“输功效率”适合不同空压机效率比较.docx

“输成效率”适合不同空压机效率比较2023-2-12，压缩机是电机系统四大耗能设备之一，压缩空气也是现 代工业四大动力之一，以下几种关于压缩机效率的说法：(1)空压机的90%以上的轴功率最终没有做功产生压缩空气，而 是转化成了热能被排放到四周环境中；(2)在空压机所消耗的能源中，只有19%被转化成了可供使用 的功，而其他81%均以热量的形式损耗掉了；(3)空压机在运行时，真正用于增加空气概能所消耗的电能，在 总耗电量中只占很小的一局部，约15%左右。约85%的耗电转化为热 量；不可回收的辐 射散热等 10%可回收的 余热8()%电机输入功率(4)只有不到10%的电机输入功率被转化为可用的压缩空气动力 能，见图Io空气动力 能<10% =t>图1螺杆空压机能量平衡由于热力学的简洁性，压缩机的输出能量不易为大家生疏，上 述几种均是错误说法(错误缘由见后文)，误导了对压缩机能源效率和压缩空气做功力气的生疏，不利于压缩空气气动系统节能。空气压缩机的成果是压缩空气，本钱是电耗。如参考制冷设备的COP计算方式：压缩空气生产量/电耗，可以 解释为单位电耗生产的压缩空气量。在国标和实际中人们承受了电耗/压缩空气生产量，也就是生产 单位体积的压缩空气所消耗的电能，该数值越低越好，其单位 kW(m3min)。严格的说kW(n?mi)并不准确，由于m3min和kW 都是时间单位的效率值，准确表达应当是焦耳/nf或者焦耳/升，但是 kW(m3min)计算极其便利，也就被人们广泛使用了。但是，不同压力下的压缩空气假设用比功率来衡量，并不能比较 能源效率的凹凸。为了认清空压机输出压缩空气的做功力气，这里引 入“输成效率”这一概念，由于输成效率已经包含了压力的因素在内， 以此就可以比较任意机型的效率凹凸。此概念，在团标压缩空气站能效分级指南中得到应用。I输成效率空压机的压缩过程实际也是一个能量的转换过程，也可以用效率 的方式表达。传统计算压缩机效率的方式是理论绝热压缩功/实际电 耗，这种计算方式是错误的。理论绝热压缩功并不是能量转换的结果， 在压缩过程中，系统对外排出的热量等值于系统输入的电能，但是并不 是说电能全部转换为热能，其转换的重要局部是压缩空气对外的做 功力气，也就是对外所作的膨胀功，工程热力学上称为烟，又叫有效 能。输成效率计算其计算公式为：式中：pl是压缩后的压力；p是对外做功的环境压力；v是环境压力下的空气流量。空压机机组输入比功率为行业习惯使用，输成效率与机组输入比功率换算关系式为： = Np q式中：q一一机组输入比功率Np一一大气状态下流量为In? min的压缩空气气动动力。表1常用压力的压缩空气气动动力压力（MPa）0.40.50.70.81.01.25气动动力 M（kW）2.3102.6823.4663.6623.9964. 338注：（1）压力为表压；常用空压机输成效率现用压缩空气系统中，螺杆空压机用量占绝大多数，以 GB19153-2023容积式空气压缩机能效限定值及能效等级中喷油螺 杆空气压缩机能效值（风冷）计算，输成效率最高值为63%,最低值 为 31%。以75kTV风冷螺杆空压机为例，1、2、3级能效指标值输成效率 见表2：表2 1、2、3级能效指标值输功效率压力规格(MPa)0.7().8能效级1级2级3级1级2级3级机组输入比 功率(m5 ni)6. 16.97.96.57.38.4输功效率0.5680. 5020.4390.5630.5020.436压力规格(MPa)1.01.25能效级1级2级3级1级2级3级机组输入比 功率(n/min)7.78.79.98.69.711.1输功效率0.5190.4590.4040. 5040.4470.391由上述可以看出，空压机指示功用于压缩空气，轴功率的功大局 部转化为指示功，空压机有用成效率较高。压缩空气散发的热量等于 空压机对其做的功，与空压机输出压缩空气有效能没有直接关系。空 压机输入能的50%左右，可以转化为有效能，作为动力使用。所以空压机输成效率，合理地反映了空气压缩机的能量效率使得大家认清压缩空气的做功力气，更合理地分析系统能量损失，开展压缩空气系统节能工作。本文开头列举的几种说法明显是错误的。