空壓機參數標示方法

一、四種基本的標志方法:

1、使用馬達馬力來表示:
這在早期空壓技術不發達時還行得通,但隨著技術的不斷發展,現在縱使是使用相同的馬達,也會因壓力高低,壓縮機制造廠家及機型大小不同,而使實際壓縮機所排的風量多寡有天壤之別。因此,目錄上只標示馬達馬力,是最不負責任的作法。
2、使用入氣體積(Inlet volume)來表示:
這種表示方法通常在入氣口側以孔徑測量計(Orifice meter)來測定,目前只用來標示離心式壓縮機的大小。采用的單位用ICFM,這雖然較前二種方式準確,但因未計內部損失,故仍比實際出氣量為高。
3、使用活塞變位量(Piston displacement)來表示:
由于這是壓縮機的設計資料,只須將氣缸大小乘上回轉數即可,所以,這資料最容易得到,也為許多制造廠家所用以標示。這個理論值與實際出氣量之間沒有一定的關系,視生產廠家的技術能力而定。

4、使用自由出氣量(Free air delivery)來表示:
此法是采用孔徑測流計在出口側測定,由于準確因而成為世界主要標準用以測定壓縮機的實際出風量,如ISO,ASME,JIS等,不過,在有的日本制造廠目錄中,使用F.A.D.來標示,卻又加注Nominal capacity,通常可理解的說法是:這個F.A.D.不是真的,而只是一種設計值。
可惜的是,有標準是一回事,有沒有做又是一回事,因此,除非原廠目錄上白紙黑字說明所依據的標準,否則,其可信度便得大打折扣。

二、不同工況下表示出的實際出風量:
實際出風量指的是考慮了所有損耗,在壓縮機整機出口處(后冷卻器之后)測得的出風量,通常用自由出氣量(Free Air Delivery)來表示。
所謂自由出氣量是指經過壓縮機壓縮后的空氣體積以入氣口的自由空氣狀況(溫度,壓力,濕度等)來表示。
因此,即使是使用了相同的測試標準,也會因取用的“自由空氣”不同而使表示出來的數字相差20%以上,以下是幾種常用的自由空氣狀況。
1、正常狀況(Normal Condition):
表示的方法:Nm3/min(或注明測試所采用之入氣狀況)
所指的空氣狀況:760 mmHg, 0 0C, 0% RH
體積指數:1.00
2、標準狀況(Standard Condition):
表示方法:SCFM(或注明測試所采用之入氣狀況)
所指的空氣狀況:1 bar, 20 0C, 0% RH
體積指數:1.05(約)
3、實際狀況(Actual Condition):
表示方法:ACFM,ICFM(或注明測試所采用之入氣狀況)
所指的空氣狀況:14.4 psi, 35 0C, 60% RH
體積指數:1.20(約)
同樣的出氣量,只要使用不同空氣狀況,便可把數字變大20%。

三、不同壓力下測試出的實際出風量:
實際出風量(FAD)的數值與參照的空氣狀況有關,同時也與在什么壓力下測試有關。
例如,55 kW的魯茨鼓風機在0.5 barg時測得的實際出風量約為40 m3/min,55 kW的微油螺桿式壓縮機在8barg時測得的實際出風量約為9.1 m3/min,而在13 barg 時測得的實際出風量約為6.8 m3/min。
因而在比較同功率不同品牌壓縮機的實際出風量時,要考慮其測試流量時的壓力。這里沒有嚴格的理論計算公式來換算,但是有一個公認的經驗公式可做參考。
對于噴油螺桿式壓縮機,如果在壓力升高時仍要保持同樣的實際出風量,需要增加轉子的轉速,同時要多消耗6~7%的馬達功率。對于完全無油螺桿式壓縮機,則需要增加約10%的功率消耗。
舉例來說,假定一臺55 kW微油螺桿機A在7 barg下測得實際出風量為9.54 m3/min,另一臺55 kW 微油螺桿機B在8bar下測得實際出風量為9.1 m3/min,究竟是A的效率高還是B的效率高?
根據上面的經驗公式,A要在8 barg下仍保持9.54 m3/min出風量不變,則需增加6%以上的功率消耗,即55 kW×1.06=58.3 kW兩者的比能分別是:
A:58.3kW÷9.54m3/min=6.11kW/(m3/min)
B:55kW÷9.1 m3/min=6.04kW/(m3/min)
(6.11-6.04)÷6.04×100%=1.16%
這就是說B壓縮機的效率高1.16%。

四、空氣壓縮機的馬達功率
空氣壓縮機的效率與壓縮機的實際出風量和馬達所消耗的功率有關。實際出風量會因測試方法和表示方法不同而在數值上有很大差異。在考察壓縮機的馬達功率時同樣有類似的情況。同時,壓縮機的效率還與馬達服務系數,馬達效率等相關。

1、服務系數(Service Factor)
空氣壓縮機的馬達功率指的是馬達的名義馬力或額定功率,但這并不等于馬達實際消耗的功率。對于歐洲和中國國內的廠家,馬達實際動力消耗一般要小于名牌上的額定功率,而美國的制造廠家在習慣上都配用較小的馬達,其服務系數較大如1.25, 而在全負載時, 馬達出力可以超過銘牌的15%, 如標識為100HP的馬達,其實際出力可能超過115HP。這使得“馬達的實際動力消耗一定小于馬達銘牌上的額定功率這一老規則被打破了”。
因此,一般而言,對于同馬力的壓縮機,歐洲品牌的風量數據比美國品牌的風量數據小,原因如上。現在有些歐洲品牌的制造廠家已經開始美國的做法了。
2、特定壓力之軸馬力
人們常用比能(Specific energy)-單位出氣量之動力消耗來衡量壓縮機效率,這里的動力消耗說的是特定壓力之軸馬力,意思是壓縮機出口壓力達到一定壓力點時,壓縮機主軸所消耗之動力。由于不同廠家選定的壓力點不一樣,因而標示的軸馬力值也不一樣。

五、空氣壓縮機的效率
考慮空氣壓縮機的效率要考慮其測試方法,表示狀態、測試壓力點,實際功率消耗等,同時還要考慮馬達效率,因為軸馬力只是馬達的輸出部分,用戶支付電費是按輸入功率計算的,考察壓縮機的效率不能不考慮馬達的效率。
如果不了解每一制造廠在標示壓縮機和選用馬達時所采用的標準,單憑其目錄上的資料來比較其效率,幾乎是毫無意義的。事實上,即使是了解了各制造廠所有的細節,也非常難以比較,因為不同標準之間的關系很難確定。因此,根據目錄上提供的資料所做的比較只能“參考”。

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