Başlıca Hava Kompresörü Tipleri

Hava kompresörlerinin yaygın olarak kullanılan üç temel tipi vardır:

• Pistonlu Kompresörler

• Vidalı Kompresörler

• Santrifüj (Turbo) Kompresörler

Bu temel tiplerden daha ayrıntılı olarak kompresörlerin farklılıkları :

• Kompresyon (Sıkıştırma/Basma) kademesi sayısı

• Soğutma yöntemi (hava, su, yağ)

• Sürme yöntemi (elektrik motoru, içten yanmalı motor, buhar, diğer)

• Yağlanma yöntemi (yağlı, yağsız)

• Standart (Hazır) Paket/Ünite veya Müşteriye Özel İmalat

Pistonlu Kompresörler

Pistonlu hava kompresörleri pozitif yerdeğiştirmeli (deplasmanlı) kompresörlerdir. Bunun anlamı, havanın kapalı bir hacim içinde ötelenerek sıkıştırılması, yüksek basınçlı tarafa doğru ötelenmesidir. (Pozitif yerdeğiştirme: Düşük basınçlı taraftan yüksek basınçlı tarafa doğru hava akışı olması ve buna karşılık öteleyen elemanın, örneğin: pistonun hareketinin itme şeklinde olması.) Pistonlu hava kompresörlerinde silindir içinde hareket eden pistonun sürekli yerdeğiştirmesiyle (ötelemesiyle) hava sıkıştırılır.

Pistonlu hava kompresörlerinde sıkıştırma (kompresyon) pistonun sadece bir tarafa/yöne (yukarıya, emme yönünün tersine) hareketi esnasında gerçekleşiyorsa, tek (yönde) etkili; her iki  yöne (aşağı ve yukarı veya sağa ve sola) hareketi esnasında da sıkıştırma oluyorsa, çift (yönde) etkili pistonlu kompresör olarak adlandırılır.

Pistonlu hava kompresörlerinde her bir msilindirde otomatik yaylı valfler vardır, bunlar sadece valfin giriş ve çıkış tarfafında uygun/yeterli düzeyde basınç farkı varsa açarlar.

Emiş vafleri silindir içindeki basınç (pistonun emiş etkisiyle azalarak) hava emiş/giriş basıncından az düşük olunca açar. Çıkış valfleri silindir içindeki basınç  (pistonun sıkıştırma etkisiyle yükselerek) kompresör çıkış basıncından az yüksek olunca açar.

Bir kompresör, tüm kompresyon tek silindirle (pistonla) veya paralel olarak çalışan birden çok silindirle (pistonla) tek kademede/aşamada gerçekleştiriliyorsa, tek kademeli kompresör olarak adlandırılır. Bir çok uygulamada tek kademeli kompresyon (sıkıştırma) olanağının ötesinde yüksek basınçlı hava gerekir. Tek kademede daha yüksek sıkıştırma oranına (sıkıştırma oranı: mutlak çıkış basınının mutlak giriş basıncına oranı) çıkmak, aşırı yüksek çıkış sıcaklığına ve diğer tasarım/dizayn problemlerine yol açabilir.

Pratik amaçlar için, bir çok endüstriyel pistonlu hava kompresörü tesislerinde, 100 HP (BG) üzerindeki güçlerde, iki veya daha çok kademeli seri gruplar halinde pistonlu kompresörler kullanılmıştır.  Kademeler arasında basınçlı hava soğutması yapılarak, takip eden kademeye giren havanın sıcaklığı ve hacmi azaltılır. (Ara soğutma yapılarak, çalışma sıcaklığı normal seviyeye düşürülmüş ve ayrıca, sonraki kademenin verimi artırılmış olur.)

Pistonlu hava kompresörleri hava soğutmalı veya su soğutmalı, (silindir içinde, pistonun etrafında, yağ olup olmaması açısından) yağlı veya yağsız tip olabilmektedir; paket/ünite olarak (kapalı kasa içinde) yapılabilir ve geniş bir basınç ve kapasite seçim olanağı sağlayacak şekilde çeşitlendirilmiş modelleri olabilmektedir.

Vidalı Hava Kompresörleri

Vidalı hava kompresörleri pozitif yerdeğiştirmeli (deplasmanlı) kompresörlerdir. En yaygın kullanılan vidalı hava kompresörleri, tek kademeli, yağ enjeksiyonlu, helisel ve spiral lobları ve yivleri (çıkıntı ve oyukları) olan bir çift (erkek ve dişi) rotordan oluşan vida (air-end, rotary screw) kullanarak yapılan kompresörlerdir.  Bu kompresörlerde kapalı bir gövde (vida gövdesi) içinde dönerek, (loblar ve yivler arasındaki) havayı (çıkışa öteleyerek/sürerek) sıkıştıran bir çift rotor vardır. Emme ve çıkış valfleri yoktur.  Bu üniteler, esas olarak, vida rotorları ve rotorlar ile vida gövdesi arasındaki açıklıkları kapatması için vida içine enjekte edilen (püskürtülen) yağ vasıtasıyla soğutulur (ve vida içinde ısınan yağ hava veya su soğutmalı yağ soğutucundan geçirilerek soğutulur). 

Kompresör içinde yağ vasıtasıyla soğutma yapılmasının sonucunda, çalışan parçaların çalışma sıcaklığı asla aşırı yüksek değerlere çıkmaz. Vidalı kompresör,  bu özellikleri dolayısıyla, sürekli çalışabilen, hava veya su soğutmalı kompresör paketi/ünitesi olarak yapılır.

Basit dizaynı (tasarımı) ve aşınan parçaların azlığı, vidalı hava kompresörlerinin bakımının, çalıştırılmasının kolay olmasını ve kurulumunun (tesinin) esnek (özel şartlar gerektirmeden, kolayca) yapılabilmesini sağlamaktadır.

İki kademeli yağ enjeksiyonlu (yağ beslemeli/püskürtmeli) vidalı kompresörlerde rotorlar ve onları çevreleyen gövde vida (air end, hava kafası, vida grubu)  aksamını oluşturur. Kompresyon birbine seri bağlı ilk/birinci ve ikinci/final kademe vidaları tarafından paylaşılarak gerçekleştirilir. Bu, tüm kompresör veriminin, tam yükte motor güç/kilowatt sarfiyatı olarak/açısından, %15'e kadar daha yüksek (verimli) olabilmesini sağlar.  İki kademeli vidalı kompresör vidalı kompresörün basitliği ve esnekliği ile iki kademeli ve çift etkili pistonlu kompresörün enerji verimini birleştirir. İki kademeli vidalı kompresörler hava ve su soğutmalı olarak ve tam paketlenmiş/ünite olarak (kapalı ve tüm bileşenleriyle çalıştırılmaya hazır kasa olarak) yapılırlar.

Yağsız (oil free, bastığı havaya kompresyon elemanı vida içinde yağ karışmayan) vidalı hava kompresörleri kompresyon odasında/bölmesinde yağ olmaksızın çalışacak şekilde dizayn edilmiş (tasarlanmış) , havayı yağ olmaksızın sıkıştıran vida (air end) kulllanılarak yapılan kompresörlerdir.  Yağsız vidalı hava kompresörleri, yağsız basınçlı hava ihtiyaçlarını karşılamak için,  hava soğutmalı ve su soğutmalı olarak yapılırlar ve yağ enjeksiyonlu vidalı kompresörlerinin kullanım esnekliğinin aynısını sağlarlar.

Vidalı hava kompresörleri hava soğutmalı ve su soğutmalı, yağ enjeksiyonlu veya yağsız , tek kademeli veya iki kademeli olarak imal edilirler. Basınç ve kapasite olarak geniş bir uyarlama aralığına (çeşitliliğe) sahiptirler.

Santrifüj (Turbo) Kompresörler

Santrifüj hava kompresörleri (yüksek hızla) dönen bir impellerin havaya enerji transfer ettiği dinamik kompresörlerdir. Rotor havanın momentumunu (ve basıncını) değiştirir/artırır.  Bu momentum sabit difüzörlerde (yayıcılarda) havanın hızını keserek, faydalı/kullanılabilir basınca dönüştürülür. (İmpeller: 2-3 bar veya daha yüksek basınca uygun dizayn edilmiş fan, pervane, kanatlı rotor.)

Santrifüj hava kompresörleri, tasarımı/dizaynı gereğince, yağsız kompresörlerdir. Dişlileri (İmpellerin yüksek hızla dönmesini sağlayan dişlileri) yağlamak için kullanılan yağ  ile havanın bağlantısı/teması şaft contaları/keçeleri ve atmosferik havalandırma/venting tertibatı kullanılarak kesilir.

Santrifüj kompresör sürekli hizmet kompresörüdür; çok az sayıda hareketli parçası olmasından ileri gelen avantajıyla, özellikle yüksek hava debisi istenen uygulamalarda ve bil hassa  (esas olarak)  yağsız hava gereken yerlerde kullanılmaya uygundur.

Santrifüj hava kompresörleri su soğutmalı olarak yapılabilirler ve paketlenebilirler (ünite olarak verilebilirler). Tipik bir santrifüj kompresör paketine/ünitesine son (nihai) soğutucu ve tüm kontrol donanımı dahildir.

NOT: Santrifüj (Centrifugal) hava kompresörleri savurma prensibiyle çalışmakla birlikte, dinamik kompresör anlamında "turbo kompresör" olarak da adlandırılırlar. Fakat, "turbo" kavramı tam olarak "santrifüj kompresör" kavramına karşılık gelmez. Çünkü, eksenel turbo kompresör (uçakların gaz türbinleri içine hava basan türbine akuple/bağlı eksenel kompresörler gibi) olabilir. Santrifüj kompresörler radyal/çapsal (yani havayı ortadan emip çevresine savurarak sıkıştıran) esaslıdır. Santrifüj kompresörün havayı sıkıştıran döner elemanı impellerin tasarım yapısı radyal-eksenel karışımı olabilir. Ama eksenel kapsamına girmez. Sonuç olarak: özelllikle Joy-Cooper-Cameron imalatı santrifüj hava kompresörleri turbo kompresör olarak bilinirler. Hava kompresörü cinsi olarak, turbo kompresör  ve santrifüj kompresör adlarının aynı anlama geldiği dikkate alınmalıdır.

Basınçlı Hava Sistemleri

Sürme/Tahrik, Hava Kafası (Air End, Pistonlu Kafa, Vida veya İmpeller) ve soğutma sisteminden oluşan hava kompresörü paketlerine/ünitelerine ek olarak, komple bir basınçlı hava sisteminin diğer bileşenleri:

• Basınçlı hava tankları/depoları

• Basınçlı hava kurutucuları

• Basınçlı hava hattı (yağ ve su tutucu) filtreleri

• Basınçlı hava dağıtım boru sistemleri (Basınçlı hava tesisatı)

Basınçlı Hava Tankları

Basınçlı hava tanklarının kullanılma maksadı/faydaları:

• Kullanıma hazır hava biriktirerek kompresörün hızlı bir çevrim (yükte-boşta çalışma döngüsü) yapmasını önler

• Kompresyon modülü, emiş kontrol sistemi ve motordaki aşınma ve yıpranmayı azaltır

• Hava akışındaki dalgalanmayı (basınç dalgalanmasını ve debi değişimini) giderir

• Ani ve aşırı hava taleplerinde arındırma/filtreleme sistemlerinin aşırı yüklenmesini önler (sistemi/basıncı dengeler)

• Rejenerasyonu takip eden çiğlenme ve sıcaklık artışını giderir

Basit bir prensip olarak, 1 m³/dk kompresör kapasitesi için en az 150 litre hava depolama hacmi sağlanmalıdır. (Kompresörün en az 9-10 saniyede basacağı hava debisine denk olacak kadar.)

Basınçlı Hava Kurutucuları

Nem/Su, sıvı yada buhar fazında, basınçlı hava içinde (daima) mevcut olup, basınçlı hava sistemine taşınır. Bu nem sistemden yeterince uzaklaştırılamazsa/atılamazsa, basınçlı hava sistemi verimini kaybeder ve bakım ihtiyaçları dramatik olarak (önemli ölçüde) artar ve (üretim kaybı ve bakım masrafları dolayısıyla) önemli maliyet artışları olur. 

Pnömatik aletlerin çoğu ve prosesler sıcak basınçlı havayı tolere edemez. Kompresörler normalde son (nihai) soğutucular ve nem ayırıcıları (kondenstoplar, su trapları) içerirler. Son soğutucular  basınçlı havayı soğuturlar ve içindki suyun önemli bir ksımının yoğuşup (kondenstoplar, su tutucuları, su trapları vasıtasıyla) ayrılmasını sağlayan ısı eşanjörleridir/değiştirgeçleridir. Su ve yağ buharları basınçlı hava soğutulunca önemli oranda/miktarda sıvılaşarak yoğulum (kondensat) ayırma kaplarında (kondenstoplarda) toplanırlar ve oradan periyodik olarak (otomatik boşaltma sistemiyle v.s.) dışarı atılırlar. Son (Nihai) soğutucudan 35-38ºC sıcaklıkta çıkan basınçlı havanın debisi ortalama 30 m³/dk ise, soğutucudan 24 saat'te yaklaşık 250 litre su geçer/çıkar. (Dışarı atılması gereken su miktarı...)

Bu problemlerden kaçınmak için, basınçlı hava arındırma/filtreleme aygıtları/cihazları kullanarak, su buharı ve diğer kirleticiler/kirler uzaklaştırılır. Bu aygıtların uygun seçilmesi pnömatik uygulamalar için kritiktir/önemlidir; ve basınçlı hava sistemlerini sofistike (çok ayrıntılı/bileşenli) hale getirir.

Kullanılan pnömatik donanım/ekipman ve beklenen/istenen en düşük ortam sıcaklığı kurutma yöntemini belirler. En yaygın kurutucu soğutucu akışkanlı (soğutma gazlı) kurutucu olup, basınçlı havayı soğutarak nemden arındırır. Kurutucudan geçerken soğuyan basınçı hava içindeki nem/su yoğuşur ve yağ buharlarıyla birlikte sistemin boşaltma kaplarında toplanır ve periyodik olarak dışarıya (sistem dışına) boşaltılır. Bu şekilde nemden arındırılarak "kurutulan" basınçlı hava, basınçlı hava şebekesine (tesisatına) verilir/geçer.

Kurutucu (Dryer) performansı basınç çiğ noktası (dew point) sınıfı (class) cinsinden ve özgün/spesifik giriş ve çıkış ortam koşulları cinsinden belirtilir. Soğutucu akışkanlı kurutucu için en düşük çiğ noktası sınıfı Class H'dir. Bu sınıf 1ºC'den 4ºC'ye kadar bir basınç çiğ noktası verir. Soğutucu akışkanlı kurutucuların çiğ noktası Class H'den düşük olamaz; çünkü, kurutucu içindeki su buharı donar. Pratikte en yüksek (soğutucu akışkanlı kurutucu) basınç çiğ noktası 16ºC olup, daha yüksek çiğ noktaları kurutucudan sonraki boru tesisatına kondenstat (yoğuşum) geçebileceği için kullanılmaz.

Soğutucu Akışkanlı (Soğutma Gazlı, Soğutmalı) Kurutucular mekanik soğutma çevrimiyle (ekovat/kompresör, evaporatör ve kondenserden oluşan soğutma sistemiyle) basınçlı havayı soğutarak  içindeki suyun ve yağ buharının yoğuşmasını sağlar. Yoğuşum toplandığı kaptan (kurutucu çıkışında) periyodik olarak (otomatik) tahliye edilir. Soğutucu akışkanlı kurutucuların çoğu   basınçlı havayı yaklaşık 2ºC sıcaklığına kadar soğutur, bu kurutucuların basınç çiğ noktası 1ºC - 4ºC arasındadır. Kondensat (Yoğuşum) 0ºC değerinde donmaya başlayacağı için, bu sınıfın alt sınır olduğunu dikkate almak gerekir.

Kimyasal (Desiccant) Kurutucular desiccant (okunuşu: "desikkınt" veya yaklaşık Türkçe söylenişi: "desikkant") adı verilen kimyasal boncuklar/tanecikler basınçlı hava içindeki su buharını yüzeylerinde toplayarak (adsorbe ederek yani yüzeyinde yapıştırarak/tutarak) basınçlı havadan ayırır. Silica gel (okunuşu: Silika jel), aktifleştirilmiş alümina (alüminyum oksit) ve moleküler elek/süzgeç en yaygın kullanılan desiccant'lardır.  (Basınçlı hava kurutucularında silika jel veya alümina tercih edilir.) Desiccant ortalama -40ºC basınç çiğ noktası performansı verir. Moleküler elek/süzgeç sadece silika jel veya aktifleştirilmiş alümina ile birlikte -73ºC basınç çiğ noktası uygulamalarında kullanılır.  

Deliquescent Hava Kurutucuları desiccant adı verilen absorbtif tip kimyasallar vasıtasıyla basınçlı havayı kuruturlar. Çiğ noktasını basınçlı havanın kurutucuya giriş sıcaklığının 10ºC ile 15ºC kadar altına düşürürler. Basınçlı hava içindeki nem absorptif (soğurucu, içine çekici) bir malzeme tarafından tutulur/çekilir (sıvılaştırılır) ve atık su olarak kurutucudan boşaltılır. Bu atık su korrozyon yapıcı (korrozif) olup, yerel mevzuata uygun olarak uzaklaştırılmalıdır.

Deliquescent kurutucular tipik olarak kumlama ve ağaç kesme işlerinde kullanılırlar. Kurutucudan çıkan kurutulmuş basınçlı hava içine küçük miktarda atık su karışabileceği için, çıkış tarafındaki basınçlı hava ekipmanına (donanımına) zarar verebilir.

Filtreler

Coalescing (Birleştirerek biriktirmeli) tip filtreler basınçlı havanın arıtılması için en yaygın kullanılan filtre tipidir. Bu filtreler sıvı fazda suyu ve yağları basınçlı havadan ayırırlar ve soğutmalı kurutucuların çıkış tarafına (soğutmalı kurutucudan sonra) veya kimyasal kurutucuların giriş tarafına (kimyasal kurutucudan önce) monte edilirler.

Üreticilerin büyük bir çoğunluğu bu filtrelerde "temiz ve kuru" hava için < 0.1 bar (1 psi) basınç düşümü/kaybı, normal çalışma koşullarında (yaş basınçlı hava için) 0.2 ile 0.4 bar (3 ile 6 psi) kadar basınç düşümü/kaybı olduğunu iddia ederler. Üreticiler filtredeki basınç düşümü/kaybı tipik olarak 0.7 bar (10 psi) değerine yükseldiği zaman, ki yaklaşık olarak 6 ay ile 12 ay kadar bir çalışmaya karşılık gelir; filtre elemanının değiştirilmesi gerektiğini belirtirler. Coalescing filtreler, ayrıca, kir parçacıklarının tutularak, basınçlı hava sisteminden uzaklaştırılmasını sağlarlar. Bununla birlikte, basınçlı hava içindeki katı parçacıklar (kir) filtrenin erken tıkanmasına (basınç kaybının/düşümünün erken yükselmesine) ve filtre elemanının ömrünün kısalmasına sebep olur.

Filtreler sıvı parçacık (partikül) büyüklüğü (mikron cinsinden) ve verimine göre tanımlanırlar/belirlenirler. Örneğin: 0.50 mikron hassasiyetli ve % 99.99 D.O.P. (yağ ayırma) verimli/etkili,  0.01 mikron hassasiyetli ve % 99.9999 D.O.P verimli/etkili.

Coalescing tip filtreler sadece sıvı fazdaki (yoğuşmuş) suyu ve sıvı yağı tutabilir; su ve yağ buharlarını tutamazlar. Filtreden geçen su buharı ve yağ buharı havanın soğumasıyla yoğuşabilir; bu yoğuşumun (basınçlı hava kullanan ekipmana ulaşmasının) engellenmesi gerekir. Su ve yağ buharlarının basınçlı havadan uzaklaştırılması için kurutucu kullanılması gerekir.

Basınçlı Hava Dağıtım/Boru Sistemi

Basınçlı hava tesisatı sadece kompresör odasından aletlere/makinalara nasıl hava bağlantısı yapılacağının belirlenmesi için değil; aynı zamanda, kompresörün enerji sarfiyatını etkileyen başlıca faktör olarak önemlidir. Yetersiz/Kötü tasarlanmış veya yetersiz/kötü bakım yapılan boru sistemlerinin basınç kabı (kuruluşta) yüksek olur veya (kullanım esnasında) artar; ve sonuçta, işletme maliyeti yüksek olur, (veya) artar. Yaygın yapılan hata/yanlış, dağıtım sistemindeki problemleri halletmek için kompresörün çıkış basıncını yükseltmektir.  Bu, enerji maliyetlerinin artmasına yol açar.  Yüksek basınç kaçakların artmasına ve basınçlı havanın boşa harcanmasına/atılmasına sebep olur; maliyet artışı ile basınçlı hava kayıplarının artışı bir arada gerçekleşir.

Basınçlı hava dağıtım/boru sistemi basınçlı hava sistemi kontrolünün (kontrol/danışmanlık desteğinin) başlıca odak noktasıdır (başlıca kısmıdır).

Basınçlı Hava Kaçakları

Kaçaklar endüstriyel basınçlı hava sisteminde ziyan olan (boşa harcanan) enerjinin önemli bir kaynağıdır; bazen, bir kompresörün çıkışının (bastığı havanın) %20-30'u ziyan olur (boşa harcanır). İyi bakım yapılmayan tipik bir tesiste toplam basınçlı hava üretme kapasitesinin %20'si kadar kaçak olur. Diğer yandan proaktif kaçak saptama ve onarım kaçakları kompresör çıkışının (kapasitesinin) %10'unun altına düşürebilir.

Basınçlı Hava Kontrolleri

Tesisin ne kadar havaya ihtiyacı vardır? Havanın miktarı ve kalitesiyle ilgili olarak yapılması gereken çalışmalar, tesisin ihtiyacı ve problemlerin saptanması Basınçlı Hava Kontrolleri (Kontrol/Danışmanlık Desteği) kapsamına girer.

Basınçlı Hava Kontrolleri (Air Audits) satıcının/üreticinin basit bir (ayak üstü, yürüyerek) incelemesinden ibaret olabildiği gibi, bir kaç günden bir kaç haftaya kadar uzayabilen, birkaç bin dolara çıkabilen,  yoğun izleme ve analiz çalışmasından oluşabilir. En iyi basınçlı hava sistemi kontrolörleri/danışmanları (Auditors), kompresörler üzerine ve her bir kullanım noktasına ölçme aygıtları yerleştirererek izlerler. Hava dağıtım sisteminin haritasını/projesini/durumunu ortaya koyarlar ve kaçakları kontrol ederler. Kurutucular, tanklar ve kontrol ekipmanı incelenir.

Müşteri istediği bilgi için ne kadar ödeme yapmayı düşünüyorsa/istiyorsa, ona göre tercih kullanabilir. Kimisi çok yüksek güçlü (çok fazla beygir güçlü, kilowat'lı) basınçlı hava sistemine sahiptir, ve birşeyler yapmaya (bir çözüm getirmeye) motive olmuştur; onun için, kapsamlı bir kontrol/danışmanlık desteği satın alması gerekir. Kimisi, sadece kitaplardan, internetten (açık kaynaklardan) veya konuyla ilgili seminerlerden bilgi almak ister ve alacağı bilgiyi yeterli görebilir.

Isı Geri Kazanma

Endüstriyel hava kompresörünün kullandığı elektrik enerjisinin %80-93 kadarı ısı enerjisine dönüşür. Bir çok durumda, uygun dizayn edilmiş (iyi tasarlanmış) ısı geri kazanma ünitesi bu termal enerjinin %50-90 kadarını geri kazanabilir/alabilir ve faydalı hava veya su ısıtma işi yapabilir. Sıcak havadan geri kazanılacak ısı, bağıl/göreceli olarak düşük sıcaklık ısısıdır (40 ºC'nin altı) ve sınırlı uygulanabilir. (NOT: Yağ soğutucusundan geri alınacak ısı, kompresörün yağ sıcaklığı  100 ºC'ye kadar çıkabildiğinden, havaya göre daha yüksek sıcaklıkta gerçekleşir ve bu ısı sıcak su üretiminde kullanılabilir.)

İçten yanmalı motorla sürülen kompresörlerde hava kafasında (vidada, pistonlu kafada) ortada çıkan ısı düşük olmakla birlikte, motorun sıcaklığı/ısısı çok daha yüksek olabildiği için, düşük basınçlı buhar üretiminde dahi kullanılabilir. Motorun silindir gömleği soğutma suyu 80-90 ºC olabilmektedir. Genel bir kural olarak gaz (sıvı) yakıtın giriş enerjisinin (benzin veya mazotun yada gaz yakıtın motora giriş enerjisinin) %30'u yüksek sıcaklıkta ısı enerjisi olarak geri alınabilir. Uygulamada ihtiyaç duyulan sıcaklık düşük ise, giriş enerjisinin %90'ı geri alaınabilir.

Tipik bir içten yanmalı motorlu kompresör 2800 kcal/HP yakıt giriş enerjisine ihtiyaç duyar (1 HP için 2800 kcal/h). Buna göre 200 HP kompresörde 56000 kcal enerji girişi olur ve 168000 kcal geri alınabilir. Hava kompresörü ile aynı saatlerle (aynı çalışma süresince) çalışan küçük bir sıcak su kazanına denktir. Büyük endüstriyel motorlar (> 250 HP) 1900 kcal/HP gibi düşük yakıt giriş enerjisiyle çalışabilirler.

Isı geri kazanma sisteminin değerlendirme anahtarı, geri kazanılabilecek ve ihtiyaç duyulan ısı arasında termal uyumluluk (sıcaklık uyumluluğu), ve üretilen ve ihtiya duyulan ısılar arasında saat (zaman) uyumluluğudur. Tesis (Kurulum) maliyeti de, ayrıca hesaba katılmalıdır. Sadece ısının mevcut olması değil, geri kazanılmasının ekonomik olması gerekir. Özellikle, küçük sistemlerde ısı geri kazanma sistemine bol/fazla para harcamak, yeterli kalori (ısı enerjisi) geri alınamayacağı için, faydasız olabilmektedir. Ayrıca, hava kompresörünün çalıştığı ve ısıya ihtiyaç duyulmayan zamanlarda, kompresörde üretilen ısının atılabilmesi (kompresörün soğutulabilmesi için) için bir ısı atma sistemi (soğutma sistemi) kurulu olması gerekir. Bunun maliyeti (Soğutma sistemi maliyeti), tesis/kurulum maliyetine eklenir.

Ekonomiklik ve İşletme/Çalıştırma Maliyetleri

İşletme maliyetlerini teorik olarak hesaplamak kolaydır; fakat gerçek maliyetlerin yoğun ölçme ve izleme faaliyeti olmaksızın saptanabilmesi çok zordur. Çünkü, gerçek çalışma yük faktörü işletme maliyeti için kritik öneme sahip olup, tam yükte çalışma hariç, kısmi yüklerde çalışma durumundaki işletme maliyetini (ölçüm yapmadan) doğru hesaplamak hemen hemen imkansızdır. Genelllikle (yaygın olarak) hava kompresörünün bir yıllık işletme maliyeti başlangıçtaki satın alma maliyetinden (bunun 1 yıla düşen kısmından) daha yüksektir; ama, bir çok kişi, en ucuz (satın alma maliyeti en düşük) kompresörü satın alırken,  bunu (bu durumu) dikkate almaz.

Elektrik Motoru İşletme Maliyeti

En basit formül: 

(Hava Kompresörü Gücü, HP) x (0.736 kW/HP) x (1 / Motor Verimi) x (Yıllık Çalışma Saati) x (Ortalama Elektrik kWh Maliyeti) x (Yük Faktörü)

Motor verimi bilinmiyorsa, 0.9 (%90) kabul edilebilir. Yük faktörü bilinmiyorsa, 0.8 (%80) kabul edilebilir.  

Daha hassas formül için, Güç Faktörü (Kosinüs φ), talep yükleri (farklı sarfiyat durumu ücretleri), üst pik ve alt pik (on-peak ve off-peak) elektrik değerleri, tümleşik (entegre edilmiş) yük faktörü dikkate alınır. Bunu, elle, (ilgili değerleri) ölçmeden ve yük faktörünü bilmeden hesaplamak zordur.

(NOT: Yukardaki formülde yer alan HP = Metrik HP, PS, BG)

İçten Yanmalı Motor  (Gaz Motoru) İşletme Maliyeti 

En basit formül:

(Motorun Beygir Gücü, HP) x (2800 kcal/HP) / (8900 kcal/m³) x (Yıllık Çalışma Saati)  x ($/m³) x (Yük Faktörü)

Gerçek motor yakıt giriş değeri (yakıt sarfiyatı) biliniyorsa, HP x kcal/HP değeri yerine onu (gerçek sarfiyat değerini) kullanın. İçten yanmalı motorlarda yük faktörünü hesaplamak zordur; motorunun kontrol edilmesine, devir sayısına ve kompresörün (hava kafasının) güç talebine/ihtiyacına göre değişebilir.

Yük Faktörü

Hava kompresörleri nadiren tam yükte (tam yükle) çalışırlar. İşletme maliyet analizi yaparken, kıyaslanan sistemlerin kısmi yüklerde enerji taleplerini (sarfiyatlarını) anlamak önemlidir.

Elektrik Motorları

Eski elektrikli hava kompresörleri yük durumunu dikkate almaksızın sürekli çalışırlardı. Bu tip üniteler çalıştıkları her saat için tam güçlerinin %80'e kadarını kullanırlar. Bazı yeni ünitelerde hava kafası (vida veya pistonlu kafa) boşta çalışma özelliği iyileştirilmiştir/geliştirilmiştir; bunun anlamı, elektrik motoru hava talebi olmayan zamanlarda/periyodlarda yüksüz çalışır demektir. Sonuç olarak, yüksüz çalışan elektrik motoru anma gücü değerinin (tam yük gücü değerinin) %30'u kadar elektrik harcar. Dolayısıyla, sürekli çalışıyor olsalar bile, bu (yeni tip) kompresörlerin elektrik motorları kompresör yüksüz veya boşa geçmiş olarak çalıştığı için, önceden (sürekli çalışmaya göre) hesaplanandan daha az elektrik harcarlar. En yeni ve en yüksek verimli elektrikli kompresör üniteleri, hava talebi olmayan kısa periyodlarda motoru durdururlar (stop ederler). Bu çevrimler (yüke ve boşa geçme, boşta bekleme ve stop etme) saniyeler içinde gerçekleşebilir. Bazı üniteler motorun devrini hava talebine göre değiştiren değişken devir (frekans) sürücüleri (variable speed drives) kullanırlar. Bununla birlikte, değişken devirli sürücü kullanılan ünitelerin satın alma maliyeti (ilk maliyeti) önemli oranda yüksektir.

İçten Yanmalı Motorlar  (Gaz Motorları)

İçten yanmalı motorların kısmi yüklerde çalışma avantajı vardır. hava kafasının (Vidanın veya pistonlu kafanın) nasıl kontrol edildiğine bağlı olarak, yüksüz çalışan kompresör ürettiği havayı boşaltabilir (emişi kısabilir ve/veya havayı boşa atabilir), böylece motor aynı devirle dönse bile daha az güç harcar. Büyük ünitelerde motor devri hava talebine göre değiştirilebilir. Bununla birlikte, içten yanmalı motoru olan kompresörler elektrikli motoru olan kompresörlere karşı önceden sahip oldukları bazı avantajları en yeni ve yüksek verimli elektrikli kompresör ünitelerine karşı (kısmen) kaybetmişlerdir. 

İlk Maliyetler (Satın Alma + Tesis Etme Maliyetleri), Bakım Maliyetleri ve Geri Ödemeler

İçten yanmalı motorlu kompresör paketleri/üniteleri elektrikli ünitelere göre, her iki cins de aynı konvensiyonel/yaygın donanıma sahip iken, iki kata kadar (daha) pahalıdır. Değişken devir sürücüleri olan elektrikli ünitelerin satın alma maliyeti içten yanmalı motorlu ünitelerin satın alma maliyetine yaklaşabilir. Endüstriyel cins/sınıf içten yanmalı motoru olan kompresörler en yüksek satın alma maliyeti olan kompresörlerdir.

Hava kafası (Vida veya pistonlu kafa) kısmı tamamen aynı olsa dahi, içten yanmalı motorları olan kompresör ünitelerinin bakım maliyetleri (içten yanmalı) motor'a karşı elektrik motoru durumundan dolayı, ayrıca, yüksek olacaktır. Tipik bir kural olarak, içten yanmalı motorların 1 saat'lik çalışmaya karşılık gelen bakım maliyeti, 0.01$/HP'dir. (Örnek: 2000 çalışma saati için 20$/HP) İçten yanmalı motorlu kompresör ünitelerinin ortalama bakım maliyetleri ticaretini/işini bitirecek (rekabet etmesi mümkün olamayacak) düzeyde fazla değildir ama kıyaslamada önemli bir faktör olarak dikkate alınmalıdır.

En yüksek ısı geri kazanma miktarı içten yanmalı motorlu kompresörlerden elde edilebilir; çünkü, içten yanmalı motorlar elektrikli motorlara kıyasla çok yüksek sıcaklıklarda çalışır. Aynı güçler için, içten yanmalı motoru olan kompresörden geri kazanılabilecek ısı miktarına göre yakıt maliyeti, denk bir sıcak su (veya düşük basınçlı buhar) kazanının yada motor olmadan ısı üreten herhangi bir ısıtıcının yakıt maliyetine yakındır. (İçten yanmalı motorlu kompresörün enerji geri kazanım sistemi olması durumundaki yakıt maliyeti ısıtıcı aygıt veya makinanın yakıt maliyetinden önemli oranda fazla değildir. Dolayısıyla basınçlı hava üretimi dışındaki enerji sarfiyatı tam telafi edilmiş -geri kazanılmış- olur.)

Genellikle (Amerika'da), içten yanmalı (gaz) motorlu hava kompresörleri elektrikli ünitelere göre daha düşük (enerji sarfiyat bedeli) maliyetle çalışırlar (elektrik daha pahalıya gelir).  Buna rağmen, yüksek satın alma bedeli, müşterisi açısından, gerçek geri ödemenin hangisinde (elektriklide mi içten yanmalı motorlu da mı ?) olacağı konusunda dikkatlice bir analizi gerektirmektedir.