配备变速驱动(VSD)的空气压缩机可自动调整压缩机的运行速度,以实时满足对压缩空气生产量的需求。VSD变频空压机专为压缩空气需求量存在浮动的运营环境而设计,例如运行不同流程工序或多个班次,导致流量需求在全天内出现增加和减少时。
与仅能全速运行的定速空压机相比,VSD空压机具有以下几大优势:
- 由于 VSD 空压机仅在需要时运行,因此能够降低能源成本,而这些成本通常可以抵消您对 VSD 技术的额外采购。
- VSD 空压机能够在系统全压力下启停,无需进行卸载,节省时间与能耗。
- 无空载时间损耗。
- 正常运行中无放气损耗。
- 可避免因机器启停电流过高而导致的额外惩罚性收费。
- 系统压力更稳定、更低,从而最大限度减少空气泄漏。
在工业压缩空气系统的总拥有成本中,最大开销是电力消耗(约占70%)。尽管 VSD 空压机的初始购买成本高于相同规格的定速机型,但其节能潜力显著,通常能在运行中收回成本。根据应用场景与规格的不同,VSD 技术可节省 35%-50% 的能源开销,每年可节省数千至数万元不等。因此,许多国家和地区政府与电力公司也会为采用 VSD 技术的企业提供节能奖励、退税、税收抵免或无息贷款等鼓励措施。
VSD 空压机的工作原理
VSD 系统通过变频器调整压缩机的转速(RPM)来控制空气输出。变频器不会直接提供全速运转所需的全部电力,而是根据系统压力需求调整输出电压。机载控制器不断检测压力并动态调节电机速度,从而精确匹配用气需求。
技术核心是由电动机和螺杆主机组成的传动系统。在螺杆式空压机上应用 VSD 技术,排气量和能耗与转速成正比,因此节能效果显著。随着电机转速变化,螺杆转子也按比例变化,只生产所需的压缩空气。VSD 专用电机特别考虑了散热和全速域效率。
常规 VSD 系统多配备感应电机与齿轮驱动螺杆主机,而最新的 VSD+ 技术则采用了内置永磁电机(iPM),与螺杆主机共轴、共用转子,形成全封闭直驱结构。这不仅更加安静节能,还因机油冷却电机与主机,实现额外节能效果。与传统空载机型相比,采用 iPM 技术的空压机平均节能可达 50%,并且其垂直结构将占地面积减少了 55%。
何时使用 VSD 空压机更有利
如果压缩空气的需求存在波动,例如多班次、间歇式用气或不同产线交替运行,则建议选用 VSD 空压机,以实现更高能效和更低运营成本。
但并非所有场景都适合 VSD 空压机
对于用气量非常稳定的工业流程,如果系统气量始终保持在压缩机总排量的 5%~10% 之间,传统定速空压机反而可能更高效可靠。此外,VSD 压缩机的变频器并不适合长时间满负荷运行,其切换损耗会在这种工况下增加能耗,反而不如定速压缩机节能。