进气温度每升高 10 摄氏度,自由空气排气量大约下降 3%~4%,同时排气温度上升、油品寿命缩短。机房通风做不好,等于花同样的电费买到更少的气。
进气温度每升高 10 摄氏度,自由空气排气量大约下降 3%~4%,同时排气温度上升、油品寿命缩短。机房通风做不好,等于花同样的电费买到更少的气。
空压机按体积吸气,吸进去的是多大体积就压缩多大体积,但温度升高后空气密度下降,同样体积里装的空气质量变少。排气量按自由空气口径折算时反映的是质量等价体积,因此进气温度上升,产出的自由空气量随之下降。
按理想气体关系,自由空气排气量近似与进气绝对温度成反比。进气从 20 摄氏度升到 40 摄氏度,绝对温度从 293 K 升到 313 K,理论气量下降约 6.4%。考虑实际机器的泄漏与冷却损失,现场测到 5%~8% 的下降属于正常范围。
同一规律也解释了为什么早晚与中午的供气能力不同。夜间进气凉爽时压力更容易维持,午后气温上来后同样的末端用气就需要机组更长时间加载,操作人员常误以为是机器变旧了,其实多半是进气温度在作怪。
算法:气量修正系数 = 293 ÷ 进气绝对温度;进气 40 摄氏度时约为 0.936,即下降约 6.4%
风冷机组把压缩热通过散热器排到机房里,若机房换气不足,室温会逐步抬升,形成越热越少气、越少气越要多开的恶性循环。一般要求机房每小时换气次数不低于 15 次,进风口与排风口要分置两侧形成穿堂风。
夏季是问题高发期。室外 35 摄氏度的空气经过机房内多台机组加热后可能达到 45 摄氏度以上,此时气量损失接近一成。把进风口做遮阳、加装导风管直接从室外引风,往往比换更大机组更省钱。
| 进气温度 | 相对气量 | 对运行的影响 |
|---|---|---|
| 20 摄氏度 | 100% | 设计基准 |
| 30 摄氏度 | 约 97% | 基本可接受 |
| 40 摄氏度 | 约 94% | 气量明显下降 |
| 45 摄氏度 | 约 91% | 高温报警风险上升 |
第一优先是保证机房通风量,核算进排风面积与风机能力,把热风直接排到室外而不是循环回室内。第二优先是进气管尽量短、直、避热,从阴凉侧取风,必要时做保温或遮阳。第三才是给机组加装独立送风装置。
水冷机组在高温季节更有优势,因为压缩热由冷却水带走,机房温升很小,但需要配套冷却塔或冷冻水系统,投资和水处理成本更高。场地允许时,把热量挪出机房往往比单纯加大装机更划算。
按机房最热季节的预期进气温度做选型,而不是按铭牌标准工况。若夏季进气可能到 40 摄氏度,应在需求气量上再乘以 1.05~1.07 的温度修正,避免一到夏天就出现压力不足。
也可以把机房设计成进风温度可控的形式,例如加大进风面积或做蒸发降温,把进气温度控制在 35 摄氏度以内。改善之后再核对气量,通常比直接加大一号机组的投入要低。
例如把进风口从车间一侧改到北侧阴凉处,或在进风段加一层蒸发湿帘,单台改造的材料费用不高,一个夏季省下的电费往往就能收回成本,是性价比最高的做法。