【壓縮機(jī)網(wǎng)】引言：在目前的許多空壓機(jī)運(yùn)行中，有很大一部分時(shí)間是在非滿負(fù)荷情況中進(jìn)行的，這樣一來(lái)，通過(guò)傳統(tǒng)的控制就會(huì)產(chǎn)生能量浪費(fèi)，從而造成效率低下。

 

　　但現(xiàn)在已經(jīng)有了新一代的空壓機(jī)產(chǎn)品，由于它通過(guò)調(diào)速控制器，使得有機(jī)會(huì)在非滿負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)候可以節(jié)省能源，提高效率。這種空壓機(jī)都有一個(gè)內(nèi)置式調(diào)速控制器VSD以作為整個(gè)機(jī)器裝備的一部分。

 

　　本文中將主要介紹空壓機(jī)使用調(diào)速控制器(尤其是變頻器)的基本情況，并詳細(xì)闡述了空壓機(jī)使用內(nèi)置式調(diào)速控制器后的節(jié)能功效。

 

　　1空壓機(jī)調(diào)速控制的功效

 

　　使用調(diào)速控制器的空壓機(jī)其獨(dú)特之處就在于輸出的空氣量可以通過(guò)變化空壓機(jī)的主機(jī)速度來(lái)進(jìn)行大小調(diào)節(jié)?？諌簷C(jī)主機(jī)的電機(jī)由調(diào)速控制器來(lái)控制，常用的調(diào)速控制器有變頻調(diào)速器或調(diào)速電機(jī)控制器等(以下通常都指變頻調(diào)速)。它不同于傳統(tǒng)的機(jī)器是通過(guò)壓力的加載和卸載來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此有更高的效率。

 

　　當(dāng)然在部分空氣壓力負(fù)載時(shí)使用變頻調(diào)速還有其他幾個(gè)功效:

 

　　(1) 取消了齒輪箱和傳動(dòng)皮帶

 

　　當(dāng)電動(dòng)機(jī)的速度變化時(shí)，就不需要一個(gè)齒輪箱或皮帶傳動(dòng)，從而可以降低機(jī)械能量的損耗。

 

　　(2) 可以更精確地控制壓力

 

　　當(dāng)需要有一個(gè)更加精確的壓力控制時(shí)，采用變頻調(diào)速就可以保證。在一個(gè)單獨(dú)安裝的空壓機(jī)中，變頻調(diào)速器就可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，而出來(lái)的空氣壓力基本可以保持在誤差在0.2BAR這樣窄幅內(nèi)。跟傳統(tǒng)的加載和卸載ON/OFF控制來(lái)說(shuō)，可以節(jié)省大約2%的能量，可傳統(tǒng)的控制壓力誤差卻在0.5BAR左右，精度自然低了。

 

　　(3) 降低耗氣量

 

　　負(fù)載平均壓力低時(shí)，使用變頻調(diào)速可以降低設(shè)備的漏氣和降低耗氣量，在7.0BAR時(shí)典型的耗氣量可以降低2%左右。

 

　　變頻調(diào)速用在控制具有可變壓力的負(fù)載設(shè)備是非常理想的，而且空壓機(jī)能提供滿容量的供氣。但是在需要提供滿負(fù)載運(yùn)行時(shí)(即在額定值運(yùn)行時(shí))變頻調(diào)速就不具有優(yōu)勢(shì)，反而耗電更多，其增加的部分主要是用于變頻器本身的耗電。

 

　　2空壓機(jī)變頻調(diào)速控制的有點(diǎn)

 

　　精確的壓力控制不僅可以降低能耗，而且可以保證提高產(chǎn)品的質(zhì)量和降低浪費(fèi)(從而間接節(jié)能)。在傳統(tǒng)的空壓機(jī)控制中，它對(duì)空氣壓力的需求基本是不變的(始終處于ON，且轉(zhuǎn)速恒定)，調(diào)節(jié)靠加載和卸載ON/OFF控制;但在變頻空壓機(jī)中，則通過(guò)轉(zhuǎn)速控制來(lái)達(dá)到壓力需求，其速度隨時(shí)可以根據(jù)工況改變。

 

　　在傳統(tǒng)的空壓機(jī)中，為了保護(hù)電機(jī)，通常對(duì)起停次數(shù)都有所規(guī)定，如200kW以上的高壓電機(jī)一般一小時(shí)起停不宜超過(guò)4次。而變頻空壓機(jī)則完全不一樣，它是軟起軟停，無(wú)電流沖擊，基本可以做到頻繁啟動(dòng)(也就是說(shuō)對(duì)次數(shù)沒(méi)有限制)。

 

　　在管道壓力飽和或外界無(wú)壓力需求時(shí)，變頻空壓機(jī)可以處于輕松實(shí)現(xiàn)“休息”狀態(tài)，這主要?dú)w因于變頻器的零頻功能。零頻功能主要指變頻器根據(jù)外界信號(hào)源判斷運(yùn)行頻率是否在“零頻運(yùn)行閾值”內(nèi)，同時(shí)根據(jù)“零頻回差”的設(shè)定來(lái)控制起停的頻繁程度。有了這個(gè)功能，就可以實(shí)現(xiàn)休眠過(guò)程，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

 

　　變頻器可靠的線路設(shè)計(jì)和軟件功能能為變頻空壓機(jī)帶來(lái)以下優(yōu)點(diǎn):

 

　　(1) 實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的軟啟動(dòng)，無(wú)峰值電流，啟動(dòng)平穩(wěn);

 

　　(2) 大幅度降低壓縮機(jī)系統(tǒng)的噪聲;

 

　　(3) 自動(dòng)控制,簡(jiǎn)便高效,可靠和自保護(hù),無(wú)需專人看護(hù);

 

　　(4) 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，延長(zhǎng)壓縮機(jī)系統(tǒng)壽命，減少維護(hù)量;

 

　　(5) 保證供氣壓力恒定，提高供氣質(zhì)量;

 

　　(6) 大量節(jié)約電能。

 

　　3空壓機(jī)單機(jī)和多機(jī)的變頻控制

 

　　變頻空壓機(jī)單機(jī)應(yīng)用一般是針對(duì)獨(dú)立式單臺(tái)空壓機(jī)而言，當(dāng)用戶的供氣需求量不需要長(zhǎng)時(shí)間工作在z*大輸出狀態(tài)時(shí)，變頻單機(jī)控制能很好地節(jié)能。

 

　　在空壓機(jī)多機(jī)應(yīng)用中，傳統(tǒng)的控制壓力或出氣量的方法是將多臺(tái)空壓機(jī)全部運(yùn)行，并通過(guò)加載和卸載來(lái)調(diào)節(jié)，z*終達(dá)到壓力或出氣量的控制要求。顯然，所有的空壓機(jī)都是在全速運(yùn)行，所耗電嚴(yán)重且控制頻繁，尤其是在加一臺(tái)太多但減一臺(tái)又太少的情況下。

 

　　因此，對(duì)于多機(jī)進(jìn)行變頻控制是非常理想的。如圖4所示，如果空氣壓力要求或出氣量不高，只需要一臺(tái)空壓機(jī)工作即可，這時(shí)變頻空壓機(jī)便通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到要求;當(dāng)變頻空壓機(jī)電機(jī)的頻率達(dá)到50Hz其出氣量仍無(wú)法滿足要求時(shí)，便要求加入1臺(tái)常規(guī)(即工頻供電)空壓機(jī)(如空壓機(jī)1)進(jìn)行運(yùn)行，變頻空壓機(jī)則通過(guò)速度調(diào)節(jié)來(lái)滿足要求;當(dāng)變頻空壓機(jī)電機(jī)的頻率再次達(dá)到50Hz仍無(wú)法滿足要求時(shí)，則需要加入2臺(tái)常規(guī)空壓機(jī)(如空壓機(jī)1和2)來(lái)進(jìn)行運(yùn)行，變頻空壓機(jī)則通過(guò)速度調(diào)節(jié)來(lái)滿足出氣量或壓力要求。反之，當(dāng)壓力或出氣量太富余時(shí)，則要求減去相應(yīng)的常規(guī)空壓機(jī)。

 

　　空壓機(jī)多機(jī)變頻控制的作用有以下幾點(diǎn):

 

　　(1) 節(jié)能的目的可以達(dá)到,為用戶節(jié)約高額的電費(fèi)開(kāi)支;

 

　　(2) 避免頻繁加載、卸載，延長(zhǎng)空壓機(jī)的壽命;

 

　　(3) 變頻靜音，可以降低工作環(huán)境噪音;

 

　　(4) 保證供氣壓力平穩(wěn)。

 

　　4空壓機(jī)變頻控制的應(yīng)用案例

 

　　在原廠生產(chǎn)的變頻空壓機(jī)進(jìn)行測(cè)試,其結(jié)果給出了變頻空壓機(jī)的能量消耗與出氣量的關(guān)聯(lián)性。為了得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，模擬了傳統(tǒng)的同規(guī)格空壓機(jī)在出氣量從0cfm到500cfm連續(xù)變化的工況下的耗電功率，同時(shí)與變頻空壓機(jī)進(jìn)行比較。當(dāng)出氣量下降時(shí)節(jié)能效果z*好。在額定出氣量在50%的情況下,變頻空壓機(jī)將功率降低了9.4kW(是額定功率的9%左右)。但是在滿載情況下,變頻空壓機(jī)將耗電超過(guò)4%(為變頻器本身的損耗)。在這里可以看出，當(dāng)空壓機(jī)長(zhǎng)期工作在滿載情況下時(shí)沒(méi)必要安裝變頻。

 

　　5結(jié)束語(yǔ)

 

　　實(shí)踐證明，相對(duì)于傳統(tǒng)的空壓機(jī)而言，購(gòu)買先進(jìn)的變頻速度控制的新型空壓機(jī)產(chǎn)品在購(gòu)買成本上付出的多余部分將在使用一到兩年后從電能節(jié)省中獲得相應(yīng)回報(bào)。上面的模擬空壓機(jī)應(yīng)用測(cè)試就是一個(gè)典型的例子。當(dāng)然，節(jié)省電能的具體數(shù)量或金額則不一而足，必須依據(jù)用戶現(xiàn)場(chǎng)才能進(jìn)行估算。

 

　　影響變頻空壓機(jī)節(jié)能功效的幾個(gè)主要因素有:

 

　　(1) 空壓機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)間;

 

　　(2) 配套變頻系統(tǒng)成本價(jià)位;

 

　　(3) 針對(duì)相同機(jī)型的空壓機(jī)而言，變頻配置與傳統(tǒng)的售價(jià)比例(如DENAIR-DVA變頻售價(jià)比90kW相同普通機(jī)型多15%);

 

　　(4) 空壓機(jī)運(yùn)行在部分負(fù)載工況的比例;

 

　　(5) 空壓機(jī)運(yùn)行在滿載工況的比例。

 

　　另外，也可以采用折中的辦法:即為標(biāo)準(zhǔn)的空壓機(jī)單獨(dú)購(gòu)買一臺(tái)變頻器進(jìn)行改造。在某些場(chǎng)合，這種方法還是有誘惑力。當(dāng)然，在這種情況下，費(fèi)用雖然相對(duì)低一點(diǎn)，但要浪費(fèi)傳統(tǒng)機(jī)型的齒輪箱和其他部件，而且廠家不能保證在變頻低速由于潤(rùn)滑不適合不會(huì)造成的相應(yīng)故障。而且隨著變頻空壓機(jī)的逐步普及，這種方法的成本將不再低下，甚至還會(huì)更高。

 

　　綜上所述，在很多空壓機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在部分負(fù)載的情況下使用變頻內(nèi)置式空壓機(jī)具有明顯的節(jié)能效果，對(duì)很多行業(yè)用戶具有極強(qiáng)的吸引力。

 

　　同時(shí),在使用或配置變頻空壓機(jī)時(shí)必須考慮以下幾點(diǎn):

 

　　在空壓機(jī)多機(jī)安裝中，為了達(dá)到z*大程度的節(jié)能效果，裝有變頻的一臺(tái)空壓機(jī)必須處于始終運(yùn)行中，并通過(guò)它來(lái)調(diào)節(jié)壓力;

 

　　在空壓機(jī)運(yùn)行在中低負(fù)載的工況占所有工況的比例比較高時(shí)，安裝變頻空壓機(jī)具有良好的節(jié)能回報(bào)率;

 

　　購(gòu)買變頻空壓機(jī)比對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行變頻改裝更具有現(xiàn)實(shí)意義。