从前，每家工厂都有一个空气系统，由中央压缩机提供空气，无论工作还是空转，空气都发出欢快的嘶嘶声。嘿，空气是免费的，对吧?也许那时可以，但今天不行。
能量消耗是确定这些天收到机器或系统的关键因素之一。随着时间的推移，世界的不同地区经历了不同的能源成本。但今天，每个地区的用户都希望从最少的气动雄鹿挤压最多的爆炸。
幸运的是，最大的气球供应商准备帮助您努力实现这一目标。贸易组织像美国国家流体电力协会一样。（NFPA）有有用的指导方针，以协助设计有效的气动学。国际标准有助于确保符合构建的符合符合验证性的组件，将提供良好的性能和价值。与未来的设计世界文章中涵盖的总体拥有（TCO）指南的总体成本将帮助您为工作选择合适的系统。
尽管如此，最近几家国际公司的进展已经加强了你可以采取的具体步骤，以减少气动应用中的能源消耗。在这里，博世力士乐和费斯托，你可以采取的步骤，以降低能源成本的气动系统。
1:小心过大的组件
几十年来，像本编辑这样的老前辈都会回忆起超大的驱动器。如果我们真的需要，比如说，2英寸。圆柱体，然后我们指定下一个更大的尺寸。我们推测，在相同的压力下，较大的驱动器会给任务带来更大的力，能够更好地应对更重或不对齐的负载。
但尺寸过大等于浪费。提高能源效率的第一种方法是优化所使用部件的尺寸，从而避免因尺寸过大而造成的不必要的空气消耗。在机器的生命周期中，这加起来是一笔可观的钱。气动元件可提供广泛的尺寸，这为精确的应用尺寸提供了最佳条件。与通常的超大直径气缸相比，具有应用优化直径的气缸可减少至少15%的空气消耗。
许多供应商通过在线计算和优化程序简化尺寸。通过几次点击和一些基本的输入，清晰地展示了实际结果，包括技术数据和推荐组件。例如，力士乐(Rexroth)推出了一个新的在线空气消耗计算器，可以根据压缩机的容量、运行时间和实际应用的技术参数，计算和比较由此产生的能源成本。
在典型的安装中，可以通过使用正确尺寸的圆柱和阀门的紧凑且经济的设计来节省至少15％的空气量，并且优化的标称流动。据博世雷克拉斯队全球客户经理Kjell Lyngstad称，这相当于节省15％的能源美元。
2：通过阀门和执行器之间的切割距离减小体积
您可以通过减少组件之间的管道长度大大提高机器效率。因此，通过较短的管长度避免了减小的体积，并且通过较短的管长度避免了压力损失。
仔细观察分散式空气供应的优势。集中式阀门歧管通常很麻烦，需要长空气管线，并消耗大量的能量。供应商现在提供小型，分散的阀门和歧管，可在使用点集中气动功能。阀门可以直接安装在没有软管连接的圆柱体上。这种直接连接通过控制柜的长线消除了压力损失到气动驱动器。阀门/执行器单元可以将管道连接减少50％并将能源使用减少35％。分散的系统还可以产生更快的响应时间和更高的周期频率。
在气动系统中，能源消耗最常见的四个方面。
为了减少气动系统的体积，要减少阀门和执行机构之间的距离。
如果苛刻的操作条件或卫生冲洗存在问题，例如食品加工设备，请考虑由工程聚合物制成的分散阀单元，这些聚合物体积小、重量轻、耐化学腐蚀，并能够承受恶劣的操作条件。一些阀门和歧管具有卫生设计和适用于食品加工的材料，不需要将气动阀门安装在远程不锈钢外壳中，通过长管道连接到执行机构。力士乐制造的阀门系统满足IP69K要求。在食品和饮料行业，由于高压清洗的要求，通常不可能将管道直接放置在执行机构周围，因此该系统可以显著缩短管道长度。
具有高能量密度的创新性气动模块提供了分散式自动化结构的循环时间优势，并且还较低的空气消耗高达35％。这些非常紧凑的部件非常小，轻巧，它们可以直接集成在执行器上。
空气消耗是体积和压力的函数。控制它们，你已经管理了能量消耗。
3:避免使用过度压力
气动系统经常因提供比执行机构需要更高的压力而浪费能量。例如，在许多应用程序中，气瓶要么推一个负载，要么拉一个负载，但不是两者都推。然而，在大多数情况下，机器在伸展和收缩冲程中都使用相同的压力，这是极其低效的。
使用压力调节器为每个任务提供合适的压力，可以降低25%以上的能源消耗。例如，“智能”调节器将数字控制电子设备与比例阀相结合。他们不断比较预置的压力限制和实际值，以确保准确的计量。
力士乐对此的术语是“能源随需应变”，基于去中心化的智能，以适应个人需求的压力，从而提高能源效率。执行器运动的压力剖面分为不同的阶段:开始、运动、结束和返回行程。开始和结束阶段通常需要较高的能量，而运动和返回冲程阶段可以在一个明显较低的压力下进行。即使减少的压力使用距离看起来很短，这也足以优化运动和尽量减少硬端位置停止。当执行数千次重复的动作时，增量的节省积累起来，使整个过程的效率显著提高。
需要注意的一个问题是:运营商通常会增加监管机构的供应压力，希望提高性能，但这浪费了大量的资金在空气和运营成本，没有实际效益——如果组件的尺寸正确。重要的是监测和确保机器压力保持在指定的范围内，以避免浪费能源。
4：最小化泄漏
每一个气动系统都能避免泄漏，节省能源。美国能源部(department of Energy)的统计数据显示，这个问题很普遍:据估计，如果最近不采取措施，平均每个核电站都会有30%至35%的泄漏。阀门和损坏的密封是两个常见的来源。有些阀门设计，如带有金属密封的搭接滑阀，具有固有的内部泄漏，只要有空气供应到阀门，泄漏是恒定的。切换到具有软密封的同类阀门可以显著减少泄漏。
另一个泄漏的来源是密封的恶化。如果观察到标准密封件劣化，可以考虑使用氟乙烯、聚四氟乙烯或聚氨酯等极端应用密封件。
现代空气预处理单元可与集成的空气量传感器。每次特定体积的压缩空气通过空气制备包时，传感器发出电脉冲。控制器可以对电脉冲信号进行合计，因此可以计算出机器在一段时间内的实际空气消耗(和能源成本)。这也可以让用户检测到机器空气消耗的增加，表明正在发展的泄漏或机器运动的操作压力的计划外变化。泄漏和超压的实际使用寿命成本以及纠正这些问题所节省的成本都可以计算在内。
根据国家资源加拿大，压缩空气系统的小泄漏可以增加大量成本。例如，单个泄漏小于1/16。在压缩空气系统上，在125 psi下运行24/7，可以花费超过1000美元/年。这是一个泄漏。
将这些数字乘以几个泄漏，您正在谈论严重资金，请注意Festo优质的工程师。“当你进入植物并听到泄漏时，”他说。“这只是金钱被烧毁。”
Festo提供客户服务，包括泄漏检测，空气质量和类似的空气审计服务。该公司还提供了一种新系统，用于监控和诊断气动系统中的空气消耗来源。它包括压力和流量传感器，诊断控制器和可视化工具，使用户可以尽早检测和修复空中问题。该公司估计，优化耦合具有适当的系统维护的气动组件的应用可以降低空气消耗高达60％。在此速度，投资回报率左右六个月。
气动系统节能设计
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