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近幾年來，隨著工業的快速發展，利用空壓機余熱進行采暖是 大中型空氣壓縮機應用的日益廣泛而產生的新問題。一方面，空氣壓縮機常年工作，需要大量的冷卻水或冷卻空氣。另一方面，隨著人民生活和工作水平的提高，辦 公場所內冬季采暖以及日常衛生熱水需求日益完善。同時，國家多次倡導節能減排工作，也使得讓人們更多的考慮是否可以把二者結合起來，不但能夠減少空壓機冷卻水/冷卻空氣的使用量，還能夠大幅度的減少采暖費用。
空壓機熱回收可操作性分析
空壓機熱回收原理：
大中型空壓機一般都有油冷卻系統，空壓機工作時產生的熱量（主要是摩擦熱）通過其自身的油循環系統，將高溫油運輸至油冷卻器，油冷卻器一般是管殼式或風冷 式換熱器，其中管殼式換熱器通過特定的冷卻水將潤滑油冷卻，冷卻水再通過冷卻塔將熱量傳遞給室外空氣。另外，空氣壓縮機產生的壓縮空氣也是高溫的，必須也 要經過一個冷卻裝置后才能進入儲氣管用來使用。兩部分熱量加起來約等于壓縮機輸入功率的3/4，可以回收的空間很大。
基本組成
空氣壓縮機組中一般包含兩個冷卻器，油冷卻器和空氣冷卻器，噴油型的壓縮機一般油溫和空氣溫度可達80～100度，在兩個冷卻器共用一套冷卻水系統時（常 用配置），每100kW輸入功率需要冷卻水1.5l/s，冷卻水溫升達到15度，由此計算需要帶走的熱量為70kW，因此，這部分能量全部回收用途有限， 日常采暖及生活衛生熱水需要的溫度約為45～65度，與空氣和油的溫度差距為35～15度，符合換熱的基本要求，完全是可以部分利用。為了不增加油和壓縮 空氣的阻力，比較好的方法是更改冷卻器的形式，分為高溫段和低溫段，高溫段用來加熱回收用水，低溫段用傳統的冷卻水冷卻。
具體結構
對于螺桿式空氣壓縮機，其熱量分布在油和空氣上，通常空氣冷卻器使用管殼式，空氣在殼體內管外流動，阻力較小，水在管內流動，改造時只需要在水室內增加隔 板，在封頭部分增加進出水管，將部分換熱空間用取暖用水代替即可，因為空氣出口溫度較低，所以大部分熱量是無法回收的，為不影響壓縮空氣冷卻效果，回收量 控制在30%左右，應設計為多流程。油溫一般在69～98度，通常采用板式或者套管式換熱器，此類換熱器也可以在訂購的時候就要求多流程結構，增加部分換 熱面積用來進行熱回收。目前的所有熱回收系統都是冗余系統，考慮的熱回收可能會有停止的時候，但是主機工作不能受到任何影響，所以設計時就要考慮即使熱回 收系統沒有使用，主機也能通過現有的冷卻系統正常工作。
控制
因為原有的空壓機系統都具有完善的控制系統，負責維護系統的正常高效運行，熱回收系統是冗余系統，所以原有的空壓機組無需做任何控制方面的改變。熱回收本 身的控制系統可以采用溫度控制，通過監控熱水箱溫度來控制加熱循環水泵運行，水泵運行時，即為熱回收系統啟動狀態，當需要熱水溫度較高時，可以設定水溫， 增加循環次數。為了節能，防止壓縮機未啟動而水泵啟動造成電力的浪費，可以通過測量排氣溫度的方法來作為確定循環水泵是否需要工作。
熱回收系統的組成
熱回收系統包括換熱系統，加壓系統，水源，以及保溫保存系統。因為空壓機的開關機并非是均勻的，與設備配置和工廠使用情況有很大關系，因此可以認為熱源在 單位時間內是雜亂的，但長期來說就是穩定的熱源。同時采暖和衛生熱水負荷也是不均勻的，因此為了緩和矛盾，必須有足夠的保溫保存方式，即保溫水箱。
經濟性分析
以每100kW的輸入功率回收20%，即20kW計算，空壓機每天運行8個小時，即可回收160kW的熱量，可以獲得45度的熱水5.5噸，而使用鍋爐制 取同樣多的熱水需要消耗燃油15.4kg 如果按7.2元/kg計算，每日就可以節約111元，每年（240工作日）即可節約26640元燃料費用。而電鍋爐同樣的熱水量最少也要每天200元電 費，全年可節約48000元。
空壓機熱泵綜合優點：
1、安全、衛生、方便、實用。螺桿空壓機熱 泵與燃油鍋爐比較，無污染、一氧化碳、二氧化硫、黑煙和噪音、油污對大氣環境的污染。一旦安裝投入使用，只要空壓機在運行，企業職員就隨時可以提取到熱水 使用。不必定時定量供應，系統較大的企業還可以滿足企業職員在冬季使用熱水來洗涮衣服、被褥。為創建資源節約型環境友好型企業奠定基礎。
2、經濟運行。提高空壓機的運行效率，實施空壓機的經濟運轉。多數空壓機制造廠家出廠機組設定風扇運轉溫度為85℃啟動散熱。安裝螺桿空壓機熱泵運行的空壓機組溫度在85℃以內，可以降低風冷螺桿空壓機散熱風扇運轉時間。
一般風冷空壓機都在80～96℃間運行，空壓機熱泵足可以使空壓機溫度降8～12℃其降幅都在4～8%，夏天更佳，為此它的經濟效益就更顯著了。
3、減少空氣壓縮機維護費用。空壓機工作溫度的降低，減少了機器的故障，延長了設備的使用壽命，降低了維修保養成本，增大了機油、機油隔、油氣分離器更換 時限，相應延長更換期限。螺桿空氣壓縮機的主要費用支付是，運行費用，屬于高成本設備，其次是耗材的更換，機油、機油隔、油氣分離器。例一臺進口螺桿 37kW的空壓機保養一次耗材費用是約4700元，使用周期為3000H，耗材費用1.56元/小時。在80～84℃間運行的空壓機，耗材的使用同期可延 長35%，即4050H，延期后的耗材費用是1.16元/h。空壓機在85℃內運行，防止機油乳化、積碳現象降低，二者是嚴重影響油隔、油氣分離器壽命性 能的致命因素。如果乳化，碳化顆粒超常將堵塞機油隔、油氣分離器，嚴重影響機器的運行，使內壓劇增，電機功率超負荷，機體溫度超高，后果是多耗電能，機器 燒毀和引發火災。
可能存在的缺點和不足
1、空壓機在某個時間段不工作時，無法提供穩定的熱源，此時若有供熱需求可能無法滿足。
2、夏季空壓機排熱量較大，但此時熱水需求卻較少，熱回收裝置利用率不高。
3、水處理，普通熱水裝置需要的水處理系統，在熱回收系統中同樣要求配置。
4、管道損失，空壓機房因為噪音等原因，往往設置在接近用氣段但遠離辦公室和生活區，不像傳統取暖方式可以接近使用熱源地，因此運輸損耗需要考慮。
綜上所述，對于常年使用空壓機的企業，配套熱回收系統，在初投資減少的基礎上，采暖和衛生熱水費用可以大大降低，不但降低企業成本，而且還節省能源消耗， 改善員工工作環境，減少碳排放量，廢熱排放量以及環境污染物排放（當用來代替燃油/燃氣/燃煤鍋爐），下一步應鼓勵空壓機廠家在大中性空壓機組上均配置類 似裝置，降低用戶配置成本并不斷提高回收效率。鼓勵需要空壓機及熱水采暖的企業選擇節能環保的產品。
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機 空壓機修訂日期：2010-12-04
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