空气压缩机的能源效率

空气压缩机为许多行业提供支持，从由往复式压缩机提供动力的小型汽车车间到由大容量离心压缩机提供动力的大型垂直集成纺织设备。

空压机技术简单。动力活塞、螺丝或叶轮将一定体积的大气空气压缩到应用所需的压力。压缩空气系统的设计和使用已经发展到适合不同的行业需求。

随着时间的推移，制造商已经投资于技术，以克服空压机的低效率，简化用户体验。然而，压缩空气仍然是一项主要的公用事业费用。

图1显示了压缩机典型的生命周期成本分解。在一台压缩机的10年寿命周期成本中，电力消耗占了近88%。根据美国能源部(DOE)的数据，高达50%的空气被浪费，导致数千美元的能源损失。导致低效运作的因素有很多。

要把公用事业成本转化为节能机会，主要有三点需要评估。

1.压缩机的大小

对于空气压缩机来说，并不是越大越好。旋转螺杆压缩机在100%负载状态下运行时效率最高。(负载，表示压缩机正在产生空气;空载时，压缩机处于空闲状态。)当压缩机的产气量满足空气需求时，压缩机将持续加载。例如，如果一台压缩机每分钟生产500立方英尺(CFM)，但空气需求只有300立方英尺，那么压缩机将在相当长一段时间处于卸载状态。

螺杆压缩机在卸载条件下效率低下，因此，在给定的空气需求下，较大的压缩机将比适当大小的压缩机消耗更多的能源和消耗品。

一般的经验法则是，只在50%容量下运行的压缩机将比满负荷或接近满负荷运行的压缩机消耗20%或更多的功率。

2.波动的空气需求

确定合适的尺寸足以提高能源效率，但对于那些在白天有不同需求模式的客户，或者那些预计需要更多空气的制造能力增加的客户，该怎么办?变频驱动器(vfd)为这两种情况提供了解决方案。

VFD通过降低压缩机电机的速度以降低流量来匹配客户的实际空气需求。通过降低电机转速，与进气调制控制或负载/空载相比，压缩机比定速压缩机消耗更少的能量(每CFM存储3加仑)。图2展示了VFD的节能效果。

3气流组织系统

在寻求提高能源效率时，客户必须看得比空气压缩机更远，并评估压缩空气系统作为一个整体。最大的改进领域可能是设施的分配系统——如何运输压缩空气并在最终应用中使用。分配的设计和管道使用的材料都会影响能源效率。

在设计压缩空气管路系统时，从压缩机到应用的距离越短越好。

最大限度地减少应用过程中的弯曲，减少压降，提高系统效率。

图3比较了低效的线路设计和高效的设计。许多供应商可能无法提供将压降降至最低的扫地弯头，因此从实际目的来看，如果供应商只能提供90度的管道，请考虑将管道直径增大1英寸，以将压降降至最低。

为分配系统选择材料同样重要。塑料、铝和钢是压缩空气管道最常见的材料。虽然钢比铝更容易获得，但铝的重量和耐腐蚀性更低。压缩空气中含有微量的油和水，这可能会导致管线腐蚀，进而导致压力下降，影响效率。

此外，压缩空气管道是动态的，由于压缩空气的通过，它们不断振动。

随着时间的推移，这些动作会削弱关节，并导致漏水。在一个设施的空气压缩机系统中发现泄漏，可以浪费高达25%的压缩空气，每年花费数千美元的电费。

空气审计发现效率低下

空气审核确定实际空气需求，并评估操作中使用压缩空气的效率。空气审核可以确定所需的适当尺寸，评估VFD的需求，识别管道设计中的低效率并最终优化使用。

压缩机制造商和压缩空气专家有能力进行空气审计。空气审计专家将使用数据记录仪、流量计和检漏装置来评估作业的空气使用情况。

通常，审核员将花费数天时间收集数据，以充分了解不同的需求条件和使用的性质。在分析之后，他们将发布一份报告，总结潜在的节省以及建议的变更和相关成本。

图4是空中审计总结报告的示例，显示了纺织作业在空中审计前后的能源成本。

遵循这些建议需要初始投资和持续维护，但通常在短时间内就能看到回报。咨询压缩空气专家，看看可以采取什么步骤来追求能源效率。通过运行节能操作，用户可以节省资金，创造一个更可持续的未来。