【壓縮機網(wǎng)】“能效是最重要的第一能源(Energy efficiency is the first fuel)”，這是國際能源署署長Fatih Birol 先生在2019年7月召開的第四屆“全球能效大會”上重申的理念。中國早就開始關(guān)注能源效率。容積式空氣壓縮機能效推廣更是走在了世界前列。2003年中國發(fā)布了《容積式空氣壓縮機能效限定值和能效等級》國家標(biāo)準(zhǔn)GB19153-2003，2009年升級了第二版GB19153-2009版，2019年再次升級發(fā)布了GB19153-2019版，該版本將于2020年7月1日實施。
2019版相比2009版有眾多的變化。變化的主要內(nèi)容在前言中做了表述。如標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍做了詳細(xì)的規(guī)定，部分術(shù)語做了調(diào)整，增加了變轉(zhuǎn)速壓縮機的能效評價，提高了部分產(chǎn)品的能效指標(biāo)。下面分別針對幾個重要變化做出解讀。
1、統(tǒng)一了一般用噴油回轉(zhuǎn)空氣壓縮機的能效等級
新的標(biāo)準(zhǔn)將一般用噴油螺桿、噴油渦旋、噴油滑片空壓機統(tǒng)一為一般用噴油回轉(zhuǎn)式壓縮機，能效等級在2009版表6 《一般用噴油螺桿空氣壓縮機和一般用噴油單螺桿空氣壓縮機的能效等級》基礎(chǔ)上部分產(chǎn)品做了提升，并在2019版新標(biāo)準(zhǔn)中列為表1。
2、對電機服務(wù)系數(shù)濫用的約束
標(biāo)準(zhǔn)2009版能效評價依據(jù)驅(qū)動電動機輸入額定功率，但是沒有對驅(qū)動電動機的輸入功率做嚴(yán)格的規(guī)定，如75kW電動機如果服務(wù)系數(shù)為1.2，那么輸入功率即為75kW*1.2=90kW，應(yīng)該按90kW輸入功率進行評價，但是對此標(biāo)準(zhǔn)2009并沒有做出嚴(yán)格規(guī)定。新標(biāo)準(zhǔn)GB29152-2019對此有了要求，在新標(biāo)準(zhǔn)“4.3 a）回轉(zhuǎn)空氣壓縮機的機組功率試驗值，應(yīng)小于驅(qū)動電動機額定功率大一檔的值。機組功率試驗值按式（4）計算；”其中“機組功率”在新標(biāo)準(zhǔn)3.2機組功率中的定義為“空氣壓縮機機組完成壓縮空氣輸出所需總的輸入功率”。新標(biāo)準(zhǔn)的此定義非常重要，也就是用機組功率而不是電動機額定功率選擇評價標(biāo)準(zhǔn)，如前文舉例的75kW電動機采用1.2服務(wù)系數(shù)的風(fēng)冷空氣壓縮機，電機的輸入功率考慮電機效率已經(jīng)超過90kW，再加上風(fēng)扇電機功率，機組功率是超過90kW的，按新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該按90kW進行評價而不是之前的75kW。同時新標(biāo)準(zhǔn)條目6.5.2 式（4）Pc=evc · qv,corr ，式中，Pc為機組功率，evc為比功率，qv,corr為氣量，給了機組功率的驗證方式，如某75kW空氣壓縮機在8bar下的氣量為15m3/min，加入聲稱比功率為6.3能效一級，那么機組總功率為15*6.3=94.5kW，應(yīng)該按90kW進行評價，能效等級為二級。
3、擴展了回轉(zhuǎn)式壓縮機的范圍
增加了0.3Mpa和0.5Mpa能效等級評價值，同樣增加在了表1。
4、增加了變轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機
變轉(zhuǎn)速能效等級的增加是新標(biāo)準(zhǔn)重要的變化之一。通常所說的變頻壓縮機就是屬于變轉(zhuǎn)速壓縮機。由于變轉(zhuǎn)速在不同的轉(zhuǎn)速下排氣量不同所需功耗不同。假如評價最大氣量的能效值那是不合理的。如下圖中的兩臺機器。紅色在最大氣量明顯是占優(yōu)的。
但是對于變轉(zhuǎn)速壓縮機來講，大多數(shù)時間是運行在60~80%負(fù)荷的。GB19153-2019 采用了表7 加權(quán)評價的方法。用該方法前文中的藍(lán)色機器是有優(yōu)勢的。
GB19153-2019的表2列出的就是一般用變轉(zhuǎn)速噴油回轉(zhuǎn)空氣壓縮機能效等級。表2也對于表1列出了不同的壓力評價值，也一同增加了0.3MPa和0.5MPa。考慮到變轉(zhuǎn)速壓縮機變頻器的能耗和在低載荷時的低能效，變轉(zhuǎn)速的能效評價值比同功率同等級的定轉(zhuǎn)速高3~5%。
對于變轉(zhuǎn)速壓縮機來講，壓力可以在許可范圍內(nèi)任意設(shè)定，某些廠家的變轉(zhuǎn)速壓縮機并不分7/8/10bar，那么怎么做能效評價呢？可以選定標(biāo)準(zhǔn)中的某一個壓力進行能效評價。
5、增加了機組比功率與機組等熵效率、輸功效率換算（附錄A）
雖然說這部分是一個附錄，但是增加了輸功效率這個重要概念，輸功效率已經(jīng)在團體標(biāo)準(zhǔn)T/CGMA033001-2018《壓縮空氣站能效分級指南》唱了主角，而比功率作為換算在附錄中存在。比功率體現(xiàn)了方便性，輸功效率體現(xiàn)了學(xué)術(shù)性。輸功效率的定義是壓縮空氣對外的做功能力與生產(chǎn)該壓縮空氣所需的功耗的比值，也就是?效率。輸功效率更體現(xiàn)了能源利用效率，而不要考慮不同壓力下不同的值。比如比功率6.0kw/m3/min，在7bar下的輸功效率是57.8%，比功率6.2kw/m3/min在8bar下輸功效率是59.1%。那么后者的能源效率更高，統(tǒng)一用輸功效率，那么空氣壓縮機的能源利用效率也可以在不同壓力下進行比較了。
這里可以思考一個問題一般用噴油螺桿空氣壓縮機的輸功效率在60%左右，那么近40%的能源是被浪費掉了。理論計算獲取7bar壓縮空氣等溫壓縮與一般噴油螺桿的理論功耗相差約10%，即使現(xiàn)在最新的噴水螺桿壓縮機，排氣溫度溫升僅25℃非常接近等溫壓縮，7bar的輸功效率也僅57%。另外從標(biāo)準(zhǔn)中的同壓力的能效來看，機器越小能效越差，也就是輸功效率越低，7bar壓力11kW一級能效的輸功效率僅50%，大小不同功率是因為壓縮效率導(dǎo)致的不同嗎？顯然不是，這主要是由損失不同造成的。由此看來要提升能源效率的主要途徑是如何減少摩擦、泄漏、壓降等眾多損失。
新標(biāo)準(zhǔn)GB19153-2019體現(xiàn)了最新的空氣壓縮機的能源效率概念，也體現(xiàn)了能效的發(fā)展方向。
來源：昆西壓縮機
2019版相比2009版有眾多的變化。變化的主要內(nèi)容在前言中做了表述。如標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍做了詳細(xì)的規(guī)定，部分術(shù)語做了調(diào)整，增加了變轉(zhuǎn)速壓縮機的能效評價，提高了部分產(chǎn)品的能效指標(biāo)。下面分別針對幾個重要變化做出解讀。
1、統(tǒng)一了一般用噴油回轉(zhuǎn)空氣壓縮機的能效等級
新的標(biāo)準(zhǔn)將一般用噴油螺桿、噴油渦旋、噴油滑片空壓機統(tǒng)一為一般用噴油回轉(zhuǎn)式壓縮機，能效等級在2009版表6 《一般用噴油螺桿空氣壓縮機和一般用噴油單螺桿空氣壓縮機的能效等級》基礎(chǔ)上部分產(chǎn)品做了提升，并在2019版新標(biāo)準(zhǔn)中列為表1。
2、對電機服務(wù)系數(shù)濫用的約束
標(biāo)準(zhǔn)2009版能效評價依據(jù)驅(qū)動電動機輸入額定功率，但是沒有對驅(qū)動電動機的輸入功率做嚴(yán)格的規(guī)定，如75kW電動機如果服務(wù)系數(shù)為1.2，那么輸入功率即為75kW*1.2=90kW，應(yīng)該按90kW輸入功率進行評價，但是對此標(biāo)準(zhǔn)2009并沒有做出嚴(yán)格規(guī)定。新標(biāo)準(zhǔn)GB29152-2019對此有了要求，在新標(biāo)準(zhǔn)“4.3 a）回轉(zhuǎn)空氣壓縮機的機組功率試驗值，應(yīng)小于驅(qū)動電動機額定功率大一檔的值。機組功率試驗值按式（4）計算；”其中“機組功率”在新標(biāo)準(zhǔn)3.2機組功率中的定義為“空氣壓縮機機組完成壓縮空氣輸出所需總的輸入功率”。新標(biāo)準(zhǔn)的此定義非常重要，也就是用機組功率而不是電動機額定功率選擇評價標(biāo)準(zhǔn)，如前文舉例的75kW電動機采用1.2服務(wù)系數(shù)的風(fēng)冷空氣壓縮機，電機的輸入功率考慮電機效率已經(jīng)超過90kW，再加上風(fēng)扇電機功率，機組功率是超過90kW的，按新標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該按90kW進行評價而不是之前的75kW。同時新標(biāo)準(zhǔn)條目6.5.2 式（4）Pc=evc · qv,corr ，式中，Pc為機組功率，evc為比功率，qv,corr為氣量，給了機組功率的驗證方式，如某75kW空氣壓縮機在8bar下的氣量為15m3/min，加入聲稱比功率為6.3能效一級，那么機組總功率為15*6.3=94.5kW，應(yīng)該按90kW進行評價，能效等級為二級。
3、擴展了回轉(zhuǎn)式壓縮機的范圍
增加了0.3Mpa和0.5Mpa能效等級評價值，同樣增加在了表1。
4、增加了變轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機
變轉(zhuǎn)速能效等級的增加是新標(biāo)準(zhǔn)重要的變化之一。通常所說的變頻壓縮機就是屬于變轉(zhuǎn)速壓縮機。由于變轉(zhuǎn)速在不同的轉(zhuǎn)速下排氣量不同所需功耗不同。假如評價最大氣量的能效值那是不合理的。如下圖中的兩臺機器。紅色在最大氣量明顯是占優(yōu)的。
但是對于變轉(zhuǎn)速壓縮機來講，大多數(shù)時間是運行在60~80%負(fù)荷的。GB19153-2019 采用了表7 加權(quán)評價的方法。用該方法前文中的藍(lán)色機器是有優(yōu)勢的。
GB19153-2019的表2列出的就是一般用變轉(zhuǎn)速噴油回轉(zhuǎn)空氣壓縮機能效等級。表2也對于表1列出了不同的壓力評價值，也一同增加了0.3MPa和0.5MPa。考慮到變轉(zhuǎn)速壓縮機變頻器的能耗和在低載荷時的低能效，變轉(zhuǎn)速的能效評價值比同功率同等級的定轉(zhuǎn)速高3~5%。
對于變轉(zhuǎn)速壓縮機來講，壓力可以在許可范圍內(nèi)任意設(shè)定，某些廠家的變轉(zhuǎn)速壓縮機并不分7/8/10bar，那么怎么做能效評價呢？可以選定標(biāo)準(zhǔn)中的某一個壓力進行能效評價。
5、增加了機組比功率與機組等熵效率、輸功效率換算（附錄A）
雖然說這部分是一個附錄，但是增加了輸功效率這個重要概念，輸功效率已經(jīng)在團體標(biāo)準(zhǔn)T/CGMA033001-2018《壓縮空氣站能效分級指南》唱了主角，而比功率作為換算在附錄中存在。比功率體現(xiàn)了方便性，輸功效率體現(xiàn)了學(xué)術(shù)性。輸功效率的定義是壓縮空氣對外的做功能力與生產(chǎn)該壓縮空氣所需的功耗的比值，也就是?效率。輸功效率更體現(xiàn)了能源利用效率，而不要考慮不同壓力下不同的值。比如比功率6.0kw/m3/min，在7bar下的輸功效率是57.8%，比功率6.2kw/m3/min在8bar下輸功效率是59.1%。那么后者的能源效率更高，統(tǒng)一用輸功效率，那么空氣壓縮機的能源利用效率也可以在不同壓力下進行比較了。
這里可以思考一個問題一般用噴油螺桿空氣壓縮機的輸功效率在60%左右，那么近40%的能源是被浪費掉了。理論計算獲取7bar壓縮空氣等溫壓縮與一般噴油螺桿的理論功耗相差約10%，即使現(xiàn)在最新的噴水螺桿壓縮機，排氣溫度溫升僅25℃非常接近等溫壓縮，7bar的輸功效率也僅57%。另外從標(biāo)準(zhǔn)中的同壓力的能效來看，機器越小能效越差，也就是輸功效率越低，7bar壓力11kW一級能效的輸功效率僅50%，大小不同功率是因為壓縮效率導(dǎo)致的不同嗎？顯然不是，這主要是由損失不同造成的。由此看來要提升能源效率的主要途徑是如何減少摩擦、泄漏、壓降等眾多損失。
新標(biāo)準(zhǔn)GB19153-2019體現(xiàn)了最新的空氣壓縮機的能源效率概念，也體現(xiàn)了能效的發(fā)展方向。
來源：昆西壓縮機
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