“輸功效率”適合不同空壓機效率比較

“輸功效率”適合不同空壓機效率比較2020-2-12r壓縮機是電機系統(tǒng)四大耗能設(shè)備之一，壓縮空氣也是現(xiàn)代工業(yè)四大動力之一，以下幾種關(guān)于壓縮機效率的說法:空壓機的90%以上的軸功率最終沒有做功產(chǎn)生壓縮空氣，而是轉(zhuǎn)化成了熱能被排放到周圍環(huán)境中;在空壓機所消耗的能源中，只有19%被轉(zhuǎn)化成了可供使用的功，而其他81%均以熱量的形式損耗掉了;空壓機在運行時，真正用于增加空氣勢能所消耗的電能，在總耗電量中只占很小的一部分，約15%左右。約85%的耗電轉(zhuǎn)化為熱量;只有不到10%的電機輸入功率被轉(zhuǎn)化為可用的壓縮空氣動力能，見圖1?？苫厥盏挠酂?80%空氣動力能＜1能，見圖1?？苫厥盏挠酂?80%空氣動力能＜10%二＞不可回收的輻射散熱等"0%電機輸入功率圖1螺桿空壓機能量平衡由于熱力學(xué)的復(fù)雜性，壓縮機的輸出能量不易為大家認(rèn)識，上述幾種均是錯誤說法(錯誤原因見后文)，誤導(dǎo)了對壓縮機能源效

率和壓縮空氣做功能力的認(rèn)識，不利于壓縮空氣氣動系統(tǒng)節(jié)能?？諝鈮嚎s機的成果是壓縮空氣，成本是電耗。如參考制冷設(shè)備的COP計算方式：壓縮空氣生產(chǎn)量/電耗，可以解釋為單位電耗生產(chǎn)的壓縮空氣量。在國標(biāo)和實際中人們采用了電耗/壓縮空氣生產(chǎn)量，也就是生產(chǎn)單位體積的壓縮空氣所消耗的電能，該數(shù)值越低越好，其單位kW/(m3/min)。嚴(yán)格的說kW/(m3/min)并不準(zhǔn)確，因為m3/min和kW都是時間單位的效率值，準(zhǔn)確表達應(yīng)該是焦耳/m，或者焦耳/升，但是kW/(m'/min)計算極其方便，也就被人們廣泛使用了。但是，不同壓力下的壓縮空氣如果用比功率來衡量，并不能比較能源效率的高低。為了認(rèn)清空壓機輸出壓縮空氣的做功能力，這里引入“輸功效率”這一概念，因為輸功效率已經(jīng)包含了壓力的因素在內(nèi)，以此就可以比較任意機型的效率高低。此概念，在團標(biāo)《壓縮空氣站能效分級指南》中得到應(yīng)用。I輸功效率空壓機的壓縮過程實際也是一個能量的轉(zhuǎn)換過程，也可以用效率的方式表達。傳統(tǒng)計算壓縮機效率的方式是理論絕熱壓縮功/實際電耗，這種計算方式是錯誤的。理論絕熱壓縮功并不是能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果，在壓縮過程中，系統(tǒng)對外排出的熱量等值于系統(tǒng)輸入的電能，但是并不是說電能全部轉(zhuǎn)換為熱能，其轉(zhuǎn)換的重要部分是壓縮空氣對外的做功能力，也就是對外所作的膨脹功,工程熱力學(xué)上稱為?，又叫有效能。?輸功效率計算其計算公式為:式中：pl是壓縮后的壓力；p0是對外做功的環(huán)境壓力；v0是環(huán)境壓力下的空氣流量?？諌簷C機組輸入比功率為行業(yè)習(xí)慣使用，輸功效率與機組輸入比功率換算關(guān)系式為：n=Np/q式中：q——機組輸入比功率Np——大氣狀態(tài)下流量為Im'/min的壓縮空氣氣動動力。?常用空壓機輸功效率現(xiàn)用壓縮空氣系統(tǒng)中，螺桿空壓機用量占絕大多數(shù)，以GB19153-2009《容積式空氣壓縮機能效限定值及能效等級》中噴油螺桿空氣壓縮機能效值（風(fēng)冷）計算，輸功效率最高值為63%，最低值為31%。以75kW風(fēng)冷螺桿空壓機為例，1、2、3級能效指標(biāo)值輸功效率見表2：

表2L2、3級能效指標(biāo)值輸功效率壓力規(guī)格（MPa）0.7().8能效級1級2級3級1級2級3級機組輸入比功率［仃「/min）6.16.97.96.57.38.4輸功效率0.5680.5020.4390.5630.5020.436壓力規(guī)格（MPa）1.()1.25能效級1級2級3級1級2級3級機組輸入比功率（方「/min）7.78.79.98.69.711J輸功效率0.5190.4590.4040.5040.447().391由上述可以看出，空壓機指示功用于壓縮空氣，軸功率的功大部分轉(zhuǎn)化為指示功，空壓機有用功效率較高。壓縮空氣散發(fā)的熱量等于空壓機對其做的功，與空壓機輸出壓縮空氣有效能沒有直接關(guān)系?？諌簷C輸入能的50%左右，可以轉(zhuǎn)化為有效能，作為動力使用。所以本