變頻空壓機的節能原理

什么是空壓機節能？

相信很多企業的設備管理者都會想到變頻空壓機。可以說變頻（或永磁變頻）技術已經成為了當今工業領域節能的代名詞，并在各類交通工具、生產設備以及輔助設備上得到了廣泛的應用。

空壓機節能原理

變頻空壓機也稱變轉速空壓機，就是通過變頻器的介入改變電機轉速，進而控制轉子速度，實現不同空氣流量的輸出，滿足不同客戶場景的氣量需求。那么變頻（變轉速）空氣壓縮機相比較于定頻（定轉速）空壓機為什么能實現如此巨大的節能呢？

首先我們要清楚，變頻空壓機能實現巨大節能的上限前提就是絕大企業的壓縮空氣需求是劇烈波動的。根據大數據調研（如下圖所示），88%甚至更高的客戶壓縮空氣需求都是劇烈波動的，這才是變頻空壓機大有作為的基礎。

變頻空壓機相比較于定頻空壓機，具體在哪幾個方面實現的節能呢？主要可以通過四個方面來說明：

1、卸載功耗

我們知道，一臺定頻空壓機只能通過頻繁加/卸載來滿足客戶不斷變化的氣量需求，所以定頻空壓機往往存在巨大的卸載功耗浪費。在同樣工況下，如果使用變頻空壓機，就可以按照客戶的實際氣量需求，調整轉速（氣量），永遠保持和客戶的實際氣量相匹配，不再出現卸載狀態，自然也就規避了卸載功耗。

2、放空損失

工頻空壓機在加/卸載不斷切換過程中，放空也是必不可少的一環，出現在卸載階段。所謂放空就是將一部分壓縮空氣排到環境，降低油分桶壓力，確保工頻空壓機在下一次啟動能夠順利（空載或者輕載啟動）。如果工頻空壓機不進行放空動作，當空壓機啟動的瞬間，后端油分桶強大的背壓會給電機帶來極大負荷，很容易導致跳機甚至損壞。所以對于定頻空壓機而言，明知放空是一種能源浪費，但必須這么做才能確保空壓機持久穩定運行。而變頻空壓機則沒有這個問題，因為在變頻技術夾持下，電機的轉速是緩慢增加的，即便后端背壓很高，也不會超負荷啟動。

3、壓力帶來的能耗損失

定頻空壓機需要設定加載/卸載壓力才能進行有序的加/卸載循環。一般，加/卸載壓力的差異至少保證0.6bar，在實際應用中多數設置在1bar壓力差。比如客戶需求壓力是6bar，那么空壓機的設定壓力就會在6.5bar加載，7.5bar卸載。所以一臺定頻空壓機會持續運行在6.5~7.5bar之間，平均壓力為7bar，超出1bar（相比較于客戶的實際需求壓力6bar），自然也會帶來更多的能耗浪費。但是如果采用變頻空壓機，不需要設定加卸載壓力，并且可以將壓力穩定在±0.1bar范圍內，也就是基本穩定在6.5bar的壓力甚至更低，極大降低了系統運行壓力，實現更低能耗。

4、多次啟動帶來的損耗

我們知道，啟動電流是正在工作電流6-7倍之高，雖然啟動時間比較短，但是頻繁的啟停一定也會帶來能耗的浪費。定頻空壓機在客戶劇烈波動的氣量需求下一定會伴隨頻繁的啟停動作。然后對于變頻空壓機，由于沒有啟動電流峰值，也就杜絕了能耗浪費。

 當然，除了如上四點，很多企業還會考慮滿載時的運行效率（比功率），這種思路是沒錯的。但是我們也要清楚認識到，效率的提升在目前空壓機領域是非常有限的，5%的效率提升已經是非常了不起的一件事情。而如上四個方面（卸載/放空/壓力帶/多次啟動）的改善和提升才是巨大的節能空間，實現更大大限度的成本降低。

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