本發(fā)明涉及船用機(jī)械設(shè)備，屬于空壓機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種船用中壓空壓機(jī)能效等級(jí)分級(jí)方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、船用空壓機(jī)是專門設(shè)計(jì)用于船舶和海上平臺(tái)的空氣壓縮設(shè)備，它們具有高可靠性、耐用性和抗腐蝕性，能夠在海洋環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，船用空壓機(jī)可按排氣壓力可分為低壓、中壓、高壓空壓機(jī)與超高壓空壓機(jī)，這幾個(gè)等級(jí)的劃分幫助船舶在不同的系統(tǒng)和應(yīng)用中選擇合適的空壓機(jī)，以確保設(shè)備的高效和可靠運(yùn)行。

2、申請(qǐng)?zhí)枮閏n202110639650.0，申請(qǐng)日為2021年06月08號(hào)的中國(guó)專利申請(qǐng)，公開了一種空壓機(jī)實(shí)測(cè)實(shí)標(biāo)系統(tǒng)及方法，包括：采集單元，用于對(duì)空壓機(jī)的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；運(yùn)算控制單元，用于根據(jù)空壓機(jī)額定壓力值與采集單元實(shí)際檢測(cè)值進(jìn)行對(duì)比，構(gòu)成控制量并輸出控制量的模擬信號(hào)，通過所述模擬信號(hào)對(duì)空壓機(jī)出口管路上的電動(dòng)比例閥出氣量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使空壓機(jī)持續(xù)穩(wěn)定在額定壓力負(fù)荷運(yùn)行工況，在額定壓力負(fù)荷運(yùn)行工況下，實(shí)時(shí)檢測(cè)空壓機(jī)實(shí)時(shí)流量與機(jī)組功率，從而計(jì)算出空壓機(jī)的機(jī)組比功率進(jìn)行能效等級(jí)標(biāo)定；輸出單元，用于根據(jù)運(yùn)算控制單元計(jì)算能效結(jié)果生成實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)二維碼，并進(jìn)行顯示與標(biāo)貼，該發(fā)明使每臺(tái)空壓機(jī)在出廠前都能進(jìn)行真實(shí)有效的能效檢測(cè)，實(shí)時(shí)檢測(cè)，易實(shí)施，且省時(shí)省力，但該技術(shù)存在以下缺陷：

3、在上述對(duì)比文件中，通過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)容積式空氣壓縮機(jī)能效限定值及能效等級(jí)中的能效等級(jí)分級(jí)表能對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行能效等級(jí)分級(jí)，用于挑選合適能效等級(jí)的空壓機(jī)，但該能效等級(jí)分級(jí)表只能為低壓空壓機(jī)進(jìn)行能效等級(jí)分級(jí)，無法適用于中壓空壓機(jī)，因此，中壓空壓機(jī)沒有用于參考的能效等級(jí)分級(jí)表，無法對(duì)中壓空壓進(jìn)行進(jìn)行能效等級(jí)分級(jí)。

4、公開該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本技術(shù)的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在沒有為中壓空壓機(jī)進(jìn)行能效等級(jí)分級(jí)的問題，提供一種船用中壓空壓機(jī)能效等級(jí)分級(jí)方法為中壓空壓機(jī)進(jìn)行能效等級(jí)分級(jí)。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種船用中壓空壓機(jī)能效等級(jí)分級(jí)方法，所述方法包括以下步驟：

3、s1、建立標(biāo)準(zhǔn)中壓空壓機(jī)能效計(jì)算模型用于計(jì)算中壓空壓機(jī)的比功率，能效計(jì)算模型輸入功率與容積流量，輸出比功率；

4、s2、先通過測(cè)量工具測(cè)得額定工況下典型中壓空壓機(jī)的功率與容積流量平均值，再采用能效計(jì)算模型計(jì)算額定比功率；

5、s3、先通過測(cè)量工具測(cè)得額定工況下典型中壓空壓機(jī)的功率與容積流量最大值，再通過能效計(jì)算模型計(jì)算最小比功率，并將其作為比功率限定

6、s4、將得到的典型中壓空壓機(jī)比功率限定值作為依據(jù)，用以制定中壓空壓機(jī)能效等級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；

7、s5、先按s2的步驟計(jì)算目標(biāo)中壓空壓機(jī)的額定比功率，再將其代入到中壓空壓機(jī)能效等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，隨后將其與典型中壓空壓機(jī)比功率限定值進(jìn)行比較得到目標(biāo)中壓空壓機(jī)的能效等級(jí)。

8、所述步驟1中，所述能效計(jì)算模型為：

9、e＝p/q；

10、p＝1.732×u×i×cos∮×η；

11、

12、式中：e為比功率；p為功率；q為容積流量；u為電壓；i為電流；cos∮為電機(jī)功率因子；η為電機(jī)效率；v為空氣瓶容積與管道容積之和；t為充氣時(shí)間；px1為一級(jí)吸氣壓力；tx1為一級(jí)吸氣溫度；pk1為充氣開始時(shí)儲(chǔ)氣罐氣體壓力；tk1為充氣開始時(shí)儲(chǔ)氣罐氣體溫度；pk2為充氣結(jié)束時(shí)儲(chǔ)氣罐氣體壓力；tk2為充氣結(jié)束時(shí)儲(chǔ)氣罐氣體溫度。

13、所述步驟s2中的，所述典型中壓空壓機(jī)的額定比功率依據(jù)下述步驟獲得：

14、第一步：通過閥門調(diào)節(jié)將典型中壓空壓機(jī)調(diào)試到額定工況，并使其運(yùn)行；

15、第二步：先通過電壓表與電流表測(cè)量典型中壓空壓機(jī)上電動(dòng)機(jī)處的對(duì)應(yīng)電壓u與電流i，再根據(jù)測(cè)量出的電壓u與電流i計(jì)算出對(duì)應(yīng)的功率p；

16、第三步：先通過壓力傳感器與溫度傳感器測(cè)量充氣開始時(shí)儲(chǔ)氣瓶上對(duì)應(yīng)的氣體溫度tk1與氣體壓力pk1以及充氣結(jié)束時(shí)儲(chǔ)氣瓶上對(duì)應(yīng)的氣體溫度tk2與氣體壓力pk2，再根據(jù)測(cè)量出的氣體溫度與氣體壓力計(jì)算出充氣過程中對(duì)應(yīng)的容積流量平均值；

17、第四步：根據(jù)第二步與第三步中得到的功率p與容積流量q計(jì)算得到典型中壓空壓機(jī)的額定比功率e。

18、所述典型中壓空壓機(jī)的容積流量根據(jù)設(shè)置在典型中壓空壓機(jī)排氣管道上的流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量；

19、所述步驟s3中的，所述典型中壓空壓機(jī)的比功率限定值依據(jù)下述步驟獲得：

20、第一步：通過閥門調(diào)節(jié)將典型中壓空壓機(jī)調(diào)試到額定工況，并使其運(yùn)行；

21、第二步：先通過電壓表與電流表測(cè)量典型中壓空壓機(jī)上電動(dòng)機(jī)處的對(duì)應(yīng)電壓u與電流i，再根據(jù)測(cè)量出的電壓u與電流i計(jì)算出對(duì)應(yīng)的功率p；

22、第三步：在典型中壓空壓機(jī)往對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)充氣的過程中，通過設(shè)置在排氣管道上的流量計(jì)不間斷測(cè)量充氣過程中每個(gè)時(shí)刻的容積流量q，并進(jìn)行記錄，然后比對(duì)所有時(shí)刻對(duì)應(yīng)的容積流量q的大小，選擇其中的最大值作為容積流量最大值q；

23、第四步：根據(jù)第二步與第三步測(cè)量得到的功率p與容積流量最大值q計(jì)算得到最小比功率作為典型中壓空壓機(jī)的比功率限定值e1。

24、所述步驟s4中的，所述中壓空壓機(jī)能效等級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是指：

25、根據(jù)計(jì)算出的典型中壓空壓機(jī)比功率限定值制定三個(gè)能效等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，用于為中壓空壓機(jī)進(jìn)行能效等級(jí)分級(jí)，三個(gè)能效等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分別為：

26、一級(jí)能效：e≤e1；

27、二級(jí)能效：e1＜e≤1.1e1；

28、三級(jí)能效：1.1e1≤e；

29、式中：e1為比功率限定值。

30、所述步驟s5中的，所述目標(biāo)中壓空壓機(jī)的能效等級(jí)依據(jù)下述步驟獲得:

31、先將得到的目標(biāo)中壓空壓機(jī)額定比功率代入到三個(gè)不同的能效等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，再根據(jù)典型中壓空壓機(jī)比功率限定值與目標(biāo)中壓空壓機(jī)額定比功率之間的大小關(guān)系確定目標(biāo)中壓空壓機(jī)額定比功率屬于的能效等級(jí)，最后將該能效等級(jí)作為目標(biāo)中壓空壓機(jī)的能效等級(jí)。

32、在目標(biāo)中壓空壓機(jī)完成能效等級(jí)分級(jí)后，讓目標(biāo)中壓空壓機(jī)在船舶現(xiàn)場(chǎng)條件下運(yùn)行，并計(jì)算其運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)比功率，隨后將得到的目標(biāo)中壓空壓機(jī)實(shí)時(shí)比功率與額定比功率進(jìn)行對(duì)比；

33、根據(jù)不同的比對(duì)結(jié)果能將目標(biāo)中壓空壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)分為額定工況下運(yùn)行與偏離額定工況下運(yùn)行；

34、目標(biāo)中壓空壓機(jī)額定工況下運(yùn)行，目標(biāo)中壓空壓機(jī)實(shí)時(shí)比功率與額定比功率的對(duì)比結(jié)果為：實(shí)時(shí)比功率等于額定比功率；

35、目標(biāo)中壓空壓機(jī)偏離額定工況下運(yùn)行，目標(biāo)中壓空壓機(jī)實(shí)時(shí)比功率與額定比功率的對(duì)比結(jié)果為三種，三種比對(duì)結(jié)果分別為：

36、第一種：實(shí)時(shí)比功率小于額定比功率，且實(shí)時(shí)容積流量與功率都在標(biāo)準(zhǔn)要求的公差范圍內(nèi)；

37、第二種：實(shí)時(shí)比功率大于額定比功率，且實(shí)時(shí)容積流量與功率都在標(biāo)準(zhǔn)要求的公差范圍內(nèi)；

38、第三種：實(shí)時(shí)比功率大于額定比功率，且實(shí)時(shí)容積流量與功率都超出標(biāo)準(zhǔn)要求的公差范圍。

39、所述目標(biāo)中壓空壓機(jī)實(shí)時(shí)比功率依據(jù)以下步驟得到：

40、第一步：先通過電壓表與電流表測(cè)量船舶現(xiàn)場(chǎng)條件下目標(biāo)中壓空壓機(jī)上電動(dòng)機(jī)處的對(duì)應(yīng)電壓u與電流i，再根據(jù)測(cè)量出的電壓u與電流i計(jì)算出對(duì)應(yīng)的實(shí)時(shí)功率p；

41、第二步：先通過壓力傳感器與溫度傳感器測(cè)量充氣開始時(shí)儲(chǔ)氣瓶上對(duì)應(yīng)的氣體溫度tk1與氣體壓力pk1以及充氣結(jié)束時(shí)儲(chǔ)氣瓶上對(duì)應(yīng)的氣體溫度tk2與氣體壓力pk2，再根據(jù)測(cè)量出的氣體溫度與氣體壓力計(jì)算出充氣過程中對(duì)應(yīng)的容積流量平均值q；

42、第三步：根據(jù)第一步與第二步中得到的功率p與容積流量平均值q計(jì)算得到目標(biāo)中壓空壓機(jī)的實(shí)時(shí)比功率e。

43、若目標(biāo)中壓空壓機(jī)實(shí)時(shí)容積流量與額定容積流量、實(shí)時(shí)功率與額定功率不一致，則能確定目標(biāo)中壓空壓機(jī)偏離額定工況下運(yùn)行，但若實(shí)時(shí)容積流量與功率都在標(biāo)準(zhǔn)要求的公差范圍內(nèi)，則判定目標(biāo)中壓空壓機(jī)工作狀態(tài)正常，處于合理的公差范圍內(nèi)。

44、若目標(biāo)中壓空壓機(jī)實(shí)時(shí)容積流量與額定容積流量、實(shí)時(shí)功率與額定功率不一致，則能確定目標(biāo)中壓空壓機(jī)偏離額定工況下運(yùn)行，但若實(shí)時(shí)容積流量與功率都超出標(biāo)準(zhǔn)要求的公差范圍，則判定目標(biāo)中壓空壓機(jī)能效下降。

45、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

46、1、本發(fā)明一種船用中壓空壓機(jī)能效等級(jí)分級(jí)方法，主要包括：s1、建立標(biāo)準(zhǔn)中壓空壓機(jī)能效計(jì)算模型用于計(jì)算中壓空壓機(jī)的比功率；s2、先測(cè)得額定工況下典型中壓空壓機(jī)的功率與容積流量平均值，再采用能效計(jì)算模型計(jì)算額定比功率；s3、先測(cè)得額定工況下典型中壓空壓機(jī)的功率與容積流量最大值，再通過能效計(jì)算模型計(jì)算最小比功率，并將其作為比功率限定值；s4、將得到的典型中壓空壓機(jī)比功率限定值作為依據(jù)，用以制定中壓空壓機(jī)能效等級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；s5、先按s2的步驟計(jì)算目標(biāo)中壓空壓機(jī)的額定比功率，再將其代入到中壓空壓機(jī)能效等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，隨后將其與典型中壓空壓機(jī)比功率限定值進(jìn)行比較得到目標(biāo)中壓空壓機(jī)的能效等級(jí)，應(yīng)用時(shí)，根據(jù)典型中壓空壓機(jī)比功率限定值制定能效等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，隨后將目標(biāo)中壓空壓機(jī)額定比功率與能效等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，得到目標(biāo)中壓空壓機(jī)的能效等級(jí)，因此，本設(shè)計(jì)能為中壓空壓機(jī)進(jìn)行能效等級(jí)分級(jí)，填補(bǔ)了中壓空壓機(jī)在能效等級(jí)分級(jí)領(lǐng)域的空缺。

47、2、本發(fā)明一種船用中壓空壓機(jī)能效等級(jí)分級(jí)方法，先通過電壓表與電流表測(cè)量電動(dòng)機(jī)上對(duì)應(yīng)的電壓與電流并計(jì)算出對(duì)應(yīng)的功率，然后在典型中壓空壓機(jī)往對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)充氣的過程中，通過流量計(jì)測(cè)得充氣過程中的容積流量最大值，再根據(jù)測(cè)得的功率與容積流量最大值計(jì)算得到最小比功率作為典型中壓空壓機(jī)的比功率限定值，應(yīng)用時(shí)，計(jì)算得到典型中壓空壓機(jī)最小比功率后，將其作為典型中壓空壓機(jī)的比功率限定值，最小比功率功耗最佳、比功率最小，其作為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)在進(jìn)行能效等級(jí)分級(jí)時(shí)更加合理，因此，本設(shè)計(jì)在進(jìn)行能效等級(jí)分級(jí)時(shí)合理有效。

48、3、本發(fā)明一種船用中壓空壓機(jī)能效等級(jí)分級(jí)方法，根據(jù)典型中壓空壓機(jī)比功率限定值制定三個(gè)能效等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，用于為中壓空壓機(jī)進(jìn)行能效等級(jí)分級(jí)，三個(gè)能效等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分別為：一級(jí)能效：e≤e1；二級(jí)能效：e1＜e≤1.1e1；三級(jí)能效：1.1e1≤e；應(yīng)用時(shí)，將典型中壓空壓機(jī)比功率限定值作為參考標(biāo)準(zhǔn)，制定出中壓空壓機(jī)三個(gè)能效等級(jí)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，用于對(duì)目標(biāo)中壓空壓機(jī)進(jìn)行能效等級(jí)分級(jí)，因此，本設(shè)計(jì)通過能效等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可以確定目標(biāo)中壓空壓機(jī)的能效等級(jí)。

49、4、本發(fā)明一種船用中壓空壓機(jī)能效等級(jí)分級(jí)方法的應(yīng)用，在目標(biāo)中壓空壓機(jī)完成能效等級(jí)分級(jí)后，讓目標(biāo)中壓空壓機(jī)在船舶現(xiàn)場(chǎng)條件下運(yùn)行，并計(jì)算其運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)比功率，隨后將得到的目標(biāo)中壓空壓機(jī)實(shí)時(shí)比功率與額定比功率進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)不同的比對(duì)結(jié)果能將目標(biāo)中壓空壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)分為額定工況下運(yùn)行與偏離額定工況下運(yùn)行，應(yīng)用時(shí)，根據(jù)目標(biāo)中壓空壓機(jī)實(shí)時(shí)比功率與額定比功率的比對(duì)結(jié)果，可得到目標(biāo)中壓空壓機(jī)在船舶條件下運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)，再根據(jù)實(shí)時(shí)容積流量、功率與公差范圍的比對(duì)結(jié)果，還能對(duì)目標(biāo)中壓空壓機(jī)的工作狀態(tài)以及能效狀態(tài)進(jìn)行確定，因此，本設(shè)計(jì)能確定目標(biāo)中壓空壓機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、工作狀態(tài)以及能效狀態(tài)。