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)包括用于存儲介質或能量的存儲裝置以及與存儲裝置連接并用于轉移介質或轉換能量的動力裝置；當存儲裝置中的介質或能量的測量值未達到切換值時，動力系統(tǒng)工作在第一工作狀態(tài)；當存儲裝置中的介質或能量的測量值達到或越過切換值時，動力系統(tǒng)工作切換為第二工作狀態(tài)；在等長時間段內，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
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種工業(yè)節(jié)能方法，特別涉及一種應用于氣體壓縮機的節(jié)能方法，屬于節(jié)能技術領域。
【背景技術】
[0002]氣體壓縮機是一種把機械能轉換為氣體壓力能的動力設備，按工作原理可分為容積式壓縮機、往復式壓縮機、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化為氣體的壓力能，從而提高壓縮空氣的壓力。往復式壓縮機也稱活塞式壓縮機，其工作原理是直接壓縮氣體，當氣體達到一定壓力后排出。
[0003]按壓縮介質的不同，氣體壓縮機可細分為: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)生產過程中應用最廣泛的動力源之一，擔負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，它是大多數(shù)生產型工業(yè)企業(yè)耗能量較大的載能工質。工業(yè)企業(yè)典型壓縮空氣系統(tǒng)由空氣凈化處理設備、空氣壓縮機、干燥機、冷卻系統(tǒng)、儲氣罐、輸送管網、用氣設備等主要設備組成，以空氣為原材料生產壓縮空氣。其中空氣壓縮機提供氣源動力，是壓縮空氣系統(tǒng)的核心設備，它是將原動(通常是電動機)的機械能轉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。空氣壓縮機電動機的節(jié)能方法，目前主要靠變頻等方式針對負載情況調節(jié)其輸出功率以達到節(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]如何進一步減少上述卸載運行時的耗能，是本領域技術人員努力研究的方向。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是:解決現(xiàn)有技術中氣體壓縮機的卸載耗能問題，提供一種更為經濟可行的節(jié)能方法。
[0007]為了解決以上技術問題，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)包括用于存儲介質或能量的存儲裝置以及與存儲裝置連接并用于轉移介質或轉換能量的動力裝置；當存儲裝置中的介質或能量的測量值未達到切換值時，動力系統(tǒng)工作在第一工作狀態(tài)；當存儲裝置中的介質或能量的測量值達到或越過切換值時，動力系統(tǒng)工作切換為第二工作狀態(tài);在等長時間段內，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，當測量值未達到第一切換值時，動力系統(tǒng)工作在第一工作狀態(tài)；當介質或能量的測量值達到第一切換值時，動力系統(tǒng)工作切換為第二工作狀態(tài);隨著介質或能量的消耗，測量值趨向第二切換值，當介質或能量的測量值達到第二切換值時，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)的預設值。
[0010]再優(yōu)選地，第一切換值和第二切換值均是動力系統(tǒng)的預設值。
[0011]優(yōu)選地，第一切換值和第二切換值均是根據動力系統(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，當儲氣裝置的測量值上升到第一切換值時，主電動機關停；當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]以下將結合附圖對本發(fā)明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，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或能量，例如:儲氣罐、蓄電池、蓄水池等。動力裝置用于轉移介質或轉換能量，例如，電動機、內燃機、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荷或大負荷工作，并將介質或能量傳導入存儲裝置中，存儲裝置中存儲的介質或能量隨之變化，由監(jiān)測模塊監(jiān)測這種變化，獲得測量值。當測量值達到或越過切換值時，動力系統(tǒng)進入第二工作狀態(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，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)工作前或工作中預設的固定值。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)明的構思。
[0023]氣體壓縮機的節(jié)能方法，現(xiàn)有技術主要靠變頻等方式針對負載情況調節(jié)主電動機輸出功率，以達到節(jié)能目的。當氣體壓力達到工作要求時，氣體壓縮機降壓卸載:關閉進氣閥使主電動機處于空轉狀態(tài)，同時將分離罐中多余的壓縮氣體放空，這種方法導致大量壓縮氣體和能源的白白浪費。關閉進氣閥使主電動機空轉雖然可以使氣體壓縮機不做功，但氣體壓縮機在空轉狀態(tài)下其壓縮機構(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。對于負載一一卸載一一負載一一卸載……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)對應氣體壓縮機，動力裝置對應氣體壓縮機的主電動機，存儲裝置對應氣體壓縮機的儲氣裝置(儲氣罐)，簡單示意圖如圖2所示。主電動機驅動壓縮機構對常壓空氣進行壓縮，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、機內溫度、用氣量等)，根據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濟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，而是分別對應一組數(shù)據一一第一切換值數(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，主電動機滿負荷或大負荷工作，壓縮氣體源源不斷地進入儲氣罐，通過氣壓傳感器測量儲氣罐中氣壓，此測量值不斷升高。當測量值上升到第一切換值時，主電動機關停，進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，使壓縮氣體進入儲氣罐，測量值升高，直至再次達到第一切換值，主電動機停止運轉，如此循環(huán)往復。本發(fā)明的氣體壓縮機，主動力間歇性地關停，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燃機提供動力。
[0028]以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據本發(fā)明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術領域中技術人員依本發(fā)明的構思在現(xiàn)有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。
【主權項】
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)包括用于存儲介質或能量的存儲裝置以及與所述存儲裝置連接并用于轉移所述介質或轉換所述能量的動力裝置;當所述存儲裝置中的所述介質或所述能量的測量值未達到切換值時，所述動力系統(tǒng)工作在第一工作狀態(tài)；當所述存儲裝置中的所述介質或所述能量的測量值達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，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.根據權利要求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，當所述測量值未達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)；當所述介質或所述能量的測量值達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);隨著所述介質或所述能量的消耗，所述測量值趨向所述第二切換值，當所述介質或所述能量的測量值達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.根據權利要求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)的預設值。4.根據權利要求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)的預設值。5.根據權利要求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所述動力系統(tǒng)運行參數(shù)計算獲得的計算值。6.根據權利要求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.根據權利要求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燃機。8.根據權利要求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，所述主電動機關停；當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.根據權利要求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（蘇州）有限公司