空气压缩机是利用空气的压缩作为优质动源的一种优质动力设备，它有及其光方法的用途，主要应用到机械电子、医疗卫生、航空航天等很多高科技领域。经过统计：空压机技术为我国节约了约7%消耗能量。因此，推动空压机技术快速向前发展，对我国可持续战略举措中的节能减排有很重要的意义。最近10以来，喷油螺杆式空压机进入到国产化的阶段，其先进的空压技术被行业进行了广泛的应用，进行了7.0～350kW范围中进行了传统活塞压缩机的取代，由于其技术在节能方面进行了不断地更新，如今在使用市场中占据了主要的地位。需要对喷油螺杆空压机在节能方面进行研究和分析。

一、喷油螺杆压缩机的工作原理：

       喷油螺杆压缩机是一种工作容积做回转运动的容积式气体压缩机械，其工作主要分为四步，详细介绍如下：

（一）吸气过程

       螺杆式压缩机没有进气和排气的组阀，只需要一个调节阀进行主进气的开关调节。当主转子和副转子的茨沟空间在转动运行到机壳的进气端壁的开口处时，它们之间的空间最大化时，这时转子下面牙齿沟内部的空气已经排空，齿沟处于真空的状态之下，当转动运行到进出口的时候，就会自动吸入外界的空气，空气沿轴流入到主转子和副转子的齿沟内。整个齿沟都充满了空气时，其转子的进气侧端面就转动离开了进气口，齿沟之间的空气就马上被封锁了。

（二）封闭及输送过程

       在吸气的过程完成之时，主转子和副转子的齿峰进行机壳的密封，齿沟内的空气就不再外泄，这就是封闭过程。两个转子在继续转动的过程中，其齿峰和齿沟在吸气的时候高度吻合，吻合面慢慢的向着排气的一端进行移动，这就是工作中“输入过程”。

（三）压缩和喷油的过程

       进行输入的过程中，吻合面向排气端运动工程中，让吻合面和排气口的齿沟的空间变小，齿沟里面空气被压缩使压力升高，这就是其“压缩过程”。在进行压缩时，因压力差的作用润滑油喷入了压缩机的同时与空气产生了混合的过程。

（四）排气过程

       转子的排气端和机壳相通的时候其压力最大，空气压缩进行排出一直运动到赤峰和齿沟的问题面移动到其排气端的端面，这时两个转子和排气口的齿沟为零，就完成了排气过程，紧接着又开始了下一个循环。

二、能效标准情况

       我国有关于压缩机相应的能效标准GB19153—2009《容积式压缩机能效限定值及能效等级》当中作出了明确的规定，机组的输入功率和功率的能效水平相关。机组的输入功率小其能效的水平就越好，它分为三个等级，当中喷油螺杆空压机两个能效相差13%左右。其生命周期通常是8-10年，采购成本是能源消耗成本的一成左右，因此喷油螺杆空压机节能潜力非常大，有必要进行研究。

三、节能技术

       基于工程热力的物理理论，空压机进行压缩的过程包括多变压缩、等温压缩和绝热压缩三个工作原理。等温压缩耗费的功率最小，其实际的压缩过程是多变压缩，要实现等温过程会非常的难。要使压缩过程尽量接近等温就是空压机的设计方向，同时进行功率最大化进行实现，两级压缩就是让其接近等温压缩的最重要的手段。

       我国一些生产空压机的生产企业就喷油螺杆空压机的制造技术进行了掌握，近几年行业的飞速发展得到了成本的很大幅度地降低。一些企业进行了两级压缩技术采用到螺杆空压机之上，其两级压缩的优势得到了很大的体现。国家统计局进行了近年来压缩机中心的年检数据，其数据明显地表明两级压缩机和单级压缩机相差很多，两级压缩机明显的高许多。特别是110KW之上单级压缩机根本不可能达到能效1级，甚至说达到2级都很难，两级压缩机的技术要达到1级却很容易，由此可以看出两级压缩机能效值是最低的，而且在耗能方面非常的有优势。其优势的产生有以下两个原因：

       1.采用两级压缩过程中压缩的时间更长，油和气的混合更充分，使压缩过程和等温压缩更加的接近，由此降低了能耗。

       2.每级的压力更低，把压缩的过程分为两个层级来进行，其内部的空气泄漏就会相应的变少，其容积率变得更高。

       进行两级压缩机的系统进行设计中，其不同的生产制造企业也有自己的专利和特点。部分企业采用多进行主机喷油的方式让气和油的混合变得更加均匀，把两级直接设计出特殊的结构来进行雾状喷雾帘的形成，又或者是对其二级温度进行技术的降低，使其过程温度更接近恒温压缩，以此来进行效率上进行提升。

四、变频技术

       为了下游用气进行保证,用户和设计院在进行选型的时候会对空压机的容积流量指标留有一定的剩余空间。空压机是不可能在满负荷的情况下进行运行的，必须要对其相应的情况进行调节手段。普通用户使用中用气量会存在一些变化和波动，空压机的供气必须要进行调节来进行供气稳定性的保障。

       普通的工频空压机采用排气的压力进行了反馈，进行卸载的加装来进行空压机的供气进行控制。一旦卸载进程中气阀处在关闭的状态中，此时的空压机就不能进行供气，电动机还是未能停止运转，依然在工作状态中，空压机卸载的时候功率是满载时功率的三分之一到五分之一之间，这样就对能源造成了特别大的浪费。

       加载率是考核空压机运行水平质量的重要指标，其空压机加载的时间是总运行时间的一部分。空压机的加载率低其运行的质量水平也就约越低，其能源耗费的就会越严重。喷油螺杆空压机对变频技术进行了合理的采用，对加载率低的问题进行了解决，还同时解决了加载频繁的问题。变频空压机可以进行期望排气压力进行设置，并通过其控制系统进行控制，控制过程中其排气压力的反馈对控制系统提供数据的支持进行变频器的频率进行调节。

       我们进行了两台额定功率都是110KW进行分别使用加卸载及变频调节的用气量进行试验分析，其用气量和排气量的比例50%-90%之间的时候，节能量范围在6.5%-28.3%之间，这样我们得出结论，气量越小的时候其变频技术的所体现的节能优势就会越大，所以变频空压机提别适合其用气波动大的地方。

五、一体式永磁空压机

       一体式永磁空压机的技术是采用永磁同步电机和喷油螺杆空压机组成的一体空气压缩机。它有自己的特点，其主要特点是：

       1.使用永磁同步电机，最大的优点是高效，其高效率和三厢电动机相比非常的明显，在进行低转速运行时，永磁同步电动机的下降确实不够明显，和普通电动机相比普通电机的优势更大。

       2.从结构的形式上来看，电动机转子以嵌入方式直接固定于喷油螺杆空压机主机动力输入端，没有了联轴器，减少了轴承，减少了传动和摩擦的损失。

 对三厢异步电机和永磁同步电机进行了比较，其电机的效率很大的差距进行体现。喷油螺杆空压机根据其特性进行了选择，以转速均为3000r/min的永磁同步动机与三相异步电动机中最高的YE3作出实际的比较，其结果显示永磁同步电机中的电动机具有很高的效率，在小功率其优势更为明显。所以，90KW以下的喷油式空压机进行一体式永磁结构的电机进行合理采用，其两者结合的空压机有更好的节能优势。

六、永磁变频空压机的优点

（一）永磁变频空压机的气压相对稳定

       对喷油螺杆空压机采用了变频技术之后，其无极调速的特点进行了很大的利用，基于内部的控制器PID调节器、控制器和变频器三部分的协调配合，可以进行平缓的启动。在气量的波动比较大的场合，还可以开展其快速的调节功能。相较工频运行中的上下限的控制作对比，其气压的稳定系数得到了明显的提升。

（二）永磁变频空压机启动无冲击性

       由于其变频的本身涵盖了软启动的内部功能，其启动电流相对较大，通常是额定电流120%倍。进行工频启动时其电流是额定电流的6倍之多，相比之下得知永磁变频空压机在进行机动是冲击力很小，这种冲击力过大对机械系统和整个电网的运行都有影响，冲击力的减少使运行的平稳性得到了很大的加强。

（三）可变流量进行控制

       使用工频驱动的空气压缩机的排气量只有一个，二变频空压机排气的范围相对就比较宽。在空压机进行运行时，其变频器通过实际运行的排气量来进行电机转速的调节，在用气量比较低的时候空压机进行自动休眠，对能源的消耗进行了大大地降低。对其控制策略的优化和更新对节能的效果会更加的明显。

（四）永磁变频螺杆空压机适应电源的性能好

       基于变频器利用了过调制的技术，交流电源的电源偏低的情况可以对其进行足够力矩的输出来对电动机的工作进行驱使；一旦发生电压偏高的情况，会对其输出的电源进行调节，不会因为电压偏高而电压偏高的情况。这种技术在自发电的场合非常实用，其变频技术都可以电压的异常情况是将电压控制在其额定电压的范围值之内。

（五）永磁变频空压机噪音低

       大多数的变频系统的工作中都是字额定转速较低的情况下进行的，以这样的方式里进行主机机械噪音的降低和磨损度的变小，其主要作用是延长主机机械的使用寿命和进行主机机械的维修。如果对风机采用变频的驱动可以对空压机工作时的噪音得到有效的降低。

七 、常见的问题和改进措施

       （一）压缩机机头出口的温度高，导致温度过高的因素有很多。比如：温度创器出现了故障；操作环境的温度偏高；温度控制阀发生了故障；油过滤器的故障；断油阀故障；润滑油不足等。

       （二）输出压力低，导致这个问题的原因也是多方面的，比如：实际用气量和机组的出气量不一致；控制器压力的设置和合理；安全阀泄漏；放气阀故障；空气过滤器堵塞等。

       （三）输出电压过高，发生这个故障的原因是：进气阀故障；压力缸故障；卸载阀未关闭；与压力控制器相连的管道泄漏等。

       （四）压缩空气含水，由于水分离的排放阀发生故障、罩壳面板安装不合理和后冷芯脏等很多的因素造成了压缩的空气含水。

       （五）改进措施：针对问题找出其根源，多半的因素是零件损坏和清洁度不够的原因造成的。必须针对其问题根源进行问题排除，保证空压机的顺利运行。

八、结束语

       要对空压机的能效机芯有效的降低是一个非常系统的工程，可以对多种技术进行结合采用，比如变频技术、永磁技术、相应的节能技术等。进行多项技术进行融合的同时还需要对每个细节进行优化和提升。比如对转子型线的更新，采用高效离心风机的技术，或者是改变进气的结构设计，又或者是对系统的管路进行改变等方式来更新。对多项节能技术进行综合的应用，作为国内品牌的喷油螺杆空压机已经和世界一流的能效水平技术有了一些超越。

       中国检测中心发布了相关的数据，我国喷油螺杆空压机普遍的水平都达到了2级，还有一部分达到了1级的能耗。额定功率字90KW以下的达到了六成。这样的数据表明，我国的能效水平从整体上得到了提升，另一方面对标准的设定表现出不能对现有的产品得到满足的方向和趋势。

       我国的近年来推出绿色智能的举措，对能效标准进行了修订GB19153已经进入了我国的报批阶段，对喷油螺杆空压机在能效方面提出了更高的要求。在产品的技术方面和能效标准有相互促进的作用，进行空压机能效水平提升的同时对我国节能减排使用作出应有的贡献。