從能效限定值了解螺桿空壓機(jī)不同能效等級(jí)的意義

談?wù)摽諌簷C(jī)都離不開(kāi)三大性能參數(shù)（壓力、流量（排氣量）、功率）的表現(xiàn)。由于空壓機(jī)是耗能大戶(hù)，且其廣泛使用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，空壓機(jī)的降耗增效意義非常重大，得到了業(yè)內(nèi)及客戶(hù)一致認(rèn)可。本文主要從噴油螺桿空壓機(jī)在GB 19153-2019《容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》能效限定值去了解空壓機(jī)節(jié)能的意義。

2020年，質(zhì)監(jiān)局對(duì)空壓機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)管力度加強(qiáng)，在監(jiān)管要求有（見(jiàn)表1）：

①市場(chǎng)準(zhǔn)入制度：能效標(biāo)識(shí)；

②其危害程度：嚴(yán)重；

③監(jiān)督抽檢合格率：低；

風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)：Ⅱ級(jí)。

2020年空壓機(jī)抽檢情況堪憂(yōu)，不合格率高達(dá)22.4%，意味著5臺(tái)就有1臺(tái)中標(biāo)。不合格項(xiàng)目為：“機(jī)組輸入比功率，能效標(biāo)識(shí)”。（見(jiàn)表2）

國(guó)標(biāo)GB19153-2009《容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》已施行10年。據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，容積式空氣壓縮機(jī)共分為三個(gè)符合性等級(jí)，即一、二、三級(jí)能效。其中，一級(jí)能效為最高能效等級(jí)，即最節(jié)能；二級(jí)能效為節(jié)能級(jí)，三級(jí)能效為市場(chǎng)準(zhǔn)入級(jí)，低于三級(jí)能效不得生產(chǎn)和銷(xiāo)售。

容積式空氣壓縮機(jī)特別是市場(chǎng)上量最大的螺桿空壓機(jī)，一級(jí)能效成為各個(gè)品牌爭(zhēng)奪的目標(biāo)，就像奧運(yùn)會(huì)爭(zhēng)取金牌一樣。因此可見(jiàn)，螺桿空壓機(jī)能效限定值及能效等級(jí)是空壓系統(tǒng)設(shè)備相關(guān)人員（買(mǎi)方和賣(mài)方）最關(guān)注的指標(biāo)之一。

1.首先，我們先了解標(biāo)準(zhǔn)前幾個(gè)字母的含義：

GB是強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，必須時(shí)時(shí)刻刻執(zhí)行和被監(jiān)管， 不符合強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，禁止生產(chǎn)、 銷(xiāo)售和進(jìn)口。（見(jiàn)圖1左）

GB/T 是推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（T-推薦）推薦性國(guó)標(biāo)是指生產(chǎn)、交換、使用等方面，通過(guò)經(jīng)濟(jì)手段或市場(chǎng)調(diào)節(jié)而自愿采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如果納入合同，具有法律上的約束性。（見(jiàn)圖1中）

JB/T是機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；（T－推薦），一旦納入合同，也具有法律效力。（見(jiàn)圖1右）

GB 19153-2019 《容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及市場(chǎng)需求，在2009版基礎(chǔ)上進(jìn)行修訂，于2020年7月1日?qǐng)?zhí)行。

2.我們從該標(biāo)準(zhǔn)的名稱(chēng)可以知道，其主要有兩個(gè)方面規(guī)定：

①“能效限定值”是指在規(guī)定工況下，空壓機(jī)組所允許的最大“機(jī)組輸入比功率”值不大于3級(jí)的規(guī)定，低于三級(jí)能效限定值的產(chǎn)品屬于國(guó)家明令淘汰的產(chǎn)品。在標(biāo)準(zhǔn)中屬于強(qiáng)制性條款，是市場(chǎng)準(zhǔn)入指標(biāo)，等同于技術(shù)法規(guī)。限定值是以具體數(shù)量的方式體現(xiàn)，在空壓機(jī)中以機(jī)組比功率值體現(xiàn)。（見(jiàn)表3）

②“能效等級(jí)”是對(duì)同類(lèi)產(chǎn)品能效范圍內(nèi)劃分出的若干個(gè)效率等級(jí)。是國(guó)家實(shí)施能效標(biāo)識(shí)制度的依據(jù)，是引導(dǎo)消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)節(jié)能型產(chǎn)品的直觀參考標(biāo)準(zhǔn)?？諌簷C(jī)能效等級(jí)分為3級(jí)，其中1級(jí)能效最高，3級(jí)能效最低。空壓機(jī)節(jié)能評(píng)價(jià)值不大于2級(jí)規(guī)定。

3.2019版標(biāo)準(zhǔn)有哪些變化？

GB 19153—2009《容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》從2009-12-01實(shí)施，所有中國(guó)市場(chǎng)上銷(xiāo)售的容積式空氣壓縮機(jī)產(chǎn)品必須達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的能效等級(jí)要求，備案能效等級(jí)并粘貼能效標(biāo)識(shí)。共計(jì)有17488條能效等級(jí)備案信息（含新備案、變更、擴(kuò)展）。在十年的標(biāo)準(zhǔn)貫徹過(guò)程中，越來(lái)越多的的品牌加人執(zhí)行并提高。

GB 19153—2019《容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》相比十年前的標(biāo)準(zhǔn)，做了4大改進(jìn)：

①調(diào)整了適用范圍：增加了0.3MPa和0.5MPa能效限定值及能效等級(jí)

②提高了部分產(chǎn)品的能效指標(biāo)：

比如37kW/0.7MPa/風(fēng)冷/1級(jí)比功率值由6.8提升到6.2，提升了8.8%。

比如37kW/0.7MPa/風(fēng)冷/3級(jí)比功率值(能效限定值）由8.3提升到7.4，提升了10.8%。

③增加了變速?lài)娪突剞D(zhuǎn)壓縮機(jī)的能效評(píng)價(jià)：

變速?lài)娪突剞D(zhuǎn)壓縮機(jī)除了有限定值外，還有比功率計(jì)算方法。

同樣為1級(jí)能效22kW/0.7MPa螺桿空壓機(jī)，工頻為6.4，變頻限定值7.8，相差22%。

④增加機(jī)組比功率與機(jī)組等焓效率，輸功效率的計(jì)算。

a)空氣壓縮機(jī)機(jī)組比功率（SER）計(jì)算增加吸氣溫度修正系數(shù)：

evc(kW/(m3/min))=K14*Pcorr/qv.corr  公式(1)

組比功率吸氣溫度修正系數(shù)：

K14=  Tk/293.2                    公式(2)

從標(biāo)準(zhǔn)公式描述，可以看見(jiàn):空壓機(jī)的機(jī)組吸氣溫度Tk，機(jī)組功率Pcorr和容積流量qv.corr是決定機(jī)組比功率大還是小的主要因數(shù)。其中Tk主要是進(jìn)氣溫度影響；qv.corr主要由環(huán)境溫度，進(jìn)氣壓力，相對(duì)濕度影響；Pcorr則跟電機(jī)效率、螺桿主機(jī)效率、傳動(dòng)效率、壓降損失及電箱有關(guān)。

通常我們可以從空壓機(jī)主機(jī)效率曲線圖看出，在使用該主機(jī)時(shí)是否節(jié)能。如果不在主機(jī)的最佳轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)，空壓機(jī)是不可能節(jié)能的。（見(jiàn)圖7）

b)機(jī)組比功率與等熵效率的計(jì)算。

空氣壓縮機(jī)機(jī)組等熵效率是按絕熱壓縮來(lái)計(jì)算的，干式無(wú)油空壓機(jī)可以適用這個(gè)公式。下面我們可以看看絕熱壓縮計(jì)算公式。

空氣壓縮機(jī)絕熱壓縮主機(jī)軸比功率計(jì)算公式：

從而導(dǎo)出空氣壓縮機(jī)機(jī)組等熵效率ηisen即為其主機(jī)軸絕熱功率Pad與機(jī)組功率P機(jī)組的比值。主要衡量空壓機(jī)主機(jī)的效率。

從其主機(jī)軸絕熱功率Pad公式可以看出，空壓機(jī)主機(jī)軸功率P軸與絕熱效率ηad有關(guān)，在以后的文章中會(huì)專(zhuān)門(mén)講解絕熱效率。

從等熵效率計(jì)算值來(lái)看，兩級(jí)壓縮確實(shí)要比單級(jí)壓縮效率高。（見(jiàn)表7）

但是噴油螺桿空壓機(jī)既不是等溫壓縮，也不是絕熱壓縮，由于有油參與，多變壓縮才是實(shí)際壓縮過(guò)程。因此，只能作為主機(jī)參考和比較，不能拿來(lái)作為整機(jī)效率評(píng)定。

c)機(jī)組比功率與輸功效率計(jì)算

空壓機(jī)輸功效率ηwc為空壓機(jī)輸出壓縮空氣中具有的有效能與其產(chǎn)生壓縮空氣所消耗的電能的比值。這個(gè)在《壓縮空氣站能效分級(jí)指南》中就非常有用。

1.從表8中可以看出，標(biāo)準(zhǔn)在規(guī)定能效限定值及能效等級(jí)中，壓力越高，比功率值和能效限定值越大；功率越高，比功率值和能效限定值越小。

2.表9可看出：能效等級(jí)越高，要求機(jī)組比功率值越低！液冷比風(fēng)冷機(jī)組比功率值和能效限定值低。

3.同功率同壓力情況下，在各級(jí)能效等級(jí)中，變頻比工頻的機(jī)組比功率值高。（見(jiàn)表10）

4.如果2009版達(dá)到1級(jí)能效，螺桿空壓機(jī)就不做改變，在2019版只能達(dá)到2級(jí)能效了。（見(jiàn)表11）

5.如果2009版達(dá)到2級(jí)能效，螺桿空壓機(jī)就不做改變，在2019版只能達(dá)到3級(jí)能效了。（見(jiàn)表12）

6.如果按2009版?zhèn)浒纲Y料中超1級(jí)能效，兩級(jí)壓縮螺桿空壓機(jī)就不做改變，在2019版只能剛剛達(dá)到1級(jí)能效了。（見(jiàn)表13）：

能效標(biāo)識(shí)是中國(guó)節(jié)能減排官方行動(dòng)。

1.標(biāo)識(shí)為藍(lán)白背景的彩色標(biāo)識(shí)，長(zhǎng)度最小為80mm，寬度最小為54mm。

2.標(biāo)識(shí)名稱(chēng)為：中國(guó)能效標(biāo)識(shí)（英文名稱(chēng)為CHINA ENERGY LABEL）,包括以下內(nèi)容：

（1）生產(chǎn)者名稱(chēng)（或簡(jiǎn)稱(chēng)）；

（2）產(chǎn)品型號(hào)規(guī)格；

（3）能源效率等級(jí)；

（4）機(jī)組輸入比功率[kW/(m3/min)]；

（5）依據(jù)的能源效率國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)。

3.按GB19153-2019的規(guī)定：空氣壓縮機(jī)能效限定值應(yīng)不大于3級(jí)（即入市標(biāo)準(zhǔn)），2級(jí)和1級(jí)為節(jié)能。（見(jiàn)圖9）

4.能效標(biāo)識(shí)必須粘貼在機(jī)器上（見(jiàn)圖10）。

5.統(tǒng)一網(wǎng)上備案可查

①生產(chǎn)者或進(jìn)口商應(yīng)當(dāng)按產(chǎn)品型號(hào)規(guī)格逐一備案。型號(hào)規(guī)格不同但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定功率和額定排氣壓力相同，機(jī)組輸入比功率一致的產(chǎn)品在備案時(shí)可不再提交檢測(cè)報(bào)告。

②生產(chǎn)者或進(jìn)口商應(yīng)當(dāng)自使用標(biāo)識(shí)之日起30日內(nèi)完成備案，通過(guò)信函等方式提交《容積式空氣壓縮機(jī)能源效率標(biāo)識(shí)備案表》以及《辦法》所規(guī)定的相關(guān)備案材料，并同時(shí)在“中國(guó)能效標(biāo)識(shí)網(wǎng)”(www.energylabel.gov.cn)上填寫(xiě)相關(guān)備案信息。

③備案材料應(yīng)完備、真實(shí)。

④產(chǎn)品備案信息發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)向授權(quán)機(jī)構(gòu)重新備案。

6.產(chǎn)品能效等級(jí)應(yīng)通過(guò)官方實(shí)驗(yàn)室或已通過(guò)官方認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。

7.樣本、合同、網(wǎng)上備案、機(jī)器銘牌和標(biāo)識(shí)必須統(tǒng)一。

夠用就好，無(wú)需一定追求1級(jí)能效

深入了解“噴油螺桿空壓機(jī)能效限定值分析”不僅可以讓我們更好地為客戶(hù)提供服務(wù)，同時(shí)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占得先機(jī)。學(xué)習(xí)理論，領(lǐng)先同行！