在本系列的第一讲中,提到过老王的压缩空气系统中,有各种节能的方法,其中有一种最基本的叫“规格匹配”,也就是使供气与需求量相匹配,根据来打气的客户,挑选开启不同规格的打气筒。比如自修车来打气,小的打气筒就够了,而汽车来打气的话,得开电动打气筒才行。相反,如果不论是自行车还是汽车来打气,都启动电动打气筒来服务,那显然浪费了。因为电动机的功率很大,耗电很多,产气也很多,虽然满足了汽车的打气需要,而相对于自行车来说却远远超出了需求。尽管也可以将自行车打足气,可耗电量无谓的增加了很多。所以修车师傅老王,需要根据用气客户的不同,来开启不同的空压机,避免浪费,这就是规格匹配所带来的节能效益。
如果要进行更精细的需求匹配呢?那就要用到变频技术了。可以这样说,规格匹配是划出了一个个“空档”,使需求落在一个上下限里,而变频是划出了一条条“细线”,使需求精确落在这个值上。下面就来说说空压机的变频技术。
还以打气来举例子。当老王一看汽车来打气了,他就启动电动打气筒,肯定能够满足需求。可是来的汽车,也有不一样轮胎规格,那它的用气量也不一样(假设),如果都用这一种电动打气筒,肯定有浪费的地方(因为需要按最高需求来配打气筒)。为了去掉这一部分浪费,老王想起来小时候玩的抽陀螺游戏。想让陀螺转快点,就紧抽两鞭子,想让陀螺转慢点,就少抽两下。如果像控制一个“陀螺转动”的快慢一样,来调节电动打气筒的电机转速,那就可以精确的生产出所需要的用气量来。
总所周知,电动打气筒的电力频率是50赫兹(工频),为了让打气筒慢节奏工作,就得把频率降下来,比如降到40赫兹(变频)。改变电力频率的设备是变频器,它的原理简单的说是这样的,首先将电源的工频交流电整流成直流电,然后再用逆变器将直流电逆变成所需要频率的交流电,再以这个改变了频率的交流电,作为电动打气筒的电源。当用气需求变化时,这个变化量会通过一个通讯接口告诉变频器,然后根据这个需求,输出所需要频率的电力来驱动电动打气筒。可以做到在用气量大的时候输出气压不变而自动增加转速,确保供气需要,在用气量小的时候输出气压不变而自动降低转速,满足最小供气量。由此,老王给电动打气筒配上一个变频器,就可以使打气筒更精确的匹配需求,为不同规格的汽车供气。
这里需要说明的一点就是,配备的变频器时候,也要选择跟电动打气筒一样功率的变频器,否则就带来了新的“不匹配”。
还有一个技术点就是,不是所有的电动打气筒都适合做变频。比如对于离心式空压机,如果转速频繁的变动,容易使这种类型的压缩机产生喘振,而且不断变化的频率也会拉低效率,所以节能效果不明显。而对于螺杆式的,或者活塞式的压缩机,使用变频器,节能效果是很好的。例如空调领域中的螺杆式压缩机,通常采用变频技术。
随着技术的发展,有些类型的空压机像变频空调和变频冰箱一样,出厂的时候就集成了变频器件。所以老王除了配一台变频器安装在现有的打气筒上,还可以根据需要,方便的在市场上买回一台变频打气筒直接使用。
这次我们讲了修车铺中节能的一个重要方法,供气与需求相匹配。从大的方面,根据来打气车辆的“分档”,开启不同的打气筒;从更精细的方面,即便一类的车辆,也要根据轮胎大小,使用变频技术来调节打气筒的 “节奏”,以最省力气的方式,给轮胎打足气,也就是最节能的方式。
这种方法,是从老王自身的经济利益出发的,能最大程度的给修车铺省钱,反正客户没啥要求,只要把轮胎打足了气就能收到全部费用。但是如果碰到了特殊的客户,提出更苛刻的要求呢?比如修车铺旁边的生物制药厂,要求生物菌在非常稳定的空气压力下,才能正常生长,所以不但要有一定量的压缩空气,还得压力平稳,才能给修车铺付费。那怎么聪明的才能保证压缩空气的压力稳定呢?下次我们来讲讲他的压缩空气事业中的稳压技术。
(爱索能源 马少华)