一种往复式压缩机能效计算系统技术方案

本发明专利技术公开了一种往复式压缩机能效计算系统，包括采集模块，采集往复式压缩机电气数据和状态数据；计算模块，根据式（1）对电气数据计算得出压缩机的输出功率，；根据式（2）对状态数据计算得出压缩机分级功率，；；根据式（3）和式（2）计算得出往复式压缩机各个分级功率总和，然后根据式（4）计算得出往复式压缩机能效值，；式（4）中，CE为能效值，Cp表示总功率，总功率为压缩机各个分级功率总和。与现有技术相比，本方案能够提高能效分析结果的准确性，分析结果的准确性可达到94%以上。到94%以上。

【技术实现步骤摘要】
一种往复式压缩机能效计算系统


[0001]本专利技术涉及一种基于电数字数据处理的能效计算系统，具体涉及一种往复式压缩机能效计算系统。

技术介绍

[0002]压缩机是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，是制冷系统的心脏。往复式压缩机属于一种容积式压缩机，应用范围是比较广的，也有着很多优点。比如热效率高、单位耗电量比较少、操作起来非常的方便、造价也比较低、整个装置系统比较简单。
[0003]在理想状态下，往复式压缩机工作时的做功效率即为额定功率，并不会出现做功损失。然而，在实际使用以及操作过程中，由于现场工况、设备自身状态等多种因素的影响，导致往复式压缩机的实际做功效率往往都是不能达到额定功率，存在一定功率的浪费，因此如何节能降耗成为往复式压缩机使用过程中的比较重要的一大问题。而在研究节能降耗前，又还需要知晓设备当前的能效。
[0004]中国专利文献CN110362844B公开了一种压缩空气系统绝对能效和相对能效的分析方法，旨在提供一种压缩空气系统绝对能效和相对能效的分析方法。对于以单机形式运行的压缩空气系统，在约定气体流量的取值状态下，测定单机运行压缩机的产气量和对应的运行功率；同时，对压缩机运行时的影响因素进行监测；定义压缩机的绝对能效，将随运行时间变化的压缩机绝对能效与前述各影响因素的数值变化曲线绘制在同一个坐标体系中；根据用户方对气体标准状态的定义，结合各影响因素的监测结果修正对压缩机绝对能效的影响，获得对应状态下的压缩机绝对能效数据。本专利技术通过对应状态条件下的绝对能效分析，基于相应的图表形式，可以直观分析不同生产及环境工况条件下，给定单机的实际单耗及其变化规律。
[0005]该现有技术具有以下不足：该现有技术中，在对运行能效进行分析时，需要以等温冷却效应为基准，进而构建出第二类单机相对运行能效模型，因此在分析过程中，参与计算的参数还包括压缩机在等温冷却轴功率对应荷载率下的转化功率，从而使得分析过程复杂化。
[0006]又有中国专利文献CN201965614U公开了一种用于电机驱动的流体输送设备能效计算的建模系统，包括依次连接的算法选择模块、参数表模块、能效计算建模模块和能效计算模型处理模块，还包括与参数表模块相连的数据库，参数表模块包括输入参数表和输出参数表；算法选择模块用于根据流体输送设备特性选择进行能效计算的算法；能效计算建模模块根据选择的能效计算的算法，利用输入参数表的参数进行能效计算建模，从而建立能效计算模型，并将能效计算的结果返回给输出参数表；能效计算模型处理模块采用一个或多个函数将建立的能效计算模型与所述流体输送设备相对应。该系统利用能效计算模型进行计算，提高了能效计算的效率，为流体输送设备能效管理提供了重要手段。
[0007]该现有技术存在以下不足：该现有技术中，虽然不需要在等温冷却轴功率对应荷载率下的转化功率，但是其中公开的能效计算的算法中需要采集较多的参数参与计算，导
致结算结果误差较大，从而影响实时分析结果的准确性。

技术实现思路

[0008]本专利技术为了解决现有技术中空压机功效计算结果误差大的问题，提供了一种往复式压缩机能效计算系统，其中：包括采集模块，采集往复式压缩机电气数据和状态数据；电气数据包括电压、电流和电机效率，状态数据包括入口压力、出口压力、入口温度和入口流量；计算模块，根据式（1）对电气数据进行计算得出所述压缩机的输出功率，；根据式（2）对状态数据进行计算得出压缩机分级功率，；式（1）
‑
（2）中，U为电压，I为电流，为负载功率因数，Me为电机效率；i表示对应的分级，表示每一级功率，Se为入口状态，根据式（3）计算得出，表示第i级入口流量，表示压缩比，压缩比等于第i级的出口压力除以第i级的入口压力，k表示绝热指数；；式（3）中，表示第i级的入口温度；根据式（3）和式（2）计算得出往复式压缩机各个分级功率总和，然后根据式（4）计算得出往复式压缩机能效值，；式（4）中，CE为能效值，Cp表示总功率，总功率为压缩机各个分级功率总和。
[0009]优选地，计算模块计算时，电压U取三相平衡时的电压平均值，电流I取三相平衡时的电流平均值。本方案中，平均值的选取进一步提高了计算结果的准确性。
[0010]优选地，计算模块中预存有绝热指数表，当往复式压缩机内气体为单一气体时，根据已知气体成分从绝热指示表中读取出对应的绝热指数后进行计算。考虑到对于单一气体来说，其绝热指数是固定不变的，因此本方案中在往复式压缩机气体为单一气体时，采用直接读取的方式进行计算，从而取消了计算的步骤，能够更快得到计算结果，提高了计算效率。
[0011]优选地，当往复式压缩机内气体为混合气体时，计算混合气体绝热指数时，根据气体中包含的不同气体的体积分率与对应的绝热指数计算，其中绝热指数取出入口平均温度330K对应的数值。考虑到在通常情况下，往复式压缩机内的气体多为混合气体，因此本方案中，根据气体中包含的不同气体的体积分率与对应的绝热指数计算，操作简单。
[0012]本专利技术具有以下有益效果：
1、与现有技术相比，本方案中，在计算往复式压缩机能耗时，由电压、电流和电机效率计算得出电机输出功率，由入口压力、出口压力、入口温度和入口流量得出往复式压缩机实际功率，然后通过各个分级功率总和与电机输出功率的比值得出往复式压缩机的能效值，通过更少的参数以及更少的计算步骤得到往复式压缩机的能效，一方面简化了计算过程，能够提高计算效率，从而能够提高分析效率，另一方面，虽然简化了计算过程，但是经验证，利用本方案中的计算方法计算得到的结果准确性能够达到94%以上，即本方案在简化了计算过程的同时也能够提高计算结果的准确性。
[0013]再有，考虑到在计算过程中，参与计算的参数的精确度会影响计算结果的准确性，而且参与计算的参数越多，累积后对计算结果的准确性也会所有影响，因此为了提高计算结果的准确性，通常采用的一种解决方式就是减少各个参数的误差。然而在参数的实际测量过程中，就算采用精度极高的采集装置，依旧会存在误差，也就意味着参数的误差是必然存在的，而且精度极高的采集装置所需的成本也会随之提高，而在本方案中，则是减少了参与到计算中参数的数量，因此计算过程中积累的误差也就降低了，于是最终得出的计算结果的准确性也就能够提高，在前端也无需采用精度极高的采集装置，只需要采用满足普遍精度要求的采集装置即可，还能够减少成本。
[0014]2、考虑到实际使用过程中，往复式压缩机内的气体可能为单一气体，也能够为混合气体，因此在计算过程中，气体的绝热指数就需要根据实际情况进行不同的计算，本专利技术中，在往复式压缩机气体为单一气体时，采用直接读取的方式进行计算，从而取消了计算的步骤，能够更快得到计算结果，提高了计算效率，在往复式压缩机内的气体为混合气体时，根据气体中包含的不同气体的体积分率与对应的绝热指数计算，操作简单。
具体实施方式
[0015]下面通过具体实施方式进一步详细说明：1、定义：出口压力以及入口压力的单位均为。
[0016]2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种往复式压缩机能效计算系统，其特征在于：包括采集模块，采集往复式压缩机电气数据和状态数据；所述电气数据包括电压、电流和电机效率，所述状态数据包括入口压力、出口压力、入口温度和入口流量；计算模块，根据式（1）对电气数据进行计算得出所述压缩机的输出功率，；根据式（2）对状态数据进行计算得出所述压缩机分级功率，；式（1）
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（2）中，U为电压，I为电流，为负载功率因数，Me为电机效率；i表示对应的分级，表示每一级功率，Se为入口状态，根据式（3）计算得出，表示第i级入口流量，表示压缩比，等于第i级的出口压力除以第i级的入口压力，k表示绝热指数；；式（3）中，表示第i级的入口温度；根据式（3）和式（2）计算得出往复式压缩机各个分级功率总和，然后根据式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞旺，孙洪利，胡炜，
申请(专利权)人：沃德传动天津股份有限公司，
类型：发明
国别省市：