能效参考/工业/压缩空气/建议
本节包含估计效率改进节约的方法。在工厂中概述本节，以确定哪些建议是可行的，以及准确计算节约所需的数据。
摘要：减少压缩空气因漏气而损失的量。
适用时间：通常，将漏气量减少到工厂负荷的以下百分比是可能的
- 30% 高功率，脏乱环境，例如锯木厂
- 20% 中等功率环境，例如塑料制造
- 10% 低功率，清洁环境，例如电子产品
如果漏气量小于此值，则采取行动在经济上将难以证明。对于仅间歇运行的空压机，投资回收期更长。
关键工程概念
- 减少气流可以节省一些能源。
- 关闭空压机可以节省更多的能源。
- 避免购买新的空压机可以节省资本和能源支出。
- 虽然不是直接的，但空压机的能源使用与压缩的空气量有关。
准备
- 所需数据
- 所有标准空压机数据，包括漏气量。（见第 3 节。）
- 所需工具
- DMM 或安培表或功率分析仪
- 空压机数据工作表
- 实测运行条件工作表
- 空压机节约工作表
1. 在工作表上输入现有运行条件。
见第 5 节。分析工具和方法
2. 计算峰值工厂负荷。
峰值工厂负荷是峰值生产气流减去漏气量。
- 工厂负荷 = 峰值生产负荷 - 漏气量
3. 计算现有漏气量占峰值工厂负荷的百分比。
漏气量百分比将因漏气而损失的空气量与工厂使用的空气量相关联。
- 漏气量 % = 漏气量 / 工厂负荷
4. 输入建议的漏气量百分比
对于泄漏相对较大的系统，建议的漏气量通常为工厂负荷的 30%，2% 相当平均，而 10% 则是一个紧密的清洁系统。如果当前漏气量在工厂负荷的 30% 或以下，则此建议可能不会带来显著的节约。计算建议的漏气量
- 建议的漏气量 = 工厂负荷 x 建议的漏气量百分比
5. 计算每个运行负荷的建议气流。
- 建议的气流 = 现有气流 - 现有漏气量 %C + 建议的漏气量 %C
6. 计算每个运行条件下的建议能耗
使用建议的气流计算建议的能耗。另见第 5 节。分析工具和方法。
7. 完成减少漏气的空压机节约工作表。
8. 估计实施成本并确定投资回收期
漏气通常来自故障的接头、管道、阀门和软管。这些漏气通常很容易修复，几乎没有材料成本。如果气动活塞或气缸漏气，则必须对其进行维修或更换。维修套件和人工费用可能高达数百美元，具体取决于漏气的尺寸和位置。通常，修复漏气将在不到一年内收回成本。
摘要：将低卸荷或负载卸荷控制与调速空压机结合使用，以提高部分负荷效率。
适用时间：调速空压机在部分负荷下的效率很低。只要调速空压机在部分负荷下运行，就可能有机会使用卸荷控制来节省能源。此建议最适用于在部分负荷下运行相当长时间的调速空压机。有时，卸荷控制已经存在，但没有被使用。
关键工程概念
- 当空压机卸荷时，进气压力和排气压力会降低。较低的压力会导致较低的功率需求，通常在将排气压力降至大气压力时，功率需求约为满负荷功率的 20%。
- 卸荷控制允许空压机在气流下降或系统压力升至预定的设定点时卸荷。
- 成功的实施可能需要增加储气罐容量。空气系统还必须允许压力变化，通常高达 10 psi。
准备
- 所需数据
- 所有标准空压机数据。（见第 3 节）
- 建议的卸荷点和现有的卸荷运行条件。
1. 计算现有运行条件下的空压机能耗。
(见第 5 节)
2. 确定建议的卸荷点。
选择卸荷控制策略将决定卸荷点。负载卸荷控制规定 100% 容量卸荷点，而低卸荷控制将具有由空压机制造商可调节或设定的卸荷点。空压机制造商将为卸荷点提供卸荷功率和范围。使用来自制造商或经销商的此信息来选择建议的卸荷点，并计算所有感兴趣的运行条件下的建议功率。
3. 计算建议的功率。
添加卸荷控制后，任何负荷的气流都不会改变。使用适当的公式计算典型工厂运行点的功率。
- 如果气流 < 卸荷点 (%C<%CUL)
- 功率 = (卸荷点 %P - 卸荷 %P) x 负荷 %C + 无负荷 %P
如果气流高于卸荷点，则使用适当的公式计算相应的调速控制类型的功率。请参考第 5 节。分析工具和方法。
4. 计算建议运行条件下的能耗。
见第 5 节。分析工具和方法。
5. 确定节约的能源。
使用建议运行条件和现有运行条件之间的差异来计算节约的能源和美元。
6. 估计实施成本并确定投资回收期。
实施此建议的成本可能包括卸荷控制、额外的储气罐容量和人工费用。
卸荷控制的价格因空压机而异。请联系制造商了解其价格。估计改装费 1,500 美元，新的空压机选择费 700 美元。
如果系统具有足够的储气罐容量，卸荷控制将发挥更好的效果。储气罐必须足够大，以使空压机至少每循环卸荷 2 分钟。为了确定系统存储的大小，经验法则估计是每 CFM 峰值气流 1 加仑的存储量。估计安装储气罐容量的费用为每加仑 4 美元。
或者，您可以从供应商处获取储气罐报价，并估计安装储气罐的人工时间和费用。许多工厂拥有可以安装额外的储气罐的维护人员。通常，外部承包商的人工费用为每小时 50 美元到 60 美元，安装需要 5 到 10 个小时。
摘要：压缩空气从大气压力到系统压力需要能量。较低的系统压力将需要更少的能量才能压缩每 CFM。将空压机设定到工厂设备所需的最低压力，加上空压机和设备之间的管路损失。
适用时间：当系统压力明显高于最终用途所需压力时，此建议适用。一些设备可能具有限压器来限制压力。如果限压器上的压降很大，则降低系统压力。这可能需要根据压力要求对最终用途进行隔离。
关键工程概念
- 空压机功率大约每降低排气压力 1 psi 降低 1/2%。
- 降低系统压力后，因调节的空气使用而损失的空气量大约每降低 1 psi 降低 3/4%。
- 油水分离器的最小压力通常为 80 psi，但因空压机而异。
准备
- 所需数据
- 所有标准空压机数据。（见第 3 节。）
- 系统工作压力
- 所需最小压力
- 所需工具
- DMM
- 空压机数据表
1. 计算现有运行条件下的空压机功率
见第 5 节。分析工具和方法。
2. 确定降低压力后的建议满载功率。
通过降低压缩机两侧的压差，满载电机功率会降低。
- 满载功率 = 现有满载功率 x ((ln(建议压力/大气压))/(ln(现有压力/大气压)))
3. 计算气流减少量
通过减少系统，大多数负载（包括泄漏）的气流会减少。
- 建议气流 = 现有气流 x (建议压力 + 大气压)/(现有压力 + 大气压)
4. 计算建议运行条件下的空压机能耗
见第 5 节。分析工具和方法。
5. 确定节能效果
使用建议运行条件和现有运行条件之间的差异来计算节约的能源和美元。
6. 估计实施成本并确定投资回收期
本建议的实施通常可以忽略不计，因为唯一的要求是调整压缩机的压力。但是，如果系统损失过大需要高压，则实施成本将包括纠正这种情况。
摘要：工业生产过程需要不同量的干燥空气，干燥度也不同。存在几种类型的空气干燥器，它们使用不同的方法将空气干燥到不同的露点。
适用时间：仅将空气干燥到工厂运行所需的最低露点。当干燥的空气量或干燥度超过所需范围时，存在节约机会。
关键工程概念：大气空气含有水蒸气。当压缩空气冷却时，这种水蒸气会凝结，并导致腐蚀和对水敏感的空气使用问题。干燥空气是一个耗能的过程。
- 所需数据
- 所有标准空压机数据。
- 空气干燥器类型
- 空气干燥器能耗
- 工厂空气所需的露点
- 所需工具
- DMM
- 空压机数据表
1. 估计现有空气干燥器的运行成本。
空气干燥器的运行和维护成本很高。成本来自多个来源。计算以下每个成本：
直接能量需求 (DER) 制冷干燥器使用能量来冷却压缩空气。加热型吸附干燥器使用能量加热用于吹扫吸附床的压缩空气。通过测量和记录干燥器使用的电压和电流或功率来计算制冷和加热能量。
压降(PD) 空气干燥器会给空气系统带来压降，每磅/平方英寸压降会额外消耗压缩机 1/2% 的功率。制冷型空气干燥器会造成大约 5 磅/平方英寸的压降。吸附型空气干燥器造成的压降可以忽略不计。膜式空气干燥器会造成大约 (我仍在寻找此值) 的压降。如果有压力表，请比较空气干燥器前后压力以确定压降。
用于再生吸附罐的空气 (PA) 吸附型空气干燥器使用干燥空气来再生吸附床。加热型干燥器在通过吸附床之前加热压缩空气，而其他干燥器则将未加热的干燥空气通过吸附床。用于加热空气的额外能量超过了节省的压缩空气量。用于再生吸附床的压缩空气成本可以通过估计再生所需的空气流量 (acfm) 并参考第 5 节。分析工具和方法来计算。
吹扫频率可以通过两种方式控制：容量控制（恒定时间间隔）；或湿度控制。
容量控制将干燥压缩气流的一部分转移到吸附床，通常在固定时间间隔内。然后，再生后的吸附床被切换到在线状态，而另一个床则被再生。
湿度（湿度）传感器在吸附床达到设定湿度水平时启动再生，并且还可以在床干燥时终止再生。这种类型通常更有效，因为只使用所需的干燥空气量。通过观察吸附床再生所需的时间以及制造商的规格来估计再生气流。
更换吸附剂和过滤器 (CP) 吸附型干燥器需要定期更换吸附剂材料。根据更换的数量和频率，这笔费用可能相当可观。工厂人员可能保存了关于吸附剂更换频率的记录。
维护要求 (MR) 膜式干燥器声称几乎不需要维护。制冷型和吸附型干燥器都有可能会磨损的部件，需要维护。工厂人员应该能够估计维护需求。
干燥空气的总成本是以下成本的总和
- 直接能量
- 压降
- 再生空气
- 消耗性零件
- 维护
2. 确定合适的露点。
在温和的气候条件下，通常情况下，机舱暴露在室外温度下并不需要低于约 35 华氏度至 50 华氏度的露点。但是，某些地点和应用确实需要更干燥的空气。询问工厂人员关于空气需要多干燥。如果他们将空气干燥到远低于 35 华氏度的温度，请确认他们是否真的需要那么干燥的空气。如果只有一两台设备需要非常干燥的空气，请考虑将这些空气使用点隔离。
3. 选择合适的空气干燥器。
使用目录和分销商选择合适的空气干燥器。估计该干燥器的运行成本。从制造商的规格中估计新干燥器所需的能量。空气干燥器的类型多种多样，成本和干燥空气能力也不同。以下是对各种空气干燥方法的运行成本和能力的简要指南。
制冷型空气干燥器通常是工厂没有极端干燥要求时的最佳选择。制冷型干燥器可以有效地将空气干燥到 35 华氏度 - 50 华氏度的温度。
吸附型空气干燥器适用于低于 35 华氏度的露点。最有效的吸附型空气干燥器包括容量控制再生系统和用于在再生前加热干燥空气的系统。
膜式空气干燥器能够达到类似于制冷型干燥器的露点，但是它们会造成更大的膜压降。
4. 确定节能效果。
计算建议运行条件和现有运行条件之间的差异，以确定能量和美元节省。
5. 估计实施成本并确定投资回收期。
实施成本包括空气干燥器和安装。每 1000 SCFM 的粗略安装成本为
- 制冷型空气干燥器 - 10,000 美元
- 加热再生型空气干燥器 - 25,000 美元
- 无加热器再生型空气干燥器 - 12,500 美元
摘要：工厂通常使用一台大型空压机为所有应用提供空气。将高压、高小时数或特别低的湿度要求与主空气系统隔离可以节省能源。
适用时间：当一项应用决定压缩空气系统的压力、干燥要求和/或运行时间，而所有其他使用都可以通过较低的压力空气、更少的运行时间或较少耗能的空气干燥处理来满足时。
关键工程概念：功率和能量与压差成正比。严格的干燥要求维护成本高昂。
准备
- 所需数据
- 所有标准空压机数据。（见第 3 节）
- 可以隔离的过程所需的空气流量、压力和运行时间。
- 所需工具
- DMM
- 空压机数据表
1. 识别可能从工厂主空气系统中隔离的过程 只要存在需要比工厂其他部分更高的压力空气、更干燥的空气或更长运行时间的工厂过程，就存在隔离该过程的机会。例如
在干式消防系统中，通常使用大型工厂空压机来保持管道充满压缩空气。这要求压缩机始终保持开启状态，尽管消防系统通常不需要气流。在非生产期间，空压机可能只在供应泄漏。通过隔离消防系统，可以在停机期间关闭大型工厂空压机，而小型空压机可以保持消防系统压力。
喷漆应用通常需要低压。如果此压力明显低于工厂其他部分所需的压力，请考虑将喷漆室隔离。使用一台空压机满足喷漆室的低压要求，而另一台满足工厂其他部分的高压需求通常是一个好主意。
一些物料搬运系统或喷漆应用需要比工厂其他部分更干燥的空气。隔离这些使用点，只严格干燥需要干燥的空气。
计算空气系统的节能效果。
节省源于降低压力、改用更经济的空气干燥方式以及减少运行时间。 如果降低压力，请参阅降低压力建议指南。 如果改变空气干燥要求，请参阅更换空气干燥机建议指南。 如果减少运行时间，请使用以下计算方法。
计算减少运行时间带来的节能效果
- 节能 = 运行功率 x 节省时间
- ES = D x SH
3. 估算隔离工艺所需的空气流量、压力和运行时间。
4. 选择合适的新的压缩机以满足隔离负载的需求。 空气压缩机制造商会发布以 ACFM 和压力为单位的规格。 要选择压缩机，请选择能满足隔离负载压力和流量需求的压缩机，或将需求告知制造商或供应商。 为谨慎起见，在节能估算中假设压缩机将以额定功率运行，尽管实际上并非总是如此。 如果压缩机用于向固定体积的管道内加压，而且管道泄漏量很小或没有泄漏，则压缩机将消耗很少或没有能量。 如果压缩机用于运行喷漆室，则需要查明压力和流量要求。 利用这些信息来估算压缩机的能耗。
计算新压缩机的能耗
- 能耗 = 额定功率 x 运行时间 x 使用系数 x 负载系数
- E = P x OH x UF x LF
5. 确定节能效果 计算拟议和现有运行条件之间的差异，以确定节能效果和经济效益。
6. 估算实施成本并确定投资回收期。 实施成本包括购买和安装新的空气压缩机。 从压缩机制造商或经销商处获取这些成本。