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無油空壓機節能潛力概述

干式無油空壓機作為干式運行氣動工具的動力源，是某些應用領域的理想選擇。雖然與噴油空壓機相比，其能效利用率較低，但隨著技術的不斷發展和進步，其能源利用率也得到了有效提升。

首先，需要重申并強調本文所講的干式空壓機的概念，并不是指生產干燥無油的干式壓縮空氣的設備，而是指壓縮機的工作階段，即“空氣壓縮過程”是一個干式的壓縮過程。也就是說，空壓機的氣缸內是沒有冷卻介質的。因此，采用干式運行的空壓機，用戶無法繞開凈化壓縮空氣所需的后續工作。在特定的使用情況下，干式運行的空氣壓縮機是理想的壓縮空氣生產設備，借助于技術的進步可以明顯降低其能源消耗

針對特定應用進行再處理

由于空壓機氣缸內役有任何冷卻介質，因此，進入到空壓機中的物質更終都將被排出。換言之，若不對壓縮空氣進行后續處理，那么從干式運行的空壓機中排出的壓縮空氣與其吸入的空氣質量是一樣的。如果空壓機吸入的空氣中已經含有很多的油、水、固體顆粒或其它影響空氣質量的物質，那么這些物質都仍將存在于空壓機生產的壓縮空氣中，因為空壓機僅僅只是對吸入的壓縮空氣進行了壓縮，而沒有進行任何其它功能性的處理。

但在食品飲料等生產加工需要潔凈的環境和工具的應用中，其生產過程中使用的壓縮空氣必須進行干燥和過濾等工序的處理，使壓縮空氣達到工ISO 8573標準規定的1：4：1質量等級的要求。而為了使壓縮空氣能夠始終符合工ISO 8573 標準，用戶必須保證壓縮空氣后續處理工序的正常進行。

改善壓縮空氣質量

若需要的壓縮空氣露點溫度為 3 ℃ ，即相當于 4 級質量等級的壓縮空氣時需要使用冷凍式干燥器來實現這一露點溫度的要求。而且當需要質量更高的壓縮空氣時，僅靠一臺冷干機不足以滿足其要求了。日前，為了幫助用戶更便捷的生產 3 級質量的壓縮空氣，市場上出現了一種被稱之為 IHOC 的新裝置，是一個集成在干式運行螺桿式空氣壓縮機的旋轉式干燥機。即使在惡劣的生產環境中，這一裝置也能夠可靠而穩定地生產出更低露點達-40 ℃ 的壓縮空氣，并且同時還可以實現能源節約。

如生產設備要求的壓縮空氣質量為 2 級甚至更高，則需要額外加裝吸附設備。另外，吸附設備也適用于清除壓縮空氣中的顆粒物和油。若要達到工 ISO 質量標準規定的1級壓縮空氣質量，只能通過使用后續的顆粒過濾器和活性炭吸附裝置來清除壓縮空氣中更細小的顆粒物和殘余油霧了。

干式運行的空壓機還有一個弊端：由于其在進行空氣壓縮時，沒有任何冷卻手段，因此其壓縮缸內溫度很高。當空氣壓縮比達到l：4時，壓縮缸的溫度很快能升高到 240℃ 。也就是說，其一級壓縮只能把空氣壓縮到0.35MPa ，這遠不能達到生產的使用要求，因此往往有必要進行二級壓縮，使壓縮空氣的壓力達到0.8～1MPa 。

正是這一特點導致了干式運行的空壓機消耗的能源明顯高于其它類型的壓縮機。近年來，借助于不斷發展的空壓機技術以及持續進步的空壓機零部件技術，在 2012 年，干式運行空壓機的輸出能力有了顯著提升。空氣壓縮機的核心部件被替換為新型的堅固耐用的兩級螺桿(見圖 1 )。涂層材料由壽命更長且更耐磨蝕的涂層材料代替了會降低壓縮機比功率的特氟龍涂層，即使長年使用也不會出現可見的磨損痕跡。

從提升能源利用率的角度來看，現代化的壓縮機控制技術在壓縮空氣生產過程中起到了關鍵性作用。其不僅減少了壓縮機本身在基本負荷和峰值負荷時的開關損耗，還減少了壓縮機空載運行的能源消耗。今天，這一控制模式已經被預設在控制空氣壓縮系統的計算機中了，可以根據壓縮機的工作需求單獨激活。例如，可以通過 Quadro mode對正常運行和空載運行進行監控，減少空載運行的時間。

Dynamik則相反，不論是在基本負載還是在峰值負載工況下，它都能對壓縮機電動機的溫度和可能過高的開關次數進行監控，使空壓機的負載率高達90%以上，幾乎在無空載運行工況下工作。而這一模式的更初設想僅僅是保護壓縮機電動機不要過于頻繁的啟動和停止。

轉速調節實現節能25%

干式運行的螺桿式空氣壓縮機也可以配合變頻器進行轉速調節，與配置恒速電動機的空壓機相比，變頻器調速空壓機至少可以節約25%的能源。

保證干式運行空壓機安全可靠運行的其它措施還有現代化的支承技術和新結構的進氣閥。新型進氣閥采用液壓調節技術，提高了進氣閥的開關性能，代替了維護保養費用很高的膜片式進氣閥技術(見圖 2、3 )。

空壓機的壓縮空氣脈動阻尼器也有了改進和創新。用脈動緩沖器取代文丘里管，幾乎將壓縮空氣的損失降到了更低，從而明顯提高了空氣壓縮機的功率輸出。另外，新型的冷卻介質也提高了空壓機的性能，這不僅包括配置了星型熱交換器的水冷式空壓機(見圖4)

同時也涵蓋了風冷型的設備。

空氣壓縮機的優化和改進僅僅是提高壓縮空氣生產時能源利用率任務中的一部分。一些次要因素和進一步性能改進也是非常重要的因素，如熱能的回收再利用(見圖5)

文章開始時就提到在壓縮空氣過程中會產生大量的熱能，利用現代化的熱能回收技術能夠把這些熱能回收起來供其它應用場合使用，從而降低壓縮空氣生產過程中的能源消耗。

熱能回收提高肩能源利用效率

通過熱能回收再利用和現代化的技術，可以明顯提高干式運行空壓機的能源利用效率。這種空壓機所需的較高的能源消耗也會因熱能回收得到補償。根據空氣壓縮機每年的使用時間和熱能回收利用的情況，可以回收空壓機壽命周期成本的65%一 90%，因為空氣壓縮機幾乎將所有的能源都轉換為熱能了。

現代化的技術為干式運行的空氣壓縮機提供了很多提升能源利用率的可能性和空間。在空壓機節能的道路上，我們必須謹記：不能只盯著空壓機某個單獨的零部件進行節能考察和制造，相反，要把壓縮空氣設備作為一個整體的系統進行優化設計和改進。