一種動力系統(tǒng)的節(jié)能方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種動力系統(tǒng)的節(jié)能方法，動力系統(tǒng)包括用于存儲介質(zhì)或能量的存儲裝置以及與存儲裝置連接并用于轉(zhuǎn)移介質(zhì)或轉(zhuǎn)換能量的動力裝置；當(dāng)存儲裝置中的介質(zhì)或能量的測量值未達(dá)到切換值時，動力系統(tǒng)工作在第一工作狀態(tài)；當(dāng)存儲裝置中的介質(zhì)或能量的測量值達(dá)到或越過切換值時，動力系統(tǒng)工作切換為第二工作狀態(tài)；在等長時間段內(nèi)，第二工作狀態(tài)比第一工作狀態(tài)消耗更少的能源。本發(fā)明的有益效果：在動力系統(tǒng)中，避免動力裝置的卸載耗能，實現(xiàn)更大程度的節(jié)能。
【專利說明】
一種動力系統(tǒng)的節(jié)能方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)節(jié)能方法，特別涉及一種應(yīng)用于氣體壓縮機的節(jié)能方法，屬于節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體壓縮機是一種把機械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能的動力設(shè)備，按工作原理可分為容積式壓縮機、往復(fù)式壓縮機、離心式壓縮機。其中容積式壓縮機主要類型為螺桿式壓縮機，其工作原理是壓縮氣體的體積，使單位體積內(nèi)氣體分子的密度增加以提高壓縮空氣的壓力。離心式壓縮機的工作原理是提高氣體分子的運動速度，使氣體分子具有的功能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，從而提高壓縮空氣的壓力。往復(fù)式壓縮機也稱活塞式壓縮機，其工作原理是直接壓縮氣體，當(dāng)氣體達(dá)到一定壓力后排出。
[0003]按壓縮介質(zhì)的不同，氣體壓縮機可細(xì)分為:空氣壓縮機、氧氣壓縮機、氮氣壓縮機、氫氣壓縮機等等，最常見的氣體壓縮機是空氣壓縮機。壓縮空氣是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用最廣泛的動力源之一，擔(dān)負(fù)著為工廠所有氣動元件(包括各種氣動閥門)提供氣源的職責(zé)，它是大多數(shù)生產(chǎn)型工業(yè)企業(yè)耗能量較大的載能工質(zhì)。工業(yè)企業(yè)典型壓縮空氣系統(tǒng)由空氣凈化處理設(shè)備、空氣壓縮機、干燥機、冷卻系統(tǒng)、儲氣罐、輸送管網(wǎng)、用氣設(shè)備等主要設(shè)備組成，以空氣為原材料生產(chǎn)壓縮空氣。其中空氣壓縮機提供氣源動力，是壓縮空氣系統(tǒng)的核心設(shè)備，它是將原動(通常是電動機)的機械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置。
[0004]絕大部分空氣壓縮機運行需求的能量為電能。據(jù)統(tǒng)計，空氣壓縮機電力消耗量約占企業(yè)全部電力消耗的8%?25%，節(jié)能問題在企業(yè)節(jié)能工作中逐漸受到重視?？諝鈮嚎s機電動機的節(jié)能方法，目前主要靠變頻等方式針對負(fù)載情況調(diào)節(jié)其輸出功率以達(dá)到節(jié)能目的。對于加載--卸載--加載--卸載......模式運行的電動機，相當(dāng)一部分能耗來自卸載運行(占總能耗的45%?55% )，存在巨大的節(jié)能潛力待開發(fā)。
[0005]如何進(jìn)一步減少上述卸載運行時的耗能，是本領(lǐng)域技術(shù)人員努力研究的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:解決現(xiàn)有技術(shù)中氣體壓縮機的卸載耗能問題，提供一種更為經(jīng)濟(jì)可行的節(jié)能方法。
[0007]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種動力系統(tǒng)的節(jié)能方法，動力系統(tǒng)包括用于存儲介質(zhì)或能量的存儲裝置以及與存儲裝置連接并用于轉(zhuǎn)移介質(zhì)或轉(zhuǎn)換能量的動力裝置；當(dāng)存儲裝置中的介質(zhì)或能量的測量值未達(dá)到切換值時，動力系統(tǒng)工作在第一工作狀態(tài)；當(dāng)存儲裝置中的介質(zhì)或能量的測量值達(dá)到或越過切換值時，動力系統(tǒng)工作切換為第二工作狀態(tài);在等長時間段內(nèi)，第二工作狀態(tài)比第一工作狀態(tài)消耗更少的能源。
[0008]優(yōu)選地，切換值包括第一切換值和第二切換值，當(dāng)測量值未達(dá)到第一切換值時，動力系統(tǒng)工作在第一工作狀態(tài)；當(dāng)介質(zhì)或能量的測量值達(dá)到第一切換值時，動力系統(tǒng)工作切換為第二工作狀態(tài);隨著介質(zhì)或能量的消耗，測量值趨向第二切換值，當(dāng)介質(zhì)或能量的測量值達(dá)到第二切換值時，動力系統(tǒng)再次切換為第一工作狀態(tài)，同時測量值重新趨向第一切換值。
[0009]更優(yōu)選地，第一切換值或第二切換值之一是動力系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值。
[0010]再優(yōu)選地，第一切換值和第二切換值均是動力系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值。
[0011]優(yōu)選地，第一切換值和第二切換值均是根據(jù)動力系統(tǒng)運行參數(shù)計算獲得的計算值。
[0012]優(yōu)選地，第二工作狀態(tài)是指動力裝置的主動力零耗能狀態(tài)。
[0013]優(yōu)選地，動力裝置是指電動機或內(nèi)燃機。
[0014]優(yōu)選地，動力系統(tǒng)是指氣體壓縮機，動力裝置是指氣體壓縮機的主電動機，存儲裝置是指氣體壓縮機的儲氣裝置;第一切換值大于第二切換值，當(dāng)儲氣裝置的測量值上升到第一切換值時，主電動機關(guān)停；當(dāng)儲氣裝置的測量值下降到第二切換值時，主電動機重新開啟O
[0015]更優(yōu)選地，氣體壓縮機是指空氣壓縮機。
[0016]本發(fā)明的有益效果:在動力系統(tǒng)中，避免動力機械的卸載耗能，實現(xiàn)更大程度的節(jié)會K。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明節(jié)能方法的工作流程示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明一個較佳實施例的動力系統(tǒng)簡單示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
[0020]本發(fā)明中動力系統(tǒng)至少包括相互連接的存儲裝置和動力裝置。存儲裝置用于存儲介質(zhì)或能量，例如:儲氣罐、蓄電池、蓄水池等。動力裝置用于轉(zhuǎn)移介質(zhì)或轉(zhuǎn)換能量，例如，電動機、內(nèi)燃機、蒸汽機等。存儲裝置可與動力裝置直接相連，或者通過管道、線纜等相連。存儲裝置帶輸入端與輸出端，動力裝置可以與存儲裝置的輸入端相連，或者與輸出端相連，兩者節(jié)能原理基本一致。
[0021]本發(fā)明提供了上述動力系統(tǒng)的節(jié)能方法，步驟如圖1所示。當(dāng)動力系統(tǒng)開始工作時，處于第一工作狀態(tài)。第一工作狀態(tài)是動力系統(tǒng)的常規(guī)工作狀態(tài)，其中的動力裝置滿負(fù)荷或大負(fù)荷工作，并將介質(zhì)或能量傳導(dǎo)入存儲裝置中，存儲裝置中存儲的介質(zhì)或能量隨之變化，由監(jiān)測模塊監(jiān)測這種變化，獲得測量值。當(dāng)測量值達(dá)到或越過切換值時，動力系統(tǒng)進(jìn)入第二工作狀態(tài)。第二工作狀態(tài)是比第一工作狀態(tài)更節(jié)能的狀態(tài)，確切地說，是指在等長工作時間內(nèi)，第二工作狀態(tài)比第一工作狀態(tài)消耗更少的能量。典型地，動力系統(tǒng)在第二工作狀態(tài)工作時，其中主動力不工作，但允許一些必要的輔助功能(如指示燈等)的微量耗能。主動力是指動力系統(tǒng)中耗能最多的部分。切換值是動力系統(tǒng)工作前或工作中預(yù)設(shè)的固定值。動力系統(tǒng)的工作條件和環(huán)境并非一成不變，而是時刻變化著的。因此，更佳地，切換值由動力系統(tǒng)的運行參數(shù)計算獲得，運行參數(shù)可以是實時值或者運行一段時間內(nèi)的參數(shù)統(tǒng)計值。
[0022]以下以氣體壓縮機為例具體闡述本發(fā)明的構(gòu)思。
[0023]氣體壓縮機的節(jié)能方法，現(xiàn)有技術(shù)主要靠變頻等方式針對負(fù)載情況調(diào)節(jié)主電動機輸出功率，以達(dá)到節(jié)能目的。當(dāng)氣體壓力達(dá)到工作要求時，氣體壓縮機降壓卸載:關(guān)閉進(jìn)氣閥使主電動機處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時將分離罐中多余的壓縮氣體放空，這種方法導(dǎo)致大量壓縮氣體和能源的白白浪費。關(guān)閉進(jìn)氣閥使主電動機空轉(zhuǎn)雖然可以使氣體壓縮機不做功，但氣體壓縮機在空轉(zhuǎn)狀態(tài)下其壓縮機構(gòu)(例如螺桿式壓縮機的螺桿)仍然工作，氣體壓縮機卸載時能耗大概占到運行總能耗的45%?55%。
[0024]因此，當(dāng)氣體壓縮機在加卸載供氣控制方式下，氣體壓縮機主電動機仍有巨大的節(jié)能潛力。對于負(fù)載一一卸載一一負(fù)載一一卸載……模式運行的電動機，最好節(jié)能運行方法是:在氣體壓縮機卸載時主電動機停止工作。本發(fā)明的構(gòu)思即是基于此節(jié)能運行方式，以下詳述。
[0025]動力系統(tǒng)對應(yīng)氣體壓縮機，動力裝置對應(yīng)氣體壓縮機的主電動機，存儲裝置對應(yīng)氣體壓縮機的儲氣裝置(儲氣罐)，簡單示意圖如圖2所示。主電動機驅(qū)動壓縮機構(gòu)對常壓空氣進(jìn)行壓縮，然后儲存在儲氣罐中。實時監(jiān)測氣體壓縮機運行參數(shù)(環(huán)境溫度、排氣壓力、機內(nèi)溫度、用氣量等)，根據(jù)算法計算出第一切換值和第二切換值，第一切換值和第二切換值分別是氣體壓縮機經(jīng)濟(jì)運行的上限值和下限值。因為實時運行參數(shù)不斷變化，計算得到的第一切換值和第二切換值并非固定不變，而是分別對應(yīng)一組數(shù)據(jù)一一第一切換值數(shù)組和第二切換值數(shù)組。
[0026]氣體壓縮機的工作過程如下:氣體壓縮機剛開機時，儲氣罐中氣體壓力較小，主電動機滿負(fù)荷或大負(fù)荷工作，壓縮氣體源源不斷地進(jìn)入儲氣罐，通過氣壓傳感器測量儲氣罐中氣壓，此測量值不斷升高。當(dāng)測量值上升到第一切換值時，主電動機關(guān)停，進(jìn)入極低耗能甚至零耗能的狀態(tài)。隨著儲氣罐中壓縮氣體的耗用，測量值逐漸下降至第二切換值，主電動機收到指令重行運轉(zhuǎn)，使壓縮氣體進(jìn)入儲氣罐，測量值升高，直至再次達(dá)到第一切換值，主電動機停止運轉(zhuǎn)，如此循環(huán)往復(fù)。本發(fā)明的氣體壓縮機，主動力間歇性地關(guān)停，這個過程可以節(jié)省大量能源。
[0027]氣體壓縮機一般由電動機提供動力。在特殊場合，氣體壓縮機也可由汽油機或者柴油機等內(nèi)燃機提供動力。
[0028]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種動力系統(tǒng)的節(jié)能方法，其特征在于，所述動力系統(tǒng)包括用于存儲介質(zhì)或能量的存儲裝置以及與所述存儲裝置連接并用于轉(zhuǎn)移所述介質(zhì)或轉(zhuǎn)換所述能量的動力裝置;當(dāng)所述存儲裝置中的所述介質(zhì)或所述能量的測量值未達(dá)到切換值時，所述動力系統(tǒng)工作在第一工作狀態(tài)；當(dāng)所述存儲裝置中的所述介質(zhì)或所述能量的測量值達(dá)到或越過所述切換值時，所述動力系統(tǒng)工作切換為第二工作狀態(tài);在等長時間段內(nèi)，所述第二工作狀態(tài)比所述第一工作狀態(tài)消耗更少的能源。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力系統(tǒng)的節(jié)能方法，其特征在于，所述切換值包括第一切換值和第二切換值，當(dāng)所述測量值未達(dá)到所述第一切換值時，所述動力系統(tǒng)工作在第一工作狀態(tài)；當(dāng)所述介質(zhì)或所述能量的測量值達(dá)到所述第一切換值時，所述動力系統(tǒng)工作切換為第二工作狀態(tài);隨著所述介質(zhì)或所述能量的消耗，所述測量值趨向所述第二切換值，當(dāng)所述介質(zhì)或所述能量的測量值達(dá)到所述第二切換值時，所述動力系統(tǒng)再次切換為所述第一工作狀態(tài)，同時所述測量值重新趨向所述第一切換值。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種動力系統(tǒng)的節(jié)能方法，其特征在于，所述第一切換值或所述第二切換值之一是所述動力系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種動力系統(tǒng)的節(jié)能方法，其特征在于，所述第一切換值和所述第二切換值均是所述動力系統(tǒng)的預(yù)設(shè)值。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種動力系統(tǒng)的節(jié)能方法，其特征在于，所述第一切換值和所述第二切換值均是根據(jù)所述動力系統(tǒng)運行參數(shù)計算獲得的計算值。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力系統(tǒng)的節(jié)能方法，其特征在于，所述第二工作狀態(tài)是指所述動力裝置的主動力零耗能狀態(tài)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力系統(tǒng)的節(jié)能方法，其特征在于，所述動力裝置是指電動機或內(nèi)燃機。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力系統(tǒng)的節(jié)能方法，其特征在于，所述動力系統(tǒng)是指氣體壓縮機，所述動力裝置是指所述氣體壓縮機的主電動機，所述存儲裝置是指所述氣體壓縮機的儲氣裝置;所述第一切換值大于所述第二切換值，當(dāng)所述儲氣裝置的測量值上升到所述第一切換值時，所述主電動機關(guān)停；當(dāng)所述儲氣裝置的測量值下降到所述第二切換值時，所述主電動機重新開啟。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種動力系統(tǒng)的節(jié)能方法，其特征在于，所述氣體壓縮機是指空氣壓縮機。
【文檔編號】F04B49/06GK105971841SQ201610278301
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】卞光輝
【申請人】東澤節(jié)能技術(shù)（蘇州）有限公司