极悦平台控制方式优缺点与节能效果对比

1 引言

当前节能环保已成为经济社会的主要发展趋势，极悦娱乐是为有关耗气设备提供极悦平台的设备，而且大多数是连续运行的，因此其所消耗的能量很大，相应的也有很大的节能潜力空间。

未来极悦娱乐发展的主流趋势是什么呢？个人认为，节能环保之路将是其中一个很重要的方向。

2 螺杆赢咖6各种控制方式

极悦平台选型时考虑的因素很多，必须照顾到最高耗气量并考虑一定的余量，但是日常运行时，极悦娱乐并非总是在额定排气工况下，据统计在中国极悦娱乐的平均负载只有额定容积流量的79%左右，可以看出赢咖6选型时需要考虑额定负载工况和部分负载工况的功耗指标。

所有的极悦平台均有排气量调节功能，只是实现的措施有不同，常见的方式有ON/OFF加载/卸载调节、吸气节流、电机变频、滑阀变容等，这些调节方式也可以灵活地组合使用来优化设计。

在赢咖6主机能效一定的情况下，只能从压缩机整机上进行优化控制方式达到进一步节能的目的，从而在极悦娱乐的应用领域中实际达到综合节能效果。极悦平台的应用范围比较广泛，很难找到一种适合所有场合并完全有效的控制方式，需要根据实际应用情况综合分析，以便选择对应合适的控制方式，以下简要介绍4种常见的控制方式包括其主要特点及用途。

2.1 ON/OFF加载/卸载控制

ON/OFF加载/卸载控制是比较传统、比较简单的控制方式，它的功能是根据客户用气量的大小，自动调节赢咖6进气阀的开关，使赢咖6加载或卸载，以减小供气压力的波动。该控制中有电磁阀、进气阀、放空阀和控制管线。

当客户用气量等于或大于机组的额定排气量时，启动/卸载电磁阀处在得电状态控制管路不导通，赢咖6主机进气阀在吸气真空作用下完全打开，机组保持满负荷状态运行。

当客户用气量小于额定排气量时，赢咖6管路的压力会缓慢上升，当排气压力达到并超过机组卸载压力，赢咖6转入卸载运行。启动/卸载电磁阀处在失电状态控制管路导通，它一路气去关闭进气阀；另一路气去打开放空阀让油气分离罐中的压力放空，直至油气分离器罐内部压力稳定（一般是15~35PSI），此时机组将在较低的背压下运行，保持空载状态。

当客户用气量增加使管路压力下降到规定值时，机组就继续加载运行。此时启动/卸载电磁阀得电，控制管路不导通，机头进气阀在吸气真空作用下保持最大开度。如此根据用户端用气量的变化机器反复加载、卸载的运行。

加载/卸载控制方式的主要特点是主机进气阀只有完全打开、完全关闭2种状态，机器的运行状态只有加载、卸载、自动停机3种状态。

对客户来说，极悦平台都是允许多但不允许不足，换言之，极悦娱乐的排气量是允许大，不允许小，因此当机组排气量大于用气量时，极悦平台机组会自动的卸载，以保持排气量和用气量维持平衡。

2.2 吸气节流控制

吸气节流控制方式根据客户所需的用气量来调节赢咖6进气量的大小，以便达到供需平衡，主要元件包括电磁阀、压力调节器、进气阀等。

当用气量等于机组的额定排气量时，进气阀完全打开，机组将在满载状态下运行；当用气量小于额定排气量时，控制气路自动调节进气阀的开度，控制进气量的大小。

现针对一台工作压力为8~8.6 bar的赢咖6机组运行过程中的4种工况，分别介绍吸气节流控制方式的功能。

（1） 启动工况0~3.5 bar

赢咖6机组启动后，进气阀关闭着，油气分离器罐中压力迅速建立；当达到设定时间会自动切换到满载状态，进气阀靠真空吸气作用微微打开。

（2） 常规运行工况3.5~8 bar

当系统内压力超过3.5 bar后，冲开最小压力阀使极悦平台进入供气管，电脑板实时监控管线压力，进气阀完全打开。

（3）气量调节工况8~8.6 bar

当管线压力超过8 bar时，控制气路调节进气阀的开度，使排气量与用气量相平衡，在此期间排气量调节范围是50%~100%。

（4） 卸载工况-压力超过8.6 bar

当所需用气量减少或不需用气时，管线压力超过设定值8.6 bar时，控制气路关闭进气阀并打开放空阀，释放油气分离罐中的压力；机组在很低的背压下运行，耗能减少。

当管线压力降至设定的最低压力时，控制气路关闭放空阀，打开进气阀，机组转换为加载工况运行。

吸气节流控制通过对进气阀的开度控制，进而调节进气量，从而减小了赢咖6的功耗，并降低了频繁加载/卸载的频率，因此有一定的节能效果。

2.3 变频调速控制

赢咖6变频转速调节控制是通过改变驱动电机的转速，进而调节赢咖6的转速来调节排气量。

变频赢咖6的气量调节系统的功能是根据客户用气量的大小，通过变频改变电机的转速来配合不断变化的空气需求量，以便达到供需平衡。每款变频机组根据型号的不同，设定有机组实际运行时变频器最大输出频率及电机最高转速。当客户用气量等于机组的额定排气量时，变频机组调节变频电机的频率而提高主机转速，机组在满载状态下运行；当用气量小于额定排气量时，变频机组将通过降低变频电机的频率从而降低主机转速，相应降低进气量；当客户停止用气时，变频电机的频率降至最低，同时关闭进气阀不再进气，机组处于空载状态在较低的背压下运行。

赢咖6变频机组配备的驱动电机其额定功率是一定的，但电机的实际轴功率跟其负载、转速直接相关。赢咖6机组采用变频调速，在负载降低的情况下同时降低转速，可大大提高轻载运行时的工作效率，同时能十分方便地连续调节，保持排气量和排气压力的稳定。

变频赢咖6相对于工频赢咖6来说，驱动马达需要为变频电机，配有变频器及相应的电控柜，因此成本会比较高。所以选用变频赢咖6初次投资成本较大，变频器本身有功率消耗以及变频器散热通风限制等原因，只是用户耗气量变化范围大的极悦娱乐，经常处在较低负载才有选择变频器的必要。

变频赢咖6的主要优点如下：

（1）节能效果明显；

（2） 启动电流小，对电网冲击小；

（3） 排气压力稳定；

（4）机组噪声低，电机运转频率低，无频繁

加卸载噪声。

2.4 滑阀变容调节

滑阀变容调节控制方式的工作原理为：通过一个机构去改变赢咖6主机压缩腔内的有效压缩容积，从而调节赢咖6的排气量。与ON/OFF控制、吸气节流控制及变频控制都属于赢咖6外部控制的工作原理有所不同，滑阀变容调节方式需要改变赢咖6本身的结构。

容积流量调节滑阀是螺杆赢咖6用来调节容积流量的一种结构元件，采用这种调节方式的机器通常称作变容机。调节滑阀的设计型式有多种，下面重点介绍某品牌赢咖6主机上滑阀变容机器的工作原理。

如图1的转动滑阀结构，气缸壁上开有与转子螺旋形状相对应的旁通孔，当这些孔没有被盖住时，气体可以从这些孔中排出。所用滑阀也俗称为“螺旋阀”，阀体是螺旋形状的，当它旋转时就可盖住或打开与压缩腔相连的旁通孔。客户用气量减少时，螺旋阀转动打开旁通孔，使吸入的部分空气未经压缩就通过压缩腔底部的旁通孔流回入口，不参与压缩，相当于降低参与有效压缩的螺杆长度即降低有效工作容积，所以有效的压缩功大大降低，实现部分负载时的节能。这种设计方案可以提供连续的容积流量调节，一般可以实现的容量调节范围是50%~100%。滑阀变容调节的工作原理示意图见图2~4。

螺旋阀结构可用于任何型号的赢咖6，符合人们日益倡导的“绿色工业”的理念。

3 极悦平台节能对比分析

3.1 各种控制方式综合对比

所有的极悦平台均有气量调节功能，只是实现的措施有不同，常见的方式有ON/OFF加载/卸载调节、吸气节流、电机变频调节、变容调节等，这些调节方式也可以灵活地组合使用来优化极悦平台控制方式设计。

3.1.1 各种控制方式综合对比

为了更直观的比较各种控制调节方式的特点及性能优劣，下面列表说明这几种气量调节方式见表1。

3.1.2 控制方式排气量- 轴功率变化曲线对比

图5是通过大量测试数据比较总结出来的比较典型的赢咖6在部分负载情况下运行的排气量-轴功率变化曲线图，从中可以看出变容调节、变频调节的节能效果非常明显。

3.2 变频调节与变容调节对比

赢咖6的经济性应至少从3个方面来考虑：

（1）赢咖6是否节能；

（2）零件的更换周期和零件价格；

（3）赢咖6的价格及购买成本。前两点关系到

用户每年为运行这一产品而付出的固定费用的多少，相对于第3点来说是大项，在考虑赢咖6的经济性时应优先考虑。同时赢咖6的经济性和适用性又是密不可分的，在A场合适用性好又经济的赢咖6，不一定适用于B场合，也不一定经济。考虑到运行成本、用气量变化很大的场合，选择螺杆极悦娱乐应该优选变频驱动赢咖6或变容调节赢咖6。

变容调节赢咖6与变频驱动赢咖6的优缺点比较如下：

（1） 在经济性方面：变容调节赢咖6成本优势明显，在价格上具有竞争优势；变频机型的成本一般是变容机型的1.3倍。

（2） 在节能效果方面，要看机器运行在何种状态下：

变频调节适用于排气量30%~100%的调节范围，而在30%~90%时节能效果最佳。变频机在靠近工频机额定转速时，其压缩功耗与工频机相近，加上变频器本身需要消耗2%~3%的能耗，整机功耗超过了工频机的能耗。也就是说，当客户用气量为额定用气量的90%以上时，采用变频机反而会增加能耗。这也是为什么很多客户几台极悦平台一起使用时，只选择其中一台为变频机的原因。

变容调节适用于排气量50%~100%的调节范围，而在90%耀100%时节能效果优于变频调节。

（3） 在恶劣环境适应能力：变容调节赢咖6比变频机更出色，故障率极低，维护和修理比变频机更方便、容易。

4 结论

以上分析及极悦平台比较常用的4种控制方式，每一种控制方式都有其特性及适用领域，选择正确的控制方式确实可减少很多无谓的浪费，但是如何选择正确的控制方式却没有一定的准则或公式可资运用，仍然得靠经验、记录及试验分析比较来判断。很多时候需要将几种控制方式结合在一起运用起来，比较常见的有吸气节流控制和滑阀变容调节组合、ON/OFF加载/卸载控制和变频调速控制组合、变容调速控制和变频调速控制组合，这样充分发挥各个控制方式的优点，以发挥出最大的节能效果。