В промишлеността въздушните компресори са основно оборудване, а техният разход на енергия представлява значителна част от общото промишлено електропотребление. За собствениците на предприятия и ръководителите на производствени цехове намаляването на енергийните разходи при осигуряване на стабилен въздушен поток винаги е от първостепенна важност. Често задаваният въпрос е: Наистина ли постояннотоковите винтови компресори с променлива честота (PM VFD) спестяват енергия? Краткият отговор е да —те не само спестяват енергия, но са и значително по-ефективни в сравнение с традиционните компресори за въздух с фиксирана скорост или обикновени честотно регулируеми винтови компресори, като икономията на енергия варира от 20 % до 50 % при различни работни условия. В тази статия ще разгледаме принципите на енергоспестяване, конкретните предимства и практическия опит с постояннотокови честотно регулируеми винтови компресори, за да ви помогнем да разберете защо те са изгоден избор за съвременните индустрии.
Какво представлява постояннотоковият честотно регулируем винтов компресор за въздух?
Преди да се вгледаме в енергоспестяващата му производителност, е необходимо да уточним какво представлява винтовият въздушен компресор с постояннотоков двигател и променлива честота (PM VFD). Това е напреднала система за въздушно компресиране, която комбинира високоэффективен синхронен двигател с постоянни магнити (PMSM) и устройство за регулиране на честотата (VFD), за да задвижва винтовия въздушен компресорен блок. За разлика от традиционните компресори с фиксирана скорост, които работят с постоянна скорост независимо от въздушната консумация, моделите PM VFD интегрират интелигентна технология за регулиране на скоростта, която може динамично да коригира скоростта на двигателя според действителната въздушна консумация на оборудването, постигайки „доставка на въздух по изискване“ и минимизирайки енергийните загуби.
Основните компоненти на винтовия въздушен компресор с постояннотоков двигател и променлива честота (PM VFD) включват винтовия въздушен компресорен блок (с два взаимно зацепени спирални ротора), синхронен двигател с постоянни магнити, устройство за регулиране на честотата (VFD), управляваща система с датчици, както и системи за охлаждане и филтриране. Тези компоненти работят заедно, за да осигурят ефективна, стабилна и енергоспестяваща работа на оборудването.
Защо PM VFD винтовите компресори са енергоспестяващи? Основни принципи
Енергоспестяващото предимство на PM VFD винтовите компресори произтича от двойното предимство на технологията за постояннотокови мотори с постоянни магнити и технологията за регулиране на скоростта чрез променлива честота. За разлика от традиционните компресори, които имат вродени загуби на енергия, моделите PM VFD фундаментално решават проблема с енергийните загуби чрез технологични иновации.
1. Висока ефективност на постояннотоковия синхронен двигател (PMSM)
Традиционните компресори с фиксирана скорост или обикновени компресори с променлива честота обикновено използват асинхронни двигатели, които имат забележими загуби на енергия по време на работа — особено загубите в медния ротор, които съставляват около 15 % от общите загуби. В противоположност на това постояннотоковият синхронен двигател използва редки земни постоянни магнити за възбуждане, което елиминира необходимостта от външна система за възбуждане и по този начин напълно премахва загубите в медния ротор.
При номинална скорост ефективността на постояннотоковия двигател с постоянни магнити е с 5 % до 8 % по-висока в сравнение с асинхронния двигател (степен IE5 спрямо степен IE3). Например двигател с постоянни магнити от 110 kW може да намали енергийното потребление с 5,5–8,8 kW на час в сравнение с асинхронен двигател със същата мощност. По-важно е, че когато скоростта на двигателя намалее (т.е. при условия на ниска товарна мощност), ефективността на двигателя с постоянни магнити остава над 90 %, докато ефективността на асинхронния двигател рязко спада до 82 % или дори по-ниско при 30 Hz (50 % от номиналната скорост). Това предимство е особено важно за индустриални сценарии, при които търсенето на въздух силно колебливо.
Освен това двигателите с постоянни магнити се характеризират с висока мощностна плътност, малки размери и постоянен въртящ момент в целия диапазон на скорости. Висококачествените лепени неодим-железо-бор (NdFeB) магнити, използвани в ротора, запазват магнитната си сила до температура от 120 °C и имат експлоатационен живот от повече от 15 години, което гарантира дългосрочна ефективна работа.
2. Точна адаптация на регулирането на скоростта чрез променлива честота (VFD)
Преобразователят с променлива честота (VFD) е „мозъкът“ на винтовия въздушен компресор с постояннотоков двигател и VFD. Той регулира скоростта на двигателя в реално време, като променя електрическата честота, така че въздушният поток от компресора да съответства идеално на действителната въздушна консумация. Това е напълно различно от традиционните компресори с фиксирана скорост, които могат да работят само с пълна скорост и регулират обема на въздуха чрез превключване между натоварено и разтоварено състояние — дори при разтоварено състояние те продължават да консумират 30 % до 45 % от номиналната мощност, за да поддържат холостия ход на основния агрегат.
Например, когато търсенето на въздух от страна на потребителите намалее, честотният преобразувател намалява скоростта на двигателя, което намалява производителността на компресора и предотвратява загубата на въздух чрез клапани за изпускане; когато търсенето нарасне, честотният преобразувател увеличава скоростта на двигателя, за да задоволи изискванията за подаване на въздух. Тази динамична регулировка означава, че агрегатът работи предимно при частична натовареност с минимално допълнително енергийно потребление. Освен това постояннотоковият честотен преобразувател (PM VFD) за винтови въздушни компресори може да осъществява стъпаловидно регулиране на скоростта в диапазона от 0 % до 100 %, докато обикновените честотни преобразуватели за въздушни компресори могат да регулират скоростта само в диапазона от 60 % до 100 %, което допълнително разширява възможностите за спестяване на енергия.
3. Намалени енергийни загуби поради контрол на ширината на налягането
Традиционните фиксирани по скорост въздушни компресори изискват задаване на минимална широчина на налягането от 1 барг, за да се избегнат честите пускови удари върху агрегата и електрическата мрежа. Когато се използват няколко машини едновременно, широчината на налягането става по-голяма, което води до ненужни енергийни загуби поради прекалено високи настройки на налягането. В противоположност на това, постояннотоковият (PM) винтов компресор с променлива честота (VFD) може да стартира и спира безкрайно много пъти, без да се задава широчина на налягането — достатъчно е да се зададе само една точка на налягане. При всяко намаляване на широчината на налягането с 0,14 барг системата може да спести 1 % енергия.
4. Енергоспестяващо меко стартиране
Пусковият ток на традиционните въздушни компресори е 3 до 6 пъти по-голям от номиналния работен ток, а честото пускане води до значителна загуба на електроенергия. Винтовият въздушен компресор с постояннотоков двигател и променлива честота (PM VFD) използва функция за мек старт, която ограничава максималния пусков ток до стойност, не по-висока от номиналния работен ток, напълно предотвратявайки енергийните загуби, причинени от високия пусков ток. Едновременно с това мекият старт значително намалява въздействието върху оборудването на електрическата мрежа и механичните компоненти, удължавайки така експлоатационния живот на оборудването.
Практични данни за енергоспестяване: Колко електроенергия можете да спестите?
Ефектът от спестяване на енергия при винтови въздушни компресори с променлива честота и постояннотокови мотори (PM VFD) не е само теоретично предимство — той е потвърден от голям брой практически случаи и данни. Нека вземем за пример винтов въздушен компресор с мощност 37 kW (6 кубични метра) и сравним енергопотреблението му с традиционен винтов въздушен компресор с ремъчно предаване (работещ по 8 часа на ден, 300 дни годишно, с 5 часа работа под натоварване и 3 часа работа без натоварване, при тарифа 1 юан за kWh):
Тип машина (37 kW) |
Енергопотребление при работа под натоварване (5 часа/ден) |
Енергопотребление при работа без натоварване (3 часа/ден) |
Годишна обща стойност на енергията |
Винтов въздушен компресор с ремъчно предаване |
35 kW × 5 ч × 1 юан = 175 юана |
18 kW × 3 ч × 1 юан = 54 юана |
300 дни × (175 + 54) = 68 700 юана |
Винтов въздушен компресор PM VFD |
32 kW × 5 ч × 1 юан = 160 юана |
3 kW × 3 ч × 1 юан = 9 юана |
300 дни × (160 + 9) = 50 700 юана |
Ефект от спестяване на енергия |
спестяване от 15 юана на ден |
спестяване от 45 юана на ден |
спестяване от 18 000 юана годишно |
Според отраслови данни постояннотоковите преобразуватели с променлива честота (PM VFD) за винтови въздушни компресори позволяват спестяване на енергия с 22 % до 40 % спрямо винтови въздушни компресори с фиксирана скорост и с 5 % до 15 % спрямо обикновените въздушни компресори с променлива честота. В сценарии с големи колебания в търсенето на въздух ефектът от спестяване на енергия може да надвишава дори 50 %. За предприятия с високо потребление на въздух, като тези в минната, химическата, производствената и текстилната индустрия, годишното спестяване по разходите за енергия може да достигне десетки хиляди или дори стотици хиляди юана, което позволява бързо възстановяване на първоначалната инвестиционна разлика (обикновено за 1 година) и на цялата инвестиционна стойност (за 2–3 години).
Други предимства на винтовите въздушни компресори с PM VFD
Освен значителната икономия на енергия, винтовите въздушни компресори с постояннотокови честотни преобразуватели (PM VFD) имат и много други предимства, които допълнително повишават тяхната икономическа ефективност:
Стабилно налягане на въздуха : Честотното управление позволява диапазон на колебания на налягането от ±0,1 bar, осигурявайки стабилна работа на крайни устройства като пневматични инструменти и опаковъчни машини и избягвайки технологични дефекти, причинени от колебания на налягането.
Нисък шум : Намаляването на скоростта на двигателя значително намалява работния шум на въздушния компресор, създавайки по-тиха работна среда в цеха.
По-дълъг живот : Постепенният метод на ускорение при стартиране намалява въздействието върху електрическите и механичните компоненти по време на стартиране, а работата с ниска скорост намалява износването на ключови части като лагери и уплътнения, удължавайки срока на експлоатация на оборудването с повече от 50%.
Лесно поддържане разделената система с директно задвижване, използвана от много модели PM VFD, е по-надеждна и по-лесна за поддръжка в сравнение с интегрираната система за задвижване, което намалява разходите за поддръжка и простоите.
Заключение: Стои ли си инвестициите във винтови въздушни компресори с постояннотокови двигатели и променлива честота (PM VFD)?
За предприятията, които търсят енергоспестяване, намаляване на разходите и ефективна експлоатация, отговорът е недвусмислено да . Винтовият въздушен компресор с постоянен магнит и променлива честота постига прецизно съгласуване между подавания и необходимия въздух чрез комбинацията от двигател с постоянен магнит и технология за регулиране на скоростта чрез променлива честота, като по този начин фундаментално елиминира енергийните загуби, характерни за традиционните въздушни компресори. Енергоспестяващият ефект е потвърден от практически данни, а също така осигурява допълнителни предимства като стабилно налягане на въздуха, ниско ниво на шум и дълъг срок на експлоатация.
В контекста на глобалната икономия на енергия и намаляване на емисиите изборът на винтов компресор с постояннотоков двигател и променлива честота (PM VFD) не е само разумно решение за намаляване на експлоатационните разходи на предприятието, но и позитивен отговор към зеленото производство. Независимо дали строите нова фабрика или модернизирате съществуващото оборудване, винтовият компресор с постояннотоков двигател и променлива честота (PM VFD) може да осигури дългосрочни икономически и екологични предимства. За да научите повече за висококачествените винтови компресори с постояннотоков двигател и променлива честота (PM VFD) и да получите персонализирано решение за икономия на енергия, посетете официалния ни уебсайт:
www.pufcocompressor.com .
Горчиви новини
CN
