Эффективность имеет значение: описание переходных потерь компрессора
Существует три типа винтовых компрессоров: с постоянной частотой вращения, двухскоростные и с частотно-регулируемым приводом (VSD). Переходные потери компрессора помогают объяснить существенную разницу в энергоэффективности этих трех типов.
Что такое переходные потери компрессора?
Под понятием «переходные потери» подразумевается энергия, которую потребляет компрессор без производства готового к использованию сжатого воздуха, когда он переключается между рабочими этапами. Это понятие отражает потерю энергии. Для традиционного компрессора с постоянной частотой вращения эти потери могут составлять до 20% от общего энергопотребления. Переходные потери двухскоростных винтовых компрессоров являются минимальными. Компрессоры с частотно-регулируемым приводом практически полностью исключают такие потери.
Что такое переходные потери?
Переходные потери в компрессорах с постоянной частотой вращения и двухскоростных компрессорах
В этой статье мы рассмотрим два типа компрессоров, для которых переходные потери являются важным фактором: компрессоры с постоянной частотой вращения и двухскоростные компрессоры. Мы расскажем, почему независимо от эффективности компрессоров с постоянной частотой вращения невозможно значительно снизить их переходные потери. Также мы покажем, как двухскоростным компрессорам удается минимизировать потерю энергии.
Переходные потери в компрессорах с постоянной частотой вращения
Переходные потери характерны для компрессоров с постоянной частотой вращения. Это связано с тем, что они могут работать только с частотой вращения 100% и не запускаются при давлении в системе.
Вот почему:
- При запуске: при запуске двигателя сначала необходимо заполнить резервуар воздушно-масляного сепаратора. Клапан минимального давления открывается и начинает подавать сжатый воздух, только когда давление компрессора достигает 4 бар. До этого момента вся энергия, используемая для запуска машины, составляет переходные потери.
- Полная нагрузка: когда потребление воздуха достигает максимума, компрессор работает с оптимальной эффективностью без потери энергии.
- Сниженное потребление воздуха: при сниженном потреблении воздуха компрессор с постоянной частотой вращения переходит в режим разгрузки. Это происходит, когда двигатель работает с максимальной частотой вращения без подачи воздуха, что относится к чистой потере энергии. Однако при переходе от нагрузки к разгрузке компрессор с постоянной частотой вращения испытывает дополнительные переходные потери. Впуск закрывается, а давление в воздушно-масляном сепараторе сбрасывается до 1/2 бар. Причина заключается в том, что позднее компрессор не сможет перезапуститься, если система все еще будет находиться под давлением. Под понятием «потери на продувку» подразумевается энергия, необходимая для производства стравливаемого воздуха при таком сбросе давления.
- Отключение и перезапуск: если потребление воздуха будет оставаться низким, в конечном счете компрессор с постоянной частотой вращения выключится. При увеличении расхода воздуха компрессор должен перезагрузиться, при этом цикл образования переходных потерь начнется заново.
Переходные потери в двухскоростных компрессорах
Двухскоростной компрессор значительно уменьшает переходные потери по сравнению с устройствами с постоянной частотой вращения. Это связано с тем, что во время разгрузки компрессор работает с минимальной частотой вращения и может запускаться, когда система находится под давлением.
Как это работает:
- При запуске: являясь полностью пустым, двухскоростной компрессор запускается практически так же, как и компрессор с постоянной частотой вращения.
- Полная нагрузка: при пиковом потреблении воздуха компрессор работает с максимальной частотой вращения. Потеря энергии отсутствует, однако этот компрессор не демонстрирует оптимальную эффективность работы, в отличие от модели с постоянной частотой вращения.
- Сниженное потребление воздуха: при сниженном потреблении воздуха двухскоростной компрессор также переходит в режим разгрузки. Но в этом режиме он работает с минимальной частотой вращения, что позволяет значительно сократить потерю энергии. Кроме того, двухскоростной компрессор может запускаться под давлением, что также позволяет снизить потери на продувку.
- Отключение и перезапуск: двухскоростной компрессор может запускаться под давлением. Это означает, что он может перезагрузиться быстрее, требуя для этого меньше энергии, чем компрессор с постоянной частотой вращения.
Расходы из-за переходных потерь компрессора
В этой статье поясняется понятие переходных потерь компрессора, почему компрессоры с постоянной частотой вращения испытывают переходные потери и как двухскоростные компрессоры позволяют снизить эти потери. Расходы на электроэнергию обычно составляют 80% от общей стоимости компрессора, поэтому разница в эффективности значительно влияет на эксплуатационные расходы.
