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    永磁变频空压机是否一定节能

    来源:??????2020/3/1 11:08:49??????点击:

    通过对比分析:

    JB/T13345-2017《一体式永磁变频螺杆空气压缩机》、

    JB/T10972-2010《一般用变频喷油螺杆空气压缩机》、

    JB/T6430-2014《一般用喷油螺杆空气压缩机》

    详细阐述了永磁变频螺杆空气压缩机产品的节能效果。

    压缩空气是非常优质的动力源,在石油化工、冶金、矿山、电力、纺织、轻工、医药、电子、建筑、机械制造、交通运输及国防军工等各行业和经济部门中得到了广泛应用,未来市场长期仍将呈现增长态势。

    永磁变频螺杆空压机是否一定节能?


    近年进入了螺杆机飞速发展的时代,质量日趋稳定,能效水平逐步提高,近10 年能效水平提高了近10%。由于产品设计和加工工艺更加成熟,单台螺杆机流量上限已达到近100m3/min,已跨入离心机的市场领域。

    而由于量产水平的提高,在5.5kW以上的小机系列价格下降幅度很大,虽比活塞机价格仍然较高,但差距已经很小,已在很多消费者能够接受的范围,也因此开始逐步替代这一范围的活塞机产品。

    在未来相当长的一段时间螺杆机仍将作为主要的空气压缩机产品,并逐步扩大在市场上的领先优势。国产品牌技术水平已经达到国际先进水平,能效值接近甚至优于国外品牌,价格大幅下降。

    永磁变频螺杆空压机是否一定节能?


    近年来,产品不断创新,出现永磁一体变频、两级压缩、喷水螺杆、无油润滑等新技术、新产品。尤其是永磁变频螺杆空压机在市场上获得了巨大成功,主要原因是其具有明显的节能优势,这从JB/T13345-2017《一体式永磁变频螺杆空气压缩机》对比其它几个相关标准得到印证。

    永磁变频螺杆空压机是否一定节能?


    1、标准主要差异内容解析

    1.1与相关产品的差异

    一体式永磁变频螺杆空气压缩机(以下简称“永磁空压机”)是一般用喷油螺杆空气压缩机(以下简称“螺杆空压机”)和一般用变频喷油螺杆空气压缩机(以下简称“变频空压机”)的特殊形式,其工作原理、主要结构及产品功能等与螺杆空压机和变频螺杆空压机基本一致,只是驱动电动机采用永磁同步电动机。

    永磁变频螺杆空压机是否一定节能?


    由于永磁同步电动机与感应电动机相比,不需要无功励磁电流,可以显著提高功率因数(可达到1),减少了定子电流和定子电阻损耗,而且在稳定运行时没有转子铜耗,进而可以减小风扇(小容量电机甚至可以去掉风扇)和相应的风摩损耗,效率比同规格感应电动机可提高2~8%。

    而且,永磁同步电动机在25~120% 额定负载范围内均可保持较高的效率和功率因数,使轻载运行时节能效果更为显著,因此永磁空压机具有高效节能的效果。

    1.2、与JB/T6430-2014的主要技术差异

    (1)目前国内行业生产的永磁空压机功率范围在2.2~315kW左右,因此JB/T13345-2017的功率范围为2.2~315kW;而螺杆空压机功率范围为2.2~630kW。JB/T13345-2017 功率范围缺少功率630kW 的容积流量、机组输入比功率等技术指标。

    (2)JB/T 13345-2017规定工况下的冷却水量额定排气压力为0.3MPa、0.5MPa 时分别为2.0L/m3、3.0L/m3, 而JB/T6430-2014 统一规定为3.0L/m3,其他排气压力档冷却水量两标准一致。

    (3)由于永磁空压机配有变频器,随着频率的变化,驱动电动机的实际功率也随之变化,导致电机效率变化,因此JB/T13345-2017标准中没有轴功率和比功率技术指标,但是JB/T 13345-2017标准中增加了基准频率、中间频率和低速频率下机组输入比功率指标,且基准频率下机组输入比功率指标明显优于GB19153-2009《容积式空气压缩机能效等级及能效限定值》标准中螺杆空压机的指标。

    永磁变频螺杆空压机是否一定节能?


    基于JB/T 13345-2017标准中功率范围为2.2~315kW,下面我们以市场上最常见的额定排气压力为0.8MPa 风冷固定全罩式的螺杆压缩机为例分别比较永磁空压机(基准频率下)、螺杆空压机机组输入比功率。

    从表1 中的数据可以看出永磁螺杆空压机在驱动电动机功率2.2~45kW时基准频率和中间频率下的机组输入比功率与螺杆空压机2级能效指标一致,由此可见,在电动机功率2.2~45kW时永磁空压机必须为GB19153-2009 标准中的节能产品。

    但是在55~315kW时基准频率和中间频率下的机组输入比功率指标明显增加,处于螺杆空压机2级能效与3级能效之间,甚至在110~315kW中间频率下指标还高于3级能效要求。

    由此可见永磁空压机节能效果随驱动电动机功率增加而显著下降。

    1.3、与JB/T10972-2010的主要技术差异

    (1)JB/T13345-2017标准中按额定排气压力分别为:0.3/0.5/0.7/0.8/1.0/1.25MPa, 给出容积流量、机组输入比功率等指标,而JB/T10972-2010标准则按额定排气压力分别为:0.7/0.8/1.0/1.25MPa 给出容积流量、机组输入比功率等指标,由此可见JB/T 13345-2017标准适用范围更广泛,比JB/T10972-2010标准多出了0.3MPa 和0.5MPa 技术指标。

    (2)永磁空压机标准JB/T13345-2017在基准频率、中间频率下和低速频率下的机组输入比功率等指标见表2,

    永磁变频螺杆空压机是否一定节能?


    由表中数据可以看出均明显优于变频空压机JB/T10972-2010标准中的相关值,在驱动电机功率2.2~45kW 时节能(JB/T10972-2010 标准中的机组输入比功率值减去JB/T13345-2017标准中的机组输入比功率值,除于JB/T10972-2010 标准中的机组输入比功率值)效果非常明显,在9.0 ~ 12.7%之间,在其他功率时节能效果也较好,均优于5% 以上。

    具体节能率详见表3。在低速频率下的机组输入比功率指标两项标准完全一致。

    永磁变频螺杆空压机是否一定节能?


    (3)由于永磁电动机噪声低,因此永磁空压机标准JB/T13345-2017中的噪声声功率指标比螺杆空压机标准JB/T6430-2014 和变频空压机标准JB/T10972-2010中的要求低5~13dB。


    2、结 语

    自永磁变频技术开始应用于螺杆空气压缩机,近几年得到了稳步发展,其节能效果非常明显,近10 年测试的近100台永磁空压机机组输入比功率均达到GB19153-2009《容积式空气压缩机能效限定值及能效等级》标准中1级能效指标要求。

    由于该类产品具有节能、低噪声等特点,该类产品得到突飞猛进的发展。今后空压机产品将向节能减排方向发展,因此,国内企业应该加快转型升级,设计制造出优质的螺杆机产品,努力提高产品的能效水平,才能在激烈的市场竞争中拥有一席之地。

    作者:辛安见,喻志强,鲍洋洋,江新瑜,王宇川,刘玉勇

    来源:合肥通用机械研究院有限公司 《中国设备工程》

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