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“基于喷油螺杆空压机国际能效限制定值能效等级划分标准的两级压缩性能”文中通过理论计算对于GB 19153-2009 《容积式空气压缩机能效限定值及能效等级》1 级能效的比功率要求倒推出螺杆空压机单级压缩和两级压缩机组所需要的主机绝热效率，并对两级压缩的压比分配和级间冷却效果设计提供可行性的建议和分析。在剔除电机效率损耗、传动效率损失、吸气和排气压降损失后影响螺杆空压机能效（比功率）主要是螺杆主机效率，而影响螺杆主机效率中最最重要的就是绝热效率。
文中有介绍1 级能效螺杆空压机在不同排气压力与机组功率条件下的比功率限定值随着排气压力的提高，比功率限定值有明显的提高能效等级划分标准；而随着机组功率的不断增大，比功率限定值以近乎线性的趋势下降。
图1 1级能效螺杆空压机比功率限定值
图2 给出了4种不同压比工况下，1 级能效螺杆空压机主机所必须具备的绝热效率。
图2 1级能效空压机主机所需绝热效率
可见在对主机绝热效率的要求上，国标对大功率机组也要更为苛刻。然而，随着机组功率的增加，在目前螺杆空压机设计与制造水平下，某些绝热效率要求在单级压缩空压机中几乎“不可能达到” （如某些绝热效率超过95%的机组）。
于是可以采用两级压缩中间冷却的方式进行机组设计，从理论上减小主机能耗，提高绝热效率，以求达到相关比功率限定值，提高能效等级。采用两级压缩中间冷却的方式可以大大降低主机所需绝热效率，从而达到1 级能效的标准。
图3 给出了7bar、8bar、10bar、12.5bar 两级压缩空压机1 级能效主机所需具备的最低绝热效率。
图3 2级空压机主机所需绝热效率
图4 以7bar 与12.5bar 排气压力为例给出了不同功率单级、两级压缩机组中1 级能效主机所需具有的绝热效率。
图4 1 、2级压缩主机所需绝热效率对比
由图4 可以看出，2 级压缩对各排气压力及机组功率下主机均有大幅改善，相同能效下绝热效率需求降低10%~15%，且效果随着压比提高和机组大型化有增大的趋势。更为重要的是，针对已经很高的绝热效率（如在7bar 和12.5bar 大功率机组中），进一步提高效率难度很大，因此采用两级压缩是提高机组能效的最佳方法。
根据国内外关于螺杆空压机性能的实验研究结果，我们不难发现常见主机（7~8bar排气压力机组中） 绝热效率达到85%已有较大难度。综合考虑到国内加工水平的能力，建议在90 kW 以下机组可采用单级压缩，而追求1 级能效的90 kW以上机组则采用2 级压缩，这将有助于提高机组能效，降低成本，提高稳定性。
来源：上善工作室
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