中國將力爭2024年前二氧化碳達峰，2024年前實現碳中和這意味著，中國作為世界上最大的發展中國家，將完成全球最高的碳排放強度降低，在世界歷史上最短的時間內實現碳中和，這無疑將是一場艱苦的戰鬥。
在此背景下，空壓機系統能耗高的問題逐漸凸顯，對空壓機節能技術提出了新的要求。 空壓機系統的能耗問題主要體現在：
一、空壓機節能的三大方式，我們一直在談論節能，如何節能呢？主要有三種途徑：一是提高電能利用效率;二是高效驅動;三是降低主機的比功率。
方式一：提高電能利用效率
策略1：減少無功損耗
我們在做節能的時候，要做我們能做的每一件事，不要忽視可以利用的機會。 眾所周知，西電東送是採用高壓輸電技術，為什麼不採用低壓輸電呢？因為低壓輸電的損耗太大。 因此，提高電力利用率的策略之一是減少無功損耗，解決方案是用高壓電機代替變壓器。 畢竟，10kV至380V變壓器的無功損耗還是比較嚴重的。 當然，對於小功率空壓機，不建議使用6kV或10kv以上的電壓，建議在200kw以上的功率範圍內使用。
策略 2：降低線損
用於傳輸電力的電纜也會消耗電力。 在空壓機執行過程中，我們會測量電纜的溫度，發現電纜很熱。 它的熱量從哪裡來？它一定是由電轉換而來的。 但是，由於高壓機的傳輸電流較小，電纜基本不發熱。
提高電能利用效率的策略可以概括為利用高壓電提高電能利用率。
方法 2：高效驅動
通常，電機的節能方式是變頻，因此空壓機行業近十年的趨勢是採用永磁變頻技術來提高壓縮機的能效水平。 永磁變頻有兩個好處，一是通過省去勵磁過程來降低損耗;其次，它可以隨著氣體量的變化而動態調節。 因此，第二種方式的核心是採用永磁變頻技術，實現節能。
方法三：降低主機的比功率
根據筆者在上海國際壓縮機及裝置展覽會上的觀察，單級壓縮機還很多。 單級壓縮的效率較低，因此我們需要提高壓縮效率，一是減少齒間滲漏，二是盡可能採用接近等溫壓縮的方式，以提高壓縮效率。 因此，有必要採用兩級壓縮技術。
綜上所述，這三種方式對應了空壓機行業的三大節能技術，即高壓、永磁變頻和兩級壓縮，因此一款名為高壓永磁變頻雙級壓縮機的產品將誕生。
二、節能的三種方法原因分析1.為什麼要使用高壓？
負載損耗：變壓器日損耗=（空載損耗+負載損耗負載因數的平方）24
空載損耗：當變壓器次級繞組開路，將額定頻率正弦波形的額定電壓施加到初級繞組時，消耗的有功功率稱為空載損耗。
使用高壓電和使用低壓電有什麼區別？我們假設乙個統計資料，以乙個普通的800kVA變壓器為例。 客戶可能有一台2000kva、3150kva，甚至更大的變壓器，我們來看看一台800kva變壓器的損耗是多少。
以800kVA乾式變壓器的損耗為例，如果變壓器的負載率為50%，則一天的耗電量為：
800kva乾式電力變壓器空載損耗為1160W，約為24 30 116=835.2 千瓦時。
800kva乾式電力變壓器的負載損耗為5220W，約為每月24 30 522=3758.4 千瓦時。
空載損耗是恆定損耗，與通過電流無關，而是與元件所承受的電壓無關。
空載損耗只是給變壓器供電，後面沒有負載，只有變壓器耗電。 它的空載損耗約為1160瓦，乙個月可消耗800多度電，而這800多度電被浪費掉了。 負載時，變壓器的損耗可達5000瓦以上，乙個月將浪費3700多度電。
高壓機不會有這種損失嗎？會有的。 例如，其上級變壓器也存在損耗，如35kv、110kv、220kv至10kv。 但是，損耗小於10kV至380V，因此也會損耗一些功率。
2.為什麼要使用永磁同步電機？
為什麼永磁電機節能？普通非同步電動機的定子線圈通電產生旋轉磁場，磁場切割轉子，轉子產生交流電，產生磁場，定子磁場帶動轉子磁場旋轉。 在這個過程中，轉子消耗電力，因為轉子本身沒有磁性，它的磁場能量是通過從電網吸收電能來獲得的。 永磁變頻同步電動機，由於轉子永磁體具有自身的磁場，當電機定子線圈通電產生旋轉磁場時，定子旋轉磁場可以直接帶動轉子磁場旋轉，從而消除勵磁環節。
永磁電動機的效率和功率因數隨負載率和轉速變化不大，而普通非同步電動機的效率和功率因數隨負載率和轉速變化很大。
3.變頻器控制的節能原理
非同步電機在低負載下的效率會很低，因此永磁電機更適合調節。 從不同型別電機的效率對比圖可以看出，功率因數變化很大。
4.恆壓供氣
每個人都了解恆壓供氣的原理，但是每個人做的時候還是會有一些差異。 例如，如果客戶想要8kgf的型號，並不意味著客戶需要8kgf的恆壓供氣，如果壓縮機按照8kgf的恆壓供氣，那將是浪費能源。 除錯是將壓縮機調整到客戶的最佳使用狀態，而不是將壓縮機調整到出廠狀態。 因此，除錯這個環節非常重要，需要將壓力調整到客戶真正需要的壓力狀態，即空壓機的最佳工作狀態。
空壓機的壓力不需要調得很高，因為太高了客戶沒有用，只要滿足客戶的需求，就省去了原有的加卸工序，省去了下圖黃色陰影區域的多餘壓力， 所以這部分工作不需要做，所以節省了電費。
5.兩級壓縮更接近等溫壓縮
看上面的PV圖，在吸氣-壓縮-排氣的過程中，單級壓縮直接從A點壓縮到C點，然後排氣;如果是兩級壓縮，則從A點壓縮到B點，然後經過熱交換後轉到F點，最後從F點開始，第二級壓縮將轉到D點。 綠地的這部分工作是要節約的，這也是兩級壓縮節能的核心原則。
我們來看一下效率對比，一般情況下，8kgf機型的比功率，單級壓縮不小於7，低於7的難度更大。 如果使用兩級壓縮的形式，則可以執行少於 6 個。
6.減少主機內洩漏
為什麼主機洩漏會消耗能量？由於壓縮空氣是轉化率相對較低的能源，最終被壓縮的壓縮空氣通過洩漏三角形返回起點，導致壓縮效率降低，造成很大的浪費。
如何減少洩漏？需要減小這個洩漏三角形的面積（見右下圖），這也是我們提高空壓機效率的重要手段。 當然，現在隨著中國機械加工技術的興起，主機的精度也得到了很大的提高。
那麼，如何才能進一步降低洩漏損失呢？這需要兩個壓縮階段。 從二級出口洩漏到一級進口，中間有壓差，壓縮氣體不能直接返回入口，級間會有乙個膨脹過程，當它膨脹而體積變大時，再通過一級洩漏，洩漏量會變小。 這也是兩級壓縮比單級壓縮更節能的另乙個原因。
7.優化管道，減少壓力損失
上面這麼多節能方法介紹完了，下面我們來看看壓縮機周圍的一些節能方法：
使用最少的彎頭和最大程度的直管使用，最大限度地減少了壓力損失，提高了空壓機的效率
通過改進空氣控制技術，使空壓機輕載啟動，提高裝置的穩定性
採用管道多級密封套圈，通過**密封保證管道密封的可靠性，防止管道洩漏;
優化進氣系統管路，減少吸入壓力損失
油品設計有二次回油和控油，減少壓縮空氣的浪費
提高油氣桶的粗選效果，可有效降低油氣筒芯的壓力損失。
1）在設計過程中，盡量少用彎頭，盡量採用直管設計，或者彎曲乙個弧度比較大的彎頭，可以不用90度不用180度，可以用45度不用90度，可以做不用45度彎頭的直管。此外，還可以增加管道直徑。 增加管道直徑會降低流速並最大限度地減少壓力損失。
2）需要通過控制技術使壓縮機更容易啟動，因為壓縮機的啟動電流很大。永磁變頻會使空壓機休眠，需要頻繁啟動時，其功耗會大大增加。
3）Compus**管道密封技術，可有效防止管道洩漏。
4）優化進氣管路，減少吸入壓力損失。主機有兩個重要的係數：吸入溫度係數和吸入壓力係數。 要想在這兩個係數上做好，就必須做到合理的布局。
首先是合理設計空氣過濾器的安裝位置，使空氣過濾器能夠吸入冷空氣，從而提高吸氣溫度係數，降低能耗二是降低進排氣阻力，可以提高吸氣壓力係數，也有利於提高散熱器的散熱效率，降低風扇電機的功耗第三，完整的冷熱交換迴圈更符合冷空氣從底部進入，熱空氣從頂部排出的原理。
5）二次回油的控油設計控制回油量，流入機頭的油量盡量是螺桿油，而不是壓縮空氣。
6）要做好油氣桶的分離效果。為什麼油氣桶的效果如果做得好會節約能源，這一點可能不明白。 我們做這樣的假設，當油分離器芯一直處於過濾油飽和狀態時，阻力一定很大。 有人會說，制油廠生產的油不好，壓力損失比較大。 這種說法有時是正確的，油分離芯不達標也確實如此。 但也有一些情況，可能是油氣桶設計不是很好，因為有大量的油霧需要過濾，所以壓力損失很大。 我們需要盡可能多地從油氣桶中分離出石油，以減少石油的壓力損失，從而實現節能。
3. 節能技術在康普斯壓縮機產品中的應用1煤礦用變頻空壓機採用防爆永磁變頻技術：與傳統空壓機相比，啟動衝擊更小，執行可靠變頻控制，減少功率浪費;體積更小，更適合地下狹小空間。
2.高壓永磁變頻技術：省去低壓變壓器，降低變壓器的傳輸損耗，功率利用率高內建變頻系統實時調速，減少氣體波動造成的功率損耗啟動電流小，減少了對電網的影響，使用更安全。
3.永磁變頻乾式無油螺桿機：轉子採用超塗層處理，防止磨損造成的洩漏，確保執行效能穩定持久可靠的冷卻系統有效降低了壓縮機的功耗，提高了主機的效率變頻控制，氣體量適應範圍更廣。
永磁高速變頻離心壓縮機：獨特的加工工藝製造出更高效的一次性成型葉輪，提高壓縮效率採用三元流葉輪設計，使氣流效率更高配備高速永磁同步電機，以最小的能耗達到更好的效果。
以上就是筆者關於空壓機節能的一些分享，希望對行業的發展進步有所幫助！