“输功效率”适合不同空压机效率比较

“输功效率”适合不同空压机效率比较2020-2-12r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: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周围环境中;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;空压机在运行时，真正用于增加空气势能所消耗的电能，在总耗电量中只占很小的一部分，约15%左右。约85%的耗电转化为热量;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1。可回收的余热〜80%空气动力能＜1能，见图1。可回收的余热〜80%空气动力能＜10%二＞不可回收的辐射散热等"0%电机输入功率图1螺杆空压机能量平衡由于热力学的复杂性，压缩机的输出能量不易为大家认识，上述几种均是错误说法(错误原因见后文)，误导了对压缩机能源效

率和压缩空气做功能力的认识，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，成本是电耗。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采用了电耗/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/(m3/min)。严格的说kW/(m3/min)并不准确，因为m3/min和kW都是时间单位的效率值，准确表达应该是焦耳/m，或者焦耳/升，但是kW/(m'/min)计算极其方便，也就被人们广泛使用了。但是，不同压力下的压缩空气如果用比功率来衡量，并不能比较能源效率的高低。为了认清空压机输出压缩空气的做功能力，这里引入“输功效率”这一概念，因为输功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高低。此概念，在团标《压缩空气站能效分级指南》中得到应用。I输功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，其转换的重要部分是压缩空气对外的做功能力，也就是对外所作的膨胀功,工程热力学上称为㶲，又叫有效能。•输功效率计算其计算公式为:式中：pl是压缩后的压力；p0是对外做功的环境压力；v0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，输功效率与机组输入比功率换算关系式为：n=Np/q式中：q——机组输入比功率Np——大气状态下流量为Im'/min的压缩空气气动动力。•常用空压机输功效率现用压缩空气系统中，螺杆空压机用量占绝大多数，以GB19153-2009《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，输功效率最高值为63%，最低值为31%。以75kW风冷螺杆空压机为例，1、2、3级能效指标值输功效率见表2：

表2L2、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［仃「/min）6.16.97.96.57.38.4输功效率0.5680.5020.4390.5630.5020.436压力规格（MPa）1.()1.25能效级1级2级3级1级2级3级机组输入比功率（方「/min）7.78.79.98.69.711J输功效率0.5190.4590.4040.5040.447().391由上述可以看出，空压机指示功用于压缩空气，轴功率的功大部分转化为指示功，空压机有用功效率较高。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。所以本