壓縮功率計算
一. 有關壓縮機之效率介紹:
1. 體積效率(EFF V) :用以表示該壓縮機洩漏或閥門間隙所造成排出的氣體流量減少與進入壓縮機冷媒因溫度升高造成比體積增加之比值
體積效率(EFF V) = 壓縮機實際流量/壓縮機理論流量
體積效率細分可分為二部分
（1）間隙體積效率
ηvc＝V´ / V
V´：實際之進排氣量 V ：理論之排氣量
間隙體積效率一般由廠商提供，當壓縮機之壓縮比（PH / PL）增大，即高壓愈高或低壓愈低，則膨脹行程會增長，ηvc減少。
（2）過熱體積效率
ηvs＝v / v´
v：理論上進入汽缸之比體積 v´：實際進入汽缸之比體積
當壓縮比愈大時、汽缸溫度愈，冷媒過熱度愈大，比體積也愈大，所以ηvs愈小。
整體的體積效率ηv＝ηvc˙ηvs
2.壓縮效率(EFF C) :用以表示該壓縮機實際壓縮過程與等熵壓縮偏離程度
壓縮效率(EFF C)=壓縮機實際進出口焓差與等熵壓縮進出口焓差比值= (h out,等熵 - h in) / (h out,實際 - h in)
*若假設等其熵壓縮其壓縮效率就等於1 (冷凍空調全國競賽試題假設了等熵壓縮,其壓縮效率=0.63, 很奇怪)
3.斷熱效率(EFF AD) :用以表示如以等熵絕熱壓縮時之機械效率
斷熱效率(EFF AD) =等熵絕熱壓縮冷媒獲得能量/壓縮機所需之制動馬力輸入能量,
壓縮機輸入能量= (h out,等熵 - h in) / 壓縮機制動馬力輸入能量
*如壓縮機實際輸入10kw 因某部分消耗在傳動摩擦與馬達磁耗上,真正傳至冷媒可能僅有 0.9kw此時斷熱效率(EFF AD)=0.9
4.機械效率(EFF m): 壓縮機進出冷媒時所需要之動力與壓縮機運轉時所需要的制動馬力之比
機械效率(EFF m)=壓縮機實際進出冷媒所需之動力/壓縮機所需之制動馬力輸入能量= (h out,實際 - h in) / 壓縮機輸入制動馬力
壓縮機之機械效率:ηm ＝ P / Pr
機械效率ηm一般約為0.85 ~0.95，實際運轉為了安全起見，制動馬力應增加10 ~15 % 之安全係數，以應付運轉時冷凍負載之增減。(一般壓縮機內部有電動機與壓縮機構,如60kw的電動機去帶動製冷能力50kw的壓縮機,機械效率ηm=0.83)
*壓縮效率 =斷熱效率 /機械效率
當假設系統為等熵線壓縮且能量無任何損失，則壓縮效率 = 1, 斷熱效率=1 ,機械效率=1，
(1).若壓縮機輸入能量100kw，損失20kw(磁損，摩擦)，但壓縮過程若假設為等熵壓縮(表示損失熱量不會傳至冷媒)，因此80kw全轉成壓縮功(即出入口冷媒焓差)，則壓縮效率 = 1, 斷熱效率=0.8,機械效率=0.8。
(2)如有一壓縮機輸入能量100kw，損失20kw(磁損，摩擦)，但壓縮過程熱量傳至冷媒10kw，
因此有90kw轉成出入口冷媒焓差，則壓縮效率 = 0.8/0.9=0.89 , 斷熱效率=0.8, 機械效率=0.9。
二、冷媒循環量
冷媒循環量系冷凍系統內單位時間所流過之質量。公制為kg / hr，英制為lb/hr。
則理論冷媒循環量(質量流率)
m＝V / v V：m³/hr(壓縮機之體積流率)
v：m³/kg（(壓縮機入口之比體積）
實際冷媒循環量為G´
ms＝ηv ˙G
三、冷凍效果
單位質量冷媒流過蒸發器所吸收之熱量，一般以r為代號，單位為kcal/kg或BTU/lb或KJ/kg 。若進入蒸發器前之冷媒焓熱量為i1，流出蒸發器之冷媒焓熱量為i2，則冷凍效果, r ＝i2 － i1
四、冷凍能力
每小時冷媒流過蒸發器所吸收之熱量
公制為kcal / hr，英制為BTU/hr，SI制為KW。符號一般以R表示，
理論上之冷凍能力;Qe＝m×r
實際上之冷凍能力;Qs＝ms×r。
1,公制冷凍噸: 1 JRT＝3320 kcal/hr ≒3.86 KW
2,美制冷凍噸: 1US RT＝12000 BTU/hr＝3024 kcal/hr＝3.516 KW
現在市面上冷凍能力標示以Kw表示,不易混淆。（1KW＝860 kcal/hr）
五、壓縮機所需之動力
理論上壓縮機所需之壓縮熱為：AWc＝i3－i2 （kcal/kg）
i3：理論上壓縮機出口冷媒之焓
i2：理論上壓縮機入口冷媒之焓
實際上壓縮機所需要的壓縮能量為：AWc´＝i3´－i2´（kcal/kg）
i3´：實際上壓縮機出口冷媒之焓
i2´：實際上壓縮機入口冷媒之焓
壓縮效率ηi＝AWc / AWc´，當縮縮效率等於1, 壓縮效率與體積效率是相等的。
壓縮機所需之動力，以 N（kcal/hr）、H（HP、馬力）及P（KW或W）表示
理論上壓縮機所需之動力;N ＝m×AWc
實際上壓縮機所需之動力;N´＝ms×AWc´
而 1 HP＝746 W ＝0.746 KW＝642 kcal/hr; 1 KW＝860 kcal/hr; H＝N/642（HP）;P＝N/860（KW）
六、冷凍循環之性能係數ε（C.O.P）
冷凍循環之冷凍效果/壓縮熱 理論ε＝ r / AWc ; 實際ε´＝r / AWc´
七、冷凍機組之能源效率比值 (EER)
冷凍機組之冷凍能力R之單位為kcal/hr或BTU/hr，而冷凍機組(含冷凝器與蒸發器風扇)之輸入動力單位為W
EER＝R / P（Kcal/h˙W）
【例一】已知壓縮機之活塞推動量為340m³/hr，若壓縮吸入冷媒之比體積為0.05 m³/kg，試求理論冷媒循環量m。若此壓縮機之體積效率為0.8，試求ms。
m＝V/v＝340/0.05＝6800 kg/hr
ms＝mηv＝6800×0.8＝5440 kg/hr
【例二】若此冷凍系統之冷凍效果r為50kcal/kg，試求此冷凍系統理論冷凍能力及實際冷凍能力。
Qe＝m×r＝6800×50＝340000 kcal/h＝340000÷3320＝102.4冷凍噸
Qs＝ms×r＝5440×50＝272000（kcal/h）＝82冷凍噸
【例三】若進入壓縮機前之冷媒之焓為150kcal/kg，壓縮機排出口冷媒之焓為158kcal/kg，試求此壓縮機所需理論馬力。若此壓縮機之壓縮效率為0.75,則此壓縮機實際上所需之制動馬力為多少？
AWc＝158－150＝8 kcal/kg
N＝ms×AWc＝6800×8＝54400 kcal/h
H＝N/642≒85（HP）
又AWc´＝AWc/ηi＝8/0.75＝10.7
實際上所需之制動馬力N´＝G´×AWc´＝5440×10.7＝58208 kcal/h＝90（HP）
【例四】若考慮壓縮機之機械效率及安全係數時，則實際上應選用之馬達容量為何？若 機械效率為0.9，安全係數為10%。
Hr＝（H´/ηm）×1.1＝（90/0.9）×1.1＝110（HP）
【例五】求此冷凍系統之冷凍循環性能係數，冷凍機之能源效率比值 (EER)。
ε＝r / AWc＝50/8＝6.25
ε´＝r / AWc´＝50/10.7＝4.67
εa＝Qe / N＝340000/54400＝6.25
εa´＝Qs/ N´＝272000/58208＝4.67
EER＝R´/P＝272000/82060
＝3.3kcal/hr.w
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