分子筛制氧方式通过近十几年的发展，与氧气汇流排和液氧储罐一起成为我国医院集中供氧的主要方式。对分子筛制氧在医院应用的安全性和运行成本一直存在着不同看法。支持者认为分子筛制氧方式安全、环保、成本低；反对者认为其制出的氧纯度低于药典和国家标准，运行成本远高于液氧。而双方所引用的分子筛制氧机的单位耗电量差异较大，从1.2~3.8kWh/m3
本文通过对我院分子筛制氧机实际运行状况的分析，归纳出单位耗电量的理论计算方法，并根据医院的实际应用情况，客观分析影响分子筛制氧机单位耗电量的各种因素。通过相关测试，对分析结果进行验证。
1、分子筛制氧机的理论耗电量
分子筛制氧过程：空气压缩机将空气加压，经除油、除水等处理后，分子筛吸附塔将氮气吸附，氧气富集输出，然后分子筛减压解吸，排放氮气，如此循环工作。
1.1理论耗电量计算分子筛制氧机的理论耗电量是指在最佳条件下，制取1m3富氧空气所消耗的最低能量。空气压缩过程是主要的耗能环节。压缩空气的耗电量是根据空气压缩机额定功率和输出流量这两个参数计算，即在额定功率下，1h所消耗的能量与产生的压缩空气体积之比。为了统一计算标准，参考国家标准GB19153-2009《容积式空气压缩机能效限定值及能效等级》定义的能效等级参数，即机组输入比功率（kW∙min/m3）。分子筛制氧机常采用的喷油螺杆空气压缩机1级能效机组输入比功率见表1。分子筛制氧机中常用的美国AirSep公司的分子筛吸附塔技术参数见表2。可以看出，制取1m3富氧气体，理论上需要消耗空气8.7~11.2m3。
表1 1级能效喷油螺杆空气压缩机机组输入比功率
排气压力 | 功率
| |||
45KW | 37KW | 22KW | 18.5KW | |
0.7Mpa | 6.8 | 6.8 | 6.8 | 6.9 |
0.8Mpa | 7.2 | 7.2 | 7.2 | 7.4 |
表2 分子筛吸附塔输入输出参数
参数 | 设备型号 | |||
AS-L | AS-K | AS-J | AS-G | |
空气输入流量 | 271.8~346.2 | 178.2~275.4 | 126~186.6 | 62.4~102 |
氧气输出流量 | 28.32~39.64 | 17.0~26.9 | 11.33~17.0 | 5.66~9.1 |
空气输入/氧气输入 | 8.7~9.6 | 10.2~10.5 | 11~11.1 | 11~11.2 |
根据分子筛制氧机的空气压缩机工作状态，并假定实际使用的空气压缩机能效高于表1中数值，即空气压缩机的机组输入比功率是表1中数值的90%。将AS-K和AS-L的空气输入与氧气输出的比值带入公式，计算出分子筛制氧机单位耗电量的理论值为0.91~1.10kWh。
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