空压机的“输功效率”，更适合比较不同空压机的效率？ ,空压机输入功率如何计算公式

◤ 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，其节能工作受到各方面重视，其能源效率也受到大家关注。近几年在余热回收的一些文中出现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周围环境中;(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;(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1。(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;(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1。(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;(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1。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。——《动力用空气压缩机能源效率探讨》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/(m/min）。严格的说kW/(m/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。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，又叫有效能。●输功效率计算其计算公式为:式中：p1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:η = Np /q式中：q——机组输入比功率Np——大气状态下流量为1m/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：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。所以本文开头列举的几种说法显然是错误的。本文提出的空压机输功效率，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能力，更合理地分析系统能量损失，开展压缩空气系统节能工作。参考资料：【1】孙晓明，彭恒，林子良，《动力用空气压缩机能源效率探讨》 流体机械【2】昆山昆泰克空气系统技术有限公司 《压缩机效率》

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