GB19153-2019《容积式空气压缩机限值及能效等级》解读

2022-05-07

我国是一个能源不丰富的国家，因此在生产生活中一直非常重视能源效率，出台了一系列法律法规和国家标准。

占工业用电量9%的空压机，2003年颁布了《容积式空压机限值​​及能效等级》国家标准，2009年第二版升级——2009年2019年再次升级的版本发布——2019版，将于2020年7月1日（今年）实施。

2019 版相比 2009 版有很多变化。例如，详细规定了标准的适用范围，调整了部分条款，增加了变速压缩机的能效评价，提高了部分产品的能效指标。

以下是对几个重要变化的解读。

1、统一通用喷油回转式空压机的能效等级

新标准将通用喷油螺杆、喷油涡旋、喷油滑块平板空压机统一为通用喷油回转式压缩机，部分产品的能效水平有所提升以 2009 版为基础。

2、对滥用机动服务系数的约束

2009版标准的能效评价是以驱动电机的输入额定功率为标准的，但对驱动电机的输入功率没有严格规定，因此存在大量空气压缩机电机实际上是超标电机（服务系数）。对此， 2009并没有做出严格的规定。

新标准 2019 对此有要求。新标准中，旋转式空压机的单位功率测试值应小于驱动电机额定功率一档。

新标准中“单位功率”的定义是“空压机机组完成压缩空气输出所需的总输入功率”。

新标准的这个定义很重要，即评价标准是按单位功率而不是电机的额定功率来选择的。例如75kW电机采用风冷式空压机，使用系数1.2，考虑输入功率，电机效率已超过90kW，风扇电机功率超过90kW 根据新标准，应该以90kW来评估，而不是之前的75kW。

同时，在新的标准条目中6.5.2：

Pc=evc qv,corr ，其中Pc为单位功率，evc为功率比，qv，corr为气体体积

给出了单位功率的校验方法。 75kW空压机8bar风量15m³/min，声称比功率6.3kW/m³/min，能效为一级，则机组总功率为15 *6.3=94.5kW，按90kW评价，则能效等级为2级。

3、扩大了旋转式压缩机的范围

增加了0.3Mpa和0.5Mpa能效等级值。

4、增加了变速旋转式空压机（也就是目前常见的变频）

变速能效等级的提高是新标准的重要变化之一。

变频压缩机通常被称为变速压缩机。由于变速的原因，不同的速度所需的功耗是不同的。评价最大风量的能效值是不合理的。下图中的两台机器。在最大风量时，红色明显占主导地位。

但对于变速压缩机，大部分时间它以 60~80% 的负载运行。 -2019采用加权评价法。用这种方法使用上一段中的蓝机是有好处的。

-2019对于变速空压机，还增加了0.3MPa和0.5MPa的考核指标。考虑到变速压缩机逆变器的能耗和低负载时能效低，在相同功率和等级下，变速比定速高3~5%的能效评价值。

对于变速压缩机，压力可在允许范围内任意设定。有些厂家的变速压缩机不区分7/8/10bar的压力范围，那么如何做能效评价呢？ 能效评价可选择标准中的一定压力。

5、增加了机组比功率、机组等熵效率、输电效率之间的换算（附录A）

虽然这部分是一个附录，但它增加了电力传输效率是一个重要的概念。输电效率在团体标准T/-2018《压缩空气站能效分级指南》中发挥了主导作用。

比功率体现方便，输电效率体现学术性。

功率传输效率的定义是压缩空气的外部工作功率与产生压缩空气所需的功率之比，即火用效率。输电效率反映的是能源利用的效率，而不是考虑不同压力下的不同数值。

例如比功率6.0kw/m³/min，7bar下的功率传输效率为57.8%，比功率6.2kw/m³/min 功率传输8bar 时的效率为 59.1%。那么后者的能效更高，动力传递效率统一变频器能耗管理，所以空压机的能量利用效率也可以在不同压力下进行比较。

这里有一个问题需要思考：一般喷油螺杆空压机的动力传递效率在60%左右，因此有近40%的能量被浪费掉了。理论计算得出7bar压缩空气等温压缩与一般喷油螺杆的理论功耗相差10%左右。即使采用最新的喷水螺杆压缩机，排气温升也只有25℃，非常接近等温压缩，7bar的动力传输效率也只有57%。

另外，从标准中相同压力的能效来看，机器越小，能效越差，即动力传递效率越低。 ，是由于压缩效率的差异吗？显然不是，这主要是不同的损失造成的。看来提高能效的主要途径是如何减少摩擦、泄漏、压降等诸多损失。

New -2019体现了空压机能效的最新理念，也体现了能效的发展方向。