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

 

　　但現在已經(jīng)有了新一代的空壓機產(chǎn)品，由于它通過(guò)調速控制器，使得有機會(huì )在非滿(mǎn)負荷運行的時(shí)候可以節省能源，提高效率。這種空壓機都有一個(gè)內置式調速控制器VSD以作為整個(gè)機器裝備的一部分。

 

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

 

　　1空壓機調速控制的功效

 

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

 

　　當然在部分空氣壓力負載時(shí)使用變頻調速還有其他幾個(gè)功效:

 

　　(1) 取消了齒輪箱和傳動(dòng)皮帶

 

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

 

　　(2) 可以更精確地控制壓力

 

　　當需要有一個(gè)更加精確的壓力控制時(shí)，采用變頻調速就可以保證。在一個(gè)單獨安裝的空壓機中，變頻調速器就可以連續運轉，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。跟傳統的加載和卸載ON/OFF控制來(lái)說(shuō)，可以節省大約2%的能量，可傳統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

 

　　負載平均壓力低時(shí)，使用變頻調速可以降低設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。

 

　　變頻調速用在控制具有可變壓力的負載設備是非常理想的，而且空壓機能提供滿(mǎn)容量的供氣。但是在需要提供滿(mǎn)負載運行時(shí)(即在額定值運行時(shí))變頻調速就不具有優(yōu)勢，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空壓機變頻調速控制的有點(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(從而間接節能)。在傳統的空壓機控制中，它對空氣壓力的需求基本是不變的(始終處于ON，且轉速恒定)，調節靠加載和卸載ON/OFF控制;但在變頻空壓機中，則通過(guò)轉速控制來(lái)達到壓力需求，其速度隨時(shí)可以根據工況改變。

 

　　在傳統的空壓機中，為了保護電機，通常對起停次數都有所規定，如200kW以上的高壓電機一般一小時(shí)起停不宜超過(guò)4次。而變頻空壓機則完全不一樣，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)對次數沒(méi)有限制)。

 

　　在管道壓力飽和或外界無(wú)壓力需求時(shí)，變頻空壓機可以處于輕松實(shí)現“休息”狀態(tài)，這主要歸因于變頻器的零頻功能。零頻功能主要指變頻器根據外界信號源判斷運行頻率是否在“零頻運行閾值”內，同時(shí)根據“零頻回差”的設定來(lái)控制起停的頻繁程度。有了這個(gè)功能，就可以實(shí)現休眠過(guò)程，實(shí)現節能運行。

 

　　變頻器可靠的線(xiàn)路設計和軟件功能能為變頻空壓機帶來(lái)以下優(yōu)點(diǎn):

 

　　(1) 實(shí)現空壓機的軟啟動(dòng)，無(wú)峰值電流，啟動(dòng)平穩;

 

　　(2) 大幅度降低壓縮機系統的噪聲;

 

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

 

　　(4) 運轉平穩，延長(cháng)壓縮機系統壽命，減少維護量;

 

　　(5) 保證供氣壓力恒定，提高供氣質(zhì)量;

 

　　(6) 大量節約電能。

 

　　3空壓機單機和多機的變頻控制

 

　　變頻空壓機單機應用一般是針對獨立式單臺空壓機而言，當用戶(hù)的供氣需求量不需要長(cháng)時(shí)間工作在z*大輸出狀態(tài)時(shí)，變頻單機控制能很好地節能。

 

　　在空壓機多機應用中，傳統的控制壓力或出氣量的方法是將多臺空壓機全部運行，并通過(guò)加載和卸載來(lái)調節，z*終達到壓力或出氣量的控制要求。顯然，所有的空壓機都是在全速運行，所耗電嚴重且控制頻繁，尤其是在加一臺太多但減一臺又太少的情況下。

 

　　因此，對于多機進(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，只需要一臺空壓機工作即可，這時(shí)變頻空壓機便通過(guò)調節電機轉速來(lái)達到要求;當變頻空壓機電機的頻率達到50Hz其出氣量仍無(wú)法滿(mǎn)足要求時(shí)，便要求加入1臺常規(即工頻供電)空壓機(如空壓機1)進(jìn)行運行，變頻空壓機則通過(guò)速度調節來(lái)滿(mǎn)足要求;當變頻空壓機電機的頻率再次達到50Hz仍無(wú)法滿(mǎn)足要求時(shí)，則需要加入2臺常規空壓機(如空壓機1和2)來(lái)進(jìn)行運行，變頻空壓機則通過(guò)速度調節來(lái)滿(mǎn)足出氣量或壓力要求。反之，當壓力或出氣量太富余時(shí)，則要求減去相應的常規空壓機。

 

　　空壓機多機變頻控制的作用有以下幾點(diǎn):

 

　　(1) 節能的目的可以達到,為用戶(hù)節約高額的電費開(kāi)支;

 

　　(2) 避免頻繁加載、卸載，延長(cháng)空壓機的壽命;

 

　　(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。

 

　　4空壓機變頻控制的應用案例

 

　　在原廠(chǎng)生產(chǎn)的變頻空壓機進(jìn)行測試,其結果給出了變頻空壓機的能量消耗與出氣量的關(guān)聯(lián)性。為了得到相應的數據，模擬了傳統的同規格空壓機在出氣量從0cfm到500cfm連續變化的工況下的耗電功率，同時(shí)與變頻空壓機進(jìn)行比較。當出氣量下降時(shí)節能效果z*好。在額定出氣量在50%的情況下,變頻空壓機將功率降低了9.4kW(是額定功率的9%左右)。但是在滿(mǎn)載情況下,變頻空壓機將耗電超過(guò)4%(為變頻器本身的損耗)。在這里可以看出，當空壓機長(cháng)期工作在滿(mǎn)載情況下時(shí)沒(méi)必要安裝變頻。

 

　　5結束語(yǔ)

 

　　實(shí)踐證明，相對于傳統的空壓機而言，購買(mǎi)先進(jìn)的變頻速度控制的新型空壓機產(chǎn)品在購買(mǎi)成本上付出的多余部分將在使用一到兩年后從電能節省中獲得相應回報。上面的模擬空壓機應用測試就是一個(gè)典型的例子。當然，節省電能的具體數量或金額則不一而足，必須依據用戶(hù)現場(chǎng)才能進(jìn)行估算。

 

　　影響變頻空壓機節能功效的幾個(gè)主要因素有:

 

　　(1) 空壓機實(shí)際運行時(shí)間;

 

　　(2) 配套變頻系統成本價(jià)位;

 

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

 

　　(4) 空壓機運行在部分負載工況的比例;

 

　　(5) 空壓機運行在滿(mǎn)載工況的比例。

 

　　另外，也可以采用折中的辦法:即為標準的空壓機單獨購買(mǎi)一臺變頻器進(jìn)行改造。在某些場(chǎng)合，這種方法還是有誘惑力。當然，在這種情況下，費用雖然相對低一點(diǎn)，但要浪費傳統機型的齒輪箱和其他部件，而且廠(chǎng)家不能保證在變頻低速由于潤滑不適合不會(huì )造成的相應故障。而且隨著(zhù)變頻空壓機的逐步普及，這種方法的成本將不再低下，甚至還會(huì )更高。

 

　　綜上所述，在很多空壓機長(cháng)時(shí)間運行在部分負載的情況下使用變頻內置式空壓機具有明顯的節能效果，對很多行業(yè)用戶(hù)具有極強的吸引力。

 

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

 

　　在空壓機多機安裝中，為了達到z*大程度的節能效果，裝有變頻的一臺空壓機必須處于始終運行中，并通過(guò)它來(lái)調節壓力;

 

　　在空壓機運行在中低負載的工況占所有工況的比例比較高時(shí)，安裝變頻空壓機具有良好的節能回報率;

 

　　購買(mǎi)變頻空壓機比對空壓機進(jìn)行變頻改裝更具有現實(shí)意義。