空壓機(jī)余熱回收工程(也稱空壓機(jī)熱水工程或空壓機(jī)節(jié)能熱水改造工程)中,常會(huì)涉及到采用何種加熱方式來回收空壓機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量,那么倒底是采用直熱式加熱方案還是采取循環(huán)式加熱方案,這里我們?cè)谟懻撝埃葟目諌簷C(jī)工程制熱的原理說起。
空壓機(jī)工作是用電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)壓縮系統(tǒng),我們以螺桿機(jī)為例,空壓機(jī)壓縮系統(tǒng)螺桿在電機(jī)的高速帶動(dòng)下,也產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn),在旋轉(zhuǎn)過程中,螺桿靠負(fù)壓吸入空氣后,將潤(rùn)滑油和空氣的混合體,從一側(cè)擠壓到另一端,在推動(dòng)擠壓的過程中,油氣混合體的壓力急劇升高的同時(shí),溫度也迅速上升,從60-70度升到90-100度左右,當(dāng)然這還是油氣的混合體,不能直接使用,工業(yè)上需要的是純凈的氣體,就要把氣和油進(jìn)行分離,所以下一步工作是通過空壓機(jī)自帶的油氣分離器把氣和油分離出來,油歸到油路里面,氣回到氣路里面。但由于氣處理高溫狀態(tài),還不能直接輸送到車間或設(shè)備里使用,并且高溫的氣體不但運(yùn)輸效率很低而且還含有很多的水分,所以分離出來的氣體要進(jìn)入空氣冷卻器里面進(jìn)行初次降溫后,再進(jìn)入干燥機(jī)里去除水分并再次降溫。
當(dāng)然分離出來的空壓機(jī)潤(rùn)滑油也是一樣,油里面承載了大部分的做功產(chǎn)生的熱量,空壓機(jī)潤(rùn)滑油不但起著潤(rùn)滑機(jī)器的作用,而且還起來運(yùn)輸熱能的作用,太高的溫度會(huì)使空壓機(jī)內(nèi)部的的零部件部件過度膨脹,增大磨擦系數(shù),加劇空壓機(jī)的磨損;同時(shí),熱膨脹這對(duì)空壓機(jī)設(shè)備及產(chǎn)氣效率來說真不是一件好事,所以必需把這部分多余的熱量排到空壓機(jī)外去,要不空壓機(jī)沒法工作。
那么蘊(yùn)藏在潤(rùn)滑油中的這部分熱量到底有多少呢?我們以一臺(tái)55KW的螺桿空壓機(jī)為例,其滿載工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生約52KW的熱量,這些熱量我們?yōu)榉Q之為廢熱或余熱,它們一部分通過氣體攜帶走,一部分通過機(jī)體表面散發(fā),剩下的約50KW的熱量會(huì)含在潤(rùn)滑油中,通俗地講相當(dāng)于50KW的電熱在機(jī)器里一直在加熱,其所產(chǎn)生熱量是非常大的。所以,空壓機(jī)潤(rùn)滑油里面的熱量,大部分會(huì)通過油冷卻器通道經(jīng)風(fēng)機(jī)或冷卻水排到外面去。而我們要做的,是要用空壓機(jī)余熱回收器將這一部分被風(fēng)或水帶走的熱量進(jìn)行回收,變廢為寶,合理地降低企業(yè)的熱水使用成本,同時(shí)還可延長(zhǎng)空壓機(jī)使用壽命,提升產(chǎn)氣率,降低溫室氣體排放!從另一個(gè)角度來講,空壓機(jī)熱能回收機(jī)就是一臺(tái)油氣冷卻器。
我們知道了空壓機(jī)熱源的產(chǎn)生原理,也知道它在同一環(huán)境溫度下所產(chǎn)生和熱量可以看作是一定的,空壓機(jī)余熱回收采用循環(huán)方案與采用直熱回收方案有何區(qū)別?為了便于理解,在這篇文章中,我們會(huì)一直以55KW的空壓機(jī)為例來進(jìn)行說明。

如上圖所示,20°C的冷水,進(jìn)入空壓機(jī)余熱轉(zhuǎn)換器后,與潤(rùn)滑油交換熱量,可以直接產(chǎn)出60°C的高溫?zé)崴?,也即相?dāng)于,一開機(jī)就可以使用到60°C的熱水。55KW的空壓機(jī)在運(yùn)行時(shí),每小時(shí)約可產(chǎn)出820L的熱水(20°C進(jìn)60°C出)當(dāng)然省掉一臺(tái)水泵及控制,一開機(jī)就有熱水,是直熱式方案的優(yōu)點(diǎn),其不足之外是當(dāng)水箱里的水溫度變低時(shí),無法后續(xù)將溫度提升。
接下來下面我們?cè)倏匆豢?strong>空壓機(jī)余熱循環(huán)式加熱原理是怎樣的:
從上圖我們可以明顯地看出,空壓機(jī)余熱回收循環(huán)式方案與直熱式方案有所區(qū)別,在循環(huán)式加熱方案中,水箱與熱交換機(jī)走的是來回雙層管,水每循環(huán)一次,才上升5度,我們要用到60度的熱水,需要等待一定的時(shí)間,如果與55KW丁配套的是一臺(tái)5000L(5噸)的熱水保溫箱,我們要用到60度的熱水約需6個(gè)小時(shí)左右,但是在相同的時(shí)間內(nèi),不論采取哪一種余熱回收方案,托姆的余熱回收設(shè)備,所回收的總熱量是相等的。空壓機(jī)熱能回收循環(huán)式加熱方案與空壓機(jī)直熱方案相比,它多了一臺(tái)泵及控制系統(tǒng),其優(yōu)點(diǎn)在于,可以時(shí)常保持水箱中有恒定的水溫。而直熱式加熱方案則無此功能。
當(dāng)然,在空壓機(jī)余熱回收工程中,最終采取何種制熱水的方式,需從用戶的實(shí)際情況出發(fā),才能制定出滿足客戶切合實(shí)際的空壓機(jī)余熱回收方案。
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