieniu. Nie oznacza to swobodnej zmiany maksymalnego ciśnienia każdego wykonania bez konsultacji z dystrybutorem.

Kiedy wybrać Walter SKTG 15 KSPP bez falownika?

Sprężarka stałoobrotowa może być uzasadniona, gdy zapotrzebowanie jest przewidywalne, a urządzenie przez większość czasu pracuje pod obciążeniem. Przykładem jest proces wymagający niemal nieprzerwanego dopływu powietrza, bez częstych i dużych spadków poboru.

SKTG warto rozważyć również jako źródło obciążenia bazowego w większej sprężarkowni. Kompresor stałoobrotowy może wówczas pokrywać stałą część zapotrzebowania, a odpowiednio dobrana sprężarka z falownikiem uzupełniać zmienny pobór. Wymaga to właściwej koordynacji sterowników i nastaw.

Przy porównaniu ofert należy uwzględnić koszt zakupu. Jeżeli dopłata do wersji z falownikiem jest znaczna, a możliwa redukcja zużycia energii niewielka, okres zwrotu może okazać się długi.

Kiedy wybrać Walter SFTG 15 KSPP z falownikiem?

Wersja SFTG zasługuje na szczególną uwagę przy wielogodzinnej pracy ze zmiennym obciążeniem: gdy część maszyn jest okresowo wyłączana, występują przerwy technologiczne lub zapotrzebowanie różni się między zmianami.

Przykładowo, przy pracy w wariancie 10 bar i poborze zmieniającym się między około 1,1 a 2,0 m³/min, zapotrzebowanie mieści się w zakresie regulacji podanym dla tej wersji SFTG. Kompresor może dostosowywać wydajność zamiast pokrywać te zmiany wyłącznie cyklami dociążenia i odciążenia.

Jeżeli jednak zakład najczęściej zużywa tylko 0,3 m³/min, należy sprawdzić mniejszą sprężarkę lub inną konfigurację układu. Zakup przewymiarowanej jednostki 15 kW z falownikiem nie gwarantuje efektywnej pracy.

Ile energii oszczędza falownik?

Nie można przypisać jednej wartości procentowej każdej instalacji. Oszczędności zależą od przebiegu poboru powietrza, udziału odciążenia, ciśnienia, doboru zbiornika i sprawności porównywanych urządzeń. Największy potencjał występuje zwykle przy długim czasie pracy i znacznym udziale obciążeń częściowych.

Przy niemal stałym, pełnym obciążeniu przewaga VSD może być mała lub nie wystąpić. Sam falownik również generuje straty. Dlatego porównanie powinno opierać się na charakterystykach poboru mocy całych zestawów przy tym samym ciśnieniu i wymaganym strumieniu powietrza.

Oznaczenie „15 kW” dotyczy mocy znamionowej silnika. Nie jest stałym poborem energii całego zestawu. Do kalkulacji trzeba uwzględnić rzeczywisty pobór elektryczny, urządzenia pomocnicze oraz osuszacz.

Przykładowa kalkulacja kosztów energii

To przykład matematyczny, a nie pomiar modeli Walter ani deklaracja ich oszczędności. Załóżmy, że przy identycznym zapotrzebowaniu instalacji średni pobór mocy całego zestawu stałoobrotowego wynosi 11 kW, a zestawu z falownikiem 9 kW. Oba pracują po 3000 godzin rocznie, przy przyjętym zmiennym koszcie energii 1,00 zł/kWh netto.

Różnica wynosi 6000 zł netto rocznie. Gdyby hipotetyczna dopłata do wersji z falownikiem wynosiła również 6000 zł netto, prosty okres zwrotu wyniósłby rok. To obliczenie obejmuje tylko różnicę kosztów energii elektrycznej niezbędnej do wytworzenia sprężonego powietrza.

Roczna oszczędność = różnica średniej mocy [kW] × czas pracy [h/rok] × zmienny koszt energii [zł/kWh].

Osuszacz i zbiornik: dlaczego są ważne w obu wersjach?

Zbiornik 500 l stanowi bufor dla chwilowych zmian odbioru. Nie zastępuje jednak brakującej wydajności sprężarki, a jego pojemność trzeba ocenić dla konkretnego procesu. Nawet zestaw z falownikiem potrzebuje właściwie dobranej pojemności buforowej.

Wykonanie COMBO integruje również osuszacz i filtry. Obecność filtrów o wskazanej dokładności nie oznacza automatycznie spełnienia każdej klasy czystości według ISO 8573-1. Wymagania dotyczące cząstek, wody i oleju należy ustalić osobno, zgodnie z potrzebami odbiorników. W aplikacjach specjalnych jak w branży spożywczej czy farmaceutycznej mogą być potrzebne dodatkowe stopnie uzdatniania.

Jak dobrać kompresor 15 kW do zakładu?

Przed wyborem SKTG lub SFTG należy ustalić wymagane ciśnienie przy odbiornikach, spadki ciśnienia instalacji, jednoczesny pobór powietrza oraz przebieg zapotrzebowania w czasie. W istniejącym zakładzie szczególnie przydatne są pomiary ciśnienia, przepływu i poboru mocy podczas reprezentatywnego okresu produkcji.

Warto również usunąć nieszczelności i zweryfikować nastawy ciśnienia. Sprężarka z falownikiem może dostosować wydajność do poboru, ale nie usuwa strat wynikających z wycieków.

PS Automatyka, oficjalny dystrybutor kompresorów Walter i Falke, pomaga dobrać sprężarkę do wymagań instalacji. Do zapytania warto dołączyć wymagane ciśnienie, szacowany lub zmierzony pobór powietrza, liczbę godzin pracy oraz listę głównych odbiorników. Pozwala to porównać wariant stałoobrotowy i zmiennoobrotowy pod kątem kosztu zakupu oraz eksploatacji.

Sprawdź kompresory śrubowe w PS Automatyka, w tym Walter SKTG 15 KSPP COMBO oraz Walter SFTG 15/500 KSPP COMBO z falownikiem.

FAQ — kompresor z falownikiem i bez falownika

Czym różnią się Walter SKTG 15 KSPP i SFTG 15 KSPP?

Główną różnicą jest regulacja wydajności: SKTG pracuje bez falownika, natomiast SFTG umożliwia zmianę prędkości napędu. Porównywane wersje KSPP Combo mają silnik 15 kW, zbiornik 500 l, osuszacz i filtry.

Czy kompresor z falownikiem zawsze zużywa mniej prądu?

Nie. Korzyści zależą od profilu obciążenia. Przy zmiennym poborze VSD może ograniczać straty odciążenia. Przy ciągłym pełnym obciążeniu należy porównać rzeczywistą sprawność obu zestawów.

Czy sprężarka bez falownika pobiera prąd podczas odciążenia?

Tak, jeżeli silnik nadal pracuje. Pobór jest niższy niż podczas sprężania, ale nie spada do zera. Należy odróżniać odciążenie od zatrzymania silnika.

Czy falownik pozwala regulować wydajność od zera?

Nie. Każda sprężarka ma dopuszczalny zakres regulacji. Poniżej minimalnej wydajności sterownik musi zastosować inną strategię pracy przewidzianą dla urządzenia.

Czy 15 kW oznacza zużycie 15 kWh w każdej godzinie?

Nie. Energia zależy od rzeczywistego poboru mocy i czasu. Znamionowa moc silnika nie jest równa stałemu poborowi całego zestawu sprężarkowego.

Jaki kompresor wybrać przy równomiernym zużyciu powietrza?

Przy stabilnym poborze zbliżonym do wydajności urządzenia warto rozważyć SKTG. Przy zmiennym poborze należy ocenić SFTG z falownikiem. Ostateczny wybór powinien wynikać z profilu zapotrzebowania i porównania kosztów.