在工业生产中，模温机作为核心温控设备，长期高负荷运行导致能耗占比较高，成为企业降本增效的重要突破口。传统模温机普遍存在加热效率低、循环能耗浪费、保温效果差等问题，通过科学的节能改造与精细化运行管理，可实现15%-35%的能耗降低，同时提升设备运行稳定性与使用寿命。

本方案专为企业设备管理人员、生产负责人编写，基于大量行业实践案例，系统梳理模温机节能改造的核心技术路径、运行参数优化方法、日常节能管理措施，同时涵盖改造效果评估与 ROI 测算，为企业提供全流程的节能落地指导。

一、模温机高能耗核心原因剖析

要实现精准节能，需先明确模温机高能耗的核心症结，针对性制定改造与优化方案。经调研，模温机高能耗主要源于以下5个方面：

• 加热系统低效：传统电阻加热管热效率低（仅85%-90%），且加热过程中热量散失严重；部分老旧设备加热管积垢、老化，进一步降低加热效率，增加能耗；

• 循环系统能耗浪费：循环泵长期满负荷运行，无论负载需求如何，转速固定不变，导致流量过剩、压力过高，造成大量电能浪费；管路布局不合理、弯头过多，增加阻力损失，进一步提升循环能耗；

• 保温效果不佳：设备机身、管路保温层老化、破损或缺失，高温工况下热量流失严重，加热系统需持续补热，增加能耗；

• 运行参数设置不合理：目标温度设置过高（超出生产工艺实际需求），导致加热负荷增加；PID参数失调，温度波动大，引发频繁加热与降温，增加能耗；

• 日常管理粗放：设备长期不维护，加热管、过滤器积垢，循环效率下降；操作人员未及时关闭闲置设备，导致无效能耗；介质选型不当，热传递效率低，间接增加能耗。

二、核心节能改造技术路径（可落地、高回报）

结合能耗原因与行业节能技术成熟度，推荐以下4类高性价比的节能改造技术，改造投入回收周期普遍在6-18个月，适合大多数企业推广应用。

（一）加热系统升级改造

加热系统是模温机能耗核心，通过升级加热元件与控制方式，可显著提升加热效率，降低加热能耗。

• 技术方案1：更换高效加热管

￮ 改造内容：将传统电阻加热管更换为高频感应加热管或不锈钢翅片加热管。高频感应加热管热效率可达95%以上，加热速度快，且表面不易积垢；不锈钢翅片加热管通过增大散热面积，提升热传递效率，适合介质循环流量较大的场景；

￮ 适用场景：所有类型模温机，尤其适合老旧设备加热管老化、积垢严重的情况；

￮ 节能效果：降低加热能耗10%-15%，同时延长加热管使用寿命2-3倍。

• 技术方案2：加装加热分段控制模块

￮ 改造内容：针对大功率模温机，将单一加热回路拆分为多个独立回路，配备分段控制模块。根据温度需求，自动启停不同回路的加热管，避免低负荷时全功率加热造成的能耗浪费；

￮ 适用场景：功率≥15kW的模温机，尤其适合生产过程中温度需求波动较大的工况（如注塑模具预热与恒温阶段）；

￮ 节能效果：降低加热能耗8%-12%，同时提升控温精度。

（二）循环系统节能改造

循环泵是模温机第二大能耗源，通过优化循环泵控制与管路布局，可大幅降低循环能耗。

• 技术方案1：加装变频调速（VFD）系统

￮ 改造内容：在循环泵电机上加装变频调速器，通过温度传感器、压力传感器采集实时运行数据，自动调节泵转速。当负载需求降低时（如恒温阶段），降低泵转速，减少流量与压力，实现按需供能；

￮ 关键注意事项：需选用适配模温机工况的变频器（防护等级≥IP54，耐温≥60℃），避免高温、潮湿环境导致变频器故障；对于高温油式模温机，需选用耐高温电缆；

￮ 适用场景：所有类型模温机，尤其适合循环泵长期满负荷运行、负载波动较大的工况；

￮ 节能效果：降低循环能耗20%-35%，是最具性价比的节能改造方案之一。

• 技术方案2：优化管路布局与阻力降低

￮ 改造内容：1. 更换大口径管路，减少管路阻力；2. 减少管路弯头数量，将直角弯头更换为弧形弯头；3. 清理管路内积垢，更换堵塞的过滤器滤芯；4. 在管路关键位置安装压力监测表，实时监控阻力变化；

￮ 适用场景：管路布局不合理、运行年限较长的模温机系统；

￮ 节能效果：降低循环能耗5%-10%，同时提升循环系统稳定性，减少泵体磨损。

（三）保温系统强化改造

保温效果差导致的热量流失，是高温模温机能耗浪费的重要原因，通过强化保温改造，可有效减少热量损失。

• 改造内容：1. 设备机身：为模温机机身包裹高密度保温棉（如岩棉、玻璃棉，厚度≥50mm），外层包裹铝箔纸防潮、防辐射；2. 管路系统：所有高温管路（尤其设备出口至负载的管路）包裹保温棉，保温层厚度根据温度确定（120-200℃选用50mm，200-350℃选用80mm）；3. 阀门与接头：为管路阀门、接头加装定制保温套，避免局部热量散失；

• 关键注意事项：保温改造需预留检修口，方便后续设备维护；高温管路保温层外需标注“高温危险”警示标识，防止人员烫伤；

• 适用场景：中高温模温机（≥120℃），尤其适合原有保温层破损、缺失的设备；

• 节能效果：降低热量流失能耗10%-20%，同时降低车间环境温度，改善作业环境。

（四）智能控制系统升级

通过升级智能控制系统，实现模温机精准控温与自动化运行，减少人为操作失误导致的能耗浪费。

• 技术方案1：升级PID智能温控系统

￮ 改造内容：将传统温控器更换为高精度PID智能温控器，支持自整定功能，可根据负载变化自动优化PID参数（比例P、积分I、微分D），减少温度波动；部分高端机型支持远程监控与参数调整，方便精细化管理；

￮ 适用场景：对控温精度要求高的模温机（如精密注塑、电子元件成型），或原有温控系统老化、控温波动大的设备；

￮ 节能效果：降低因温度波动导致的额外能耗5%-10%，同时提升产品质量合格率。

• 技术方案2：加装自动化联动控制模块

￮ 改造内容：将模温机与生产设备（如注塑机、压铸机）的PLC系统联动，实现生产节拍同步控制。例如，生产设备停机时，模温机自动切换至保温模式（降低目标温度5-10℃）；生产设备启动时，模温机自动快速升温至设定温度；

￮ 适用场景：批量生产、生产节拍固定的工况（如注塑生产线、压铸生产线）；

￮ 节能效果：降低无效加热能耗15%-25%，减少设备空转能耗。

三、模温机高效运行参数优化方法

除硬件改造外，通过优化模温机运行参数，可在不增加投入的前提下，进一步降低能耗，提升运行效率。以下为经过实践验证的核心优化方法：

（一）目标温度精准设定

• 核心原则：在满足生产工艺要求的前提下，尽可能降低目标温度，每降低10℃，可减少加热能耗5%-8%；

• 优化方法：1. 开展工艺试验，确定产品质量合格的最低目标温度；2. 针对不同产品、不同生产阶段，设置差异化目标温度（如模具预热阶段目标温度可略高，恒温阶段可适当降低）；3. 避免盲目追求“高温快速升温”，根据负载热容量合理设定升温速率，减少加热冲击导致的能耗浪费；

• 案例参考：某注塑企业生产PP制品，原目标温度设定为120℃，经工艺试验验证，110℃即可满足产品质量要求，调整后每月降低模温机能耗约8%。

（二）循环流量优化调整

• 核心原则：循环流量并非越大越好，需匹配负载热传递需求，避免流量过剩导致的能耗浪费；

• 优化方法：1. 通过流量表监测实际循环流量，结合负载温度均匀性，调整循环泵转速（变频机型）或阀门开度（非变频机型），找到最佳流量平衡点；2. 对于多回路模温机，根据各回路负载需求，独立调整流量；3. 定期清理过滤器滤芯，保证流量稳定，避免因堵塞导致流量不足，间接增加加热能耗；

• 参考标准：一般模具加热的最佳循环流量为10-30L/min，具体需根据模具流道尺寸与目标温度确定。

（三）PID参数精细化整定

• 核心问题：传统PID参数设定粗放，易导致温度波动大，引发频繁加热与降温，增加能耗；

• 优化方法：1. 采用“自整定+手动微调”的方式，先通过智能温控器的自整定功能获取初始PID参数，再根据实际运行温度曲线微调；2. 升温阶段：适当增大P值、减小I值，加快升温速度；恒温阶段：适当减小P值、增大I值，减少温度波动；3. 记录不同负载工况下的最佳PID参数，建立参数库，方便后续切换产品时直接调用；

• 优化效果：温度波动范围可从±2-3℃缩小至±0.5-1℃，降低因温度波动导致的额外能耗5%-10%。

（四）介质状态优化管理

• 核心原则：选择适配的传热介质，并保持介质清洁，可提升热传递效率，减少加热能耗；

• 优化方法：1. 介质选型：低温工况（≤120℃）优先选用纯净水/去离子水（热导率高），中高温工况（≥120℃）选用专用高温导热油（如320号、350号），严禁用普通机油或自来水替代；2. 介质更换：水式模温机每3-6个月更换一次介质，油式模温机每6-12个月更换一次介质，避免介质老化、积垢导致热效率下降；3. 介质过滤：定期对介质进行过滤，去除杂质与积垢，保持介质清洁。

四、日常节能管理措施（低成本、易落地）

节能改造是基础，日常精细化管理是保障节能效果持续稳定的关键。企业需建立完善的节能管理制度，将节能责任落实到具体岗位与人员。

（一）设备日常巡检与维护

• 每日巡检：检查模温机运行参数（温度、压力、流量、电流）是否正常，有无异常能耗波动；检查管路、接头是否泄漏，避免介质流失导致的能耗浪费；检查保温层是否完好，有无破损、脱落；

• 每周维护：清理设备表面与散热片灰尘，保证散热良好；清理过滤器滤芯，避免堵塞；检查加热管表面是否有积垢，及时清理；

• 每月维护：检查变频调速器运行状态，清理内部灰尘；检查PID参数是否合理，根据生产工况微调；检查介质液位与状态，及时补充或更换；

• 每年维护：全面检测加热管、循环泵性能，更换老化部件；校准温控器、压力表、流量表等计量器具，确保数据精准；对保温层进行全面检查与修复。

（二）操作人员节能培训与管理

• 开展节能培训：向操作人员普及模温机节能知识，讲解节能改造后的操作要点（如参数调整方法、联动控制逻辑），避免因操作失误导致的能耗浪费；

• 建立节能考核机制：将模温机能耗指标纳入操作人员绩效考核，鼓励操作人员主动发现并解决节能问题；

• 规范操作流程：制定《模温机节能操作手册》，明确开机、关机、参数调整、设备闲置等场景的标准操作流程。例如，设备闲置超过30分钟时，自动切换至保温模式；生产结束后，及时关闭设备电源。

（三）能耗数据监测与分析

• 安装能耗监测仪表：在模温机主电路上安装智能电表，实时监测能耗数据（电压、电流、功率、耗电量），并通过物联网模块上传至管理平台，实现能耗数据可视化；

• 定期能耗分析：每周/每月对能耗数据进行统计分析，对比不同工况、不同操作人员的能耗差异，查找能耗异常原因；结合生产产量，计算单位产品能耗，建立能耗基准，跟踪节能改造效果；

• 持续优化改进：根据能耗分析结果，不断调整运行参数与管理措施，持续挖掘节能潜力。例如，通过数据分析发现某台模温机在夜间保温阶段能耗过高，可进一步优化保温温度与PID参数。

五、节能改造效果评估与 ROI 测算

企业在实施节能改造后，需科学评估改造效果，测算投资回报率（ROI），为后续节能工作提供决策依据。

（一）改造效果评估指标

• 核心指标：单位产品能耗（kWh/件）、日均耗电量（kWh）、加热效率（%）、温度波动范围（℃）；

• 评估方法：采用“改造前-改造后”对比测试，在相同生产工况（产品类型、产量、目标温度）下，连续监测3-7天的能耗数据与运行参数，计算节能率与效益提升幅度；

• 合格标准：改造后节能率≥15%，温度波动范围≤±1℃，设备运行稳定性提升（故障停机时间减少≥30%）。

（二）投资回报率（ROI）测算案例

以某注塑企业1台20kW油式模温机为例，测算变频调速改造的 ROI：

• 改造前数据：每日运行20小时，日均耗电量=20kW×20h=400kWh；工业电价=0.8元/kWh；日均电费=400kWh×0.8元/kWh=320元；

• 改造方案：加装变频调速系统，改造投入=8000元；

• 改造后数据：变频改造后节能率=25%；日均耗电量=400kWh×(1-25%)=300kWh；日均电费=300kWh×0.8元/kWh=240元；日均节省电费=320元-240元=80元；

• ROI 测算：月节省电费=80元/天×30天=2400元；投资回收期=改造投入÷月节省电费=8000元÷2400元≈3.3个月；年节省电费=2400元×12=28800元；年投资回报率=（年节省电费-改造维护成本）÷改造投入×100%≈（28800-2000）÷8000×100%=335%；

• 结论：该改造方案投资回收期短（＜4个月），年投资回报率高，具备极高的推广价值。

六、不同行业节能改造重点差异

不同行业模温机的运行工况、负载特性差异较大，节能改造需针对性调整重点方向：

• 注塑行业：
        

￮ 核心特点：生产节拍固定，模温机需频繁启停加热，循环流量需求稳定；

￮ 改造重点：1. 加装变频调速系统，优化循环能耗；2. 升级PID智能温控系统，减少温度波动；3. 实现与注塑机联动控制，生产停机时自动切换保温模式；

￮ 推荐改造组合：变频改造+PID智能温控升级，节能率可达25%-35%。

• 压铸行业：
        

￮ 核心特点：模温机运行温度高（200-280℃），热量流失严重，循环泵长期高负荷运行；

￮ 改造重点：1. 强化设备与管路保温（选用80mm厚保温棉）；2. 加装变频调速系统，降低循环能耗；3. 更换高效加热管，提升加热效率；

￮ 推荐改造组合：保温强化+变频改造+高效加热管更换，节能率可达20%-30%。

• 化工行业：
        

￮ 核心特点：模温机需长期连续运行，负载波动小，对运行稳定性要求高；

￮ 改造重点：1. 升级智能控制系统，实现远程监控与自动化运行；2. 优化循环管路布局，降低阻力损失；3. 定期介质过滤与更换，保证热传递效率；

￮ 推荐改造组合：智能控制系统升级+管路优化+介质管理，节能率可达15%-25%。

七、结语：节能改造是降本增效的必经之路

在当前工业绿色低碳发展的大趋势下，模温机节能改造已不再是“可选项”，而是企业降本增效、提升核心竞争力的“必选项”。通过“硬件改造+参数优化+日常管理”的三维节能策略，企业可实现能耗与成本的双重降低，同时提升设备运行稳定性与使用寿命，实现经济效益与环境效益的双赢。

企业在实施节能改造时，需结合自身设备工况、行业特点、预算情况，选择合适的改造技术路径，优先推广投资回收期短、节能效果显著的方案（如变频改造、保温强化）；同时，建立完善的节能管理制度，确保改造效果持续稳定。对于复杂工况或大型生产线，建议寻求专业节能技术服务商的支持，制定定制化的节能解决方案。