Формула расчёта потребляемой мощности воздушного компрессора

Основная формула: расчёт по мощности и времени

Потребляемая мощность воздушного компрессора по сути представляет собой количество электроэнергии, затраченное оборудованием за определённый промежуток времени; наиболее простой способ расчёта — умножить входную мощность на время работы.

Формула:Потребляемая мощность (кВт·ч) = входная мощность (kW)×Время работы (ч)

• Если имеется возможность непосредственно измерить входную мощность двигателя или всего агрегата, её можно сразу подставить в формулу.
• Если на шильде указана лишь номинальная мощность, её обычно можно использовать в качестве приближённой ориентировочной величины для условий полной нагрузки.
• В случае необходимости точного учёта рекомендуется ориентироваться на показания электросчётчика, счётчика электроэнергии или системы мониторинга энергопотребления.

Учитывайте коэффициент загрузки и процессы загрузки‑разгрузки

В реальной эксплуатации воздушный компрессор не всегда работает на полной нагрузке. Колебания расхода воздуха, параметры настройки давления и тип управления влияют на среднюю потребляемую мощность; поэтому для оценки можно учитывать коэффициент загрузки.

Формула оценки:Фактическое потребление электроэнергии ≈ номинальная входная мощность × средний коэффициент загрузки × время работы

• В моделях с нагрузкой и разгрузкой на промышленной частоте в стадии нагружения приближаются к полной загрузке, а в стадии разгрузки по‑прежнему наблюдаются потери холостого хода.
• Инверторные модели автоматически регулируют частоту вращения в зависимости от расхода газа, обеспечивая более плавное изменение степени загрузки.
• При отсутствии фактических измеренных данных коэффициент загрузки может использоваться лишь в качестве эмпирической оценки и не подлежит непосредственному применению в качестве основы для расчётов.

Оценка по рабочему объёму и удельной мощности

Если известны производительность воздушного компрессора и удельная мощность, можно также оценить потребляемую электроэнергию с точки зрения объёма вырабатываемого воздуха. Удельная мощность обычно выражается как входная мощность, приходящаяся на единицу производительности по воздуху.

Формула:Потребляемая мощность (кВт·ч) ≈ удельная мощность (kW /(m³/min))×Общий объём выхлопных газов(m³)÷60

Также можно сначала вычислить среднюю входную мощность: входная мощность (kW)≈удельная мощность(kW /(m³/min))×средний объём выпускаемого газа(m³/min), затем умножить на время работы.

При использовании данного метода следует учитывать, совпадают ли значения подачи, давления и температуры; результаты в различных режимах работы могут различаться.

Оценка по напряжению и току

Если на месте можно измерить напряжение, ток и коэффициент мощности трёхфазного электродвигателя, то сначала можно оценить входную электрическую мощность, а затем рассчитать потреблённую электроэнергию.

Оценка входной мощности трёхфазного питания:Входная мощность(kW)≈√3×напряжение(kV)×ток(A)×коэффициент мощности

Если единица измерения напряжения — вольты (В), то результат расчёта необходимо разделить на 1000, чтобы перевести его в киловатты (кВт). Если требуется также оценить мощность на выходе электродвигателя или мощность на валу основного привода, следует дополнительно учитывать КПД электродвигателя и КПД передачи.

Факторы, влияющие на результаты расчётов

• Установка давления выпуска: чем выше давление, тем, как правило, выше энергопотребление.
• Температура всасываемого воздуха и высота над уровнем моря: изменения условий подачи воздуха влияют на фактическую производительность по отработанным газам и расход энергии.
• Утечки в трубопроводной сети: утечки приводят к потере сжатого воздуха и повышению энергопотребления.
• Колебания потребления газа: частые включения и выключения или работа на низкой нагрузке влияют на средний уровень энергопотребления.
• Состояние обслуживания: засорение фильтрующих элементов, масло‑воздушного сепаратора, теплообменника и других узлов может привести к увеличению потерь.

Пример простого вычисления

Предположим, что фактическая средняя входная мощность компрессора составляет 45 кВт, а продолжительность его ежедневной работы — 8 часов; тогда суточное потребление электроэнергии составит примерно 45 × 8 = 360 кВт·ч.

Допустим далее, что номинальная входная мощность составляет 55 кВт, средняя загрузка — 80%, а время работы — 10 часов; тогда ориентировочный расход электроэнергии составит примерно 55 × 0,8 × 10 = 440 кВт·ч.

Приведённый выше метод расчёта подходит для проведения предварительных оценок и анализа энергосбережения. В случае использования для официальной аттестации, распределения затрат или проверки эффективности энергосбережения рекомендуется применять проверенные данные учёта электроэнергии.