空壓機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生油余熱與氣余熱，從原理上來(lái)說(shuō)，若這兩種熱都能回收起來(lái)，那么節(jié)能效益會(huì)大大的提升。從2006年開(kāi)始已有空壓機(jī)余熱回收，并用于生活用熱水的案例。在此之前，空壓機(jī)的這些熱量都是被當(dāng)作廢熱排放到空氣中。同時(shí)，為了保證空壓機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，防止工作時(shí)油溫過(guò)高，還需要通過(guò)換熱器讓空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)保持在一個(gè)相對(duì)恒定的溫度范圍內(nèi)。在一升一降當(dāng)中，結(jié)合工廠的生活用熱水的需求，余熱回收技術(shù)在2008年開(kāi)始普及。
從2006年到現(xiàn)在，隨著工廠對(duì)用熱需求的升級(jí)，國(guó)內(nèi)的空壓機(jī)余熱回收技術(shù)也經(jīng)歷了三次技術(shù)迭代。這些技術(shù)有些還在使用，而更多的用戶則是選擇了回收效率更高，節(jié)能效果更好，回收熱量更穩(wěn)定，使用壽命更可靠的空壓機(jī)余熱回收技術(shù)。
01外置式余熱回收
外置式空壓機(jī)余熱回收，是行業(yè)普及率最高，應(yīng)用最廣的空壓機(jī)余熱回收技術(shù)。其主要原理是利用換熱器來(lái)回收空壓機(jī)里的油余熱與氣余熱，以板式與不銹鋼列管式兩種結(jié)構(gòu)為主。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，會(huì)根據(jù)工況、水質(zhì)好壞、可回收熱量、生產(chǎn)工藝對(duì)用熱的要求等，來(lái)決定采用哪種結(jié)構(gòu)。
從原理上來(lái)說(shuō)，外置式空壓機(jī)余熱回收技術(shù)與內(nèi)置式空壓機(jī)余熱回收技術(shù)的原理都是一樣的。兩種余熱回收技術(shù)都是同時(shí)回收油余熱與氣余熱，其接管的位置有兩個(gè)方式：安裝在溫控閥前和安裝在溫控閥后，冷卻器前。這兩種安裝方式都會(huì)使新增的換熱器與空壓機(jī)原有的冷卻系統(tǒng)串聯(lián)，最高可回收油余熱的80%~90%。如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)造成冷卻過(guò)度，導(dǎo)致機(jī)頭運(yùn)行溫度過(guò)低，使油水分離產(chǎn)生不良效果，大概率發(fā)生影響空氣效果和油含水量過(guò)高的問(wèn)題，最終降低空壓機(jī)油的使用壽命。因此在實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中，必須讓熱回收效率控制在75%以內(nèi)，以降低對(duì)空壓機(jī)內(nèi)油使用的影響。
外置式余熱回收技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯：熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小等。外置式余熱回收改造門(mén)檻較低，在行業(yè)當(dāng)中普極率較高，質(zhì)量也參差不齊。一般來(lái)說(shuō)110kW的余熱回收設(shè)備效果相對(duì)穩(wěn)定，110kW以上的空壓機(jī)改造風(fēng)險(xiǎn)較高，而行業(yè)口碑更好的服務(wù)商質(zhì)量會(huì)更有保障。
在長(zhǎng)期的應(yīng)用當(dāng)中，很多用戶也發(fā)現(xiàn)了一些外置式空壓機(jī)余熱回收技術(shù)的應(yīng)用劣勢(shì)：
1、安裝雜亂。想要同時(shí)回收油余熱與氣余熱，需要分別安裝不同的余熱回收設(shè)備，從而增加安裝難度，受空壓機(jī)房的工況與現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響，無(wú)法從機(jī)房布局去規(guī)范，以至于很多時(shí)候我們可以看到安裝現(xiàn)場(chǎng)很雜亂。
2、油路問(wèn)題多。想要回收空壓機(jī)的油余熱，就必須將空壓機(jī)的熱油導(dǎo)入至余熱回收器當(dāng)中，延長(zhǎng)空壓機(jī)油的回路。不僅加大了用油量，也使得油阻力加大，造成空壓機(jī)機(jī)頭噴油量受到影響。其次，外接管道也增加了管量漏油的風(fēng)險(xiǎn)。
02內(nèi)置式余熱回收技術(shù)
為了提升空壓機(jī)的余熱回收效率，克服外置式空壓機(jī)余熱回收技術(shù)在使用時(shí)的技術(shù)痛點(diǎn)，最近幾年行業(yè)內(nèi)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，提出了“內(nèi)置式余熱回收技術(shù)”，其做法是將板式換熱器裝在空壓機(jī)的里面，通過(guò)減少油路長(zhǎng)度，從而降低因油路過(guò)長(zhǎng)而帶來(lái)的漏油率、安裝空間過(guò)大等一系列問(wèn)題。余熱回收率則最高可提升至80%。
內(nèi)置式余熱回收技術(shù)本質(zhì)也是在空壓機(jī)的油路上增加一個(gè)換熱器，沒(méi)有從根本上解決油路的油阻加大，影響空壓機(jī)機(jī)頭噴油量技術(shù)難題。
這項(xiàng)技術(shù)存在的最大問(wèn)題是：當(dāng)余熱回收不需要用水時(shí)，水就不會(huì)循環(huán)，板式換熱器里的水還是存在，而油還是在循環(huán)。油在循環(huán)時(shí)還是會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，而換熱器里處于靜止?fàn)顟B(tài)的水就長(zhǎng)期以高溫氣體的形態(tài)存在。這時(shí)含有微溶于水的硫酸鈣會(huì)由于水的蒸發(fā)而析出，形成水堿。隨著水分的不斷蒸發(fā)、濃縮，水堿含量不斷增加，達(dá)到飽和后就形成了水垢，最終導(dǎo)致?lián)Q熱器堵塞失效。
03熱水型節(jié)能空壓機(jī)技術(shù)
熱水型節(jié)能空壓機(jī)技術(shù)是由空壓機(jī)系統(tǒng)和余熱管理系統(tǒng)組成。它不是簡(jiǎn)單的外置式余熱回收技術(shù)與內(nèi)置式余熱回收技術(shù)的整合升級(jí)。通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在不增加油回路的同時(shí)，熱水型節(jié)能空壓機(jī)技術(shù)做到了空壓機(jī)氣余熱與油余熱的全回收。
熱水型節(jié)能空壓機(jī)技術(shù)有幾個(gè)大的技術(shù)創(chuàng)新：
1、取消空壓機(jī)內(nèi)之前的冷卻風(fēng)扇與冷卻器，降低了空壓機(jī)輸入功率的2%。
2、增加油氣余熱雙回收器。
在空壓機(jī)內(nèi)安裝油氣余熱雙回收器，讓余熱回收直接在空壓機(jī)內(nèi)部完成，縮短油回路，減少油回路長(zhǎng)而帶來(lái)的系列問(wèn)題。
空壓機(jī)油和氣的熱量通過(guò)油、氣回收器全部吸收并傳遞給自來(lái)水，使自來(lái)水溫升高至70℃以上供給余熱管理系統(tǒng)，空壓機(jī)則保持在正常工作溫度范圍內(nèi)。
3、采用智能余熱管理系統(tǒng)對(duì)水溫實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)節(jié)。
余熱管理系統(tǒng)對(duì)輸入的熱水溫度和水量進(jìn)行調(diào)配管理。當(dāng)熱水消耗量瞬間高于額定范圍時(shí)，余熱管理系統(tǒng)內(nèi)部水壓降低，通過(guò) PLC輸出控制信號(hào)至空壓機(jī)內(nèi)水溫控制閥，進(jìn)行PID調(diào)節(jié)保證出水溫度避免過(guò)高，同時(shí)對(duì)余熱管理系統(tǒng)補(bǔ)充水量，系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)水泵重新調(diào)節(jié)水壓;當(dāng)熱水消耗量較少時(shí)，余熱管理系統(tǒng)將循環(huán)水中多余熱量通過(guò) PID變頻風(fēng)機(jī)(水冷型為變頻冷卻塔)散發(fā)到外界，在確保按設(shè)定水溫將循環(huán)水供給空壓機(jī)的同時(shí)又可以適當(dāng)控制冷卻功率。
熱水型節(jié)能空壓機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
1)余熱回收效率最高可達(dá)95%。可做到空壓機(jī)需要冷卻的熱量95%以上的熱能回收。
2)標(biāo)準(zhǔn)化、集成化。系統(tǒng)集成度高，安裝便捷，無(wú)門(mén)檻。
3)低能耗、高回收率。原有冷卻系統(tǒng)用余熱智能管理系統(tǒng)取代，實(shí)現(xiàn)余熱回收與冷卻量有效調(diào)節(jié)，能量回收效率提升30%以上。
4)運(yùn)行穩(wěn)定，延長(zhǎng)使用壽命?？珊愣ㄓ蜏兀档凸ぷ鳒囟冉蛔冾l率，延長(zhǎng)空壓機(jī)油與零配件的使用壽命。
5)余熱全回收利用。同時(shí)回收氣余熱與油余熱。
6)3種熱能管理功能(水--氣換熱流量PID調(diào)節(jié)、補(bǔ)水保障換熱、水簾降溫保障)，讓壓力損失更低，比原有的冷卻方式更加有保障。
綜上所述，熱水型空壓機(jī)技術(shù)，解決了傳統(tǒng)空壓機(jī)外置熱回收系統(tǒng)與原配冷卻系統(tǒng)不匹配，導(dǎo)致空壓機(jī)溫度因用熱變化而出現(xiàn)的空壓機(jī)油高溫、過(guò)冷、忽高忽低，冷卻功率不節(jié)能等對(duì)空壓機(jī)運(yùn)行不利的改造弊端，在為空壓機(jī)運(yùn)行保駕護(hù)航的同時(shí)提高余熱利用效率，為工廠創(chuàng)造更多效益。
04關(guān)于第四種熱源
目前，國(guó)內(nèi)工廠用熱源主要有三種：蒸汽、電、導(dǎo)熱油。在能源匱乏的今天，熱水型空壓機(jī)技術(shù)，可以直接讓空壓機(jī)為工廠提供穩(wěn)定的氣與熱源，憑借能連續(xù)供應(yīng)、沒(méi)有運(yùn)輸費(fèi)用與損耗，熱量穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境友好等特性，可直接提升工廠的能源結(jié)構(gòu)質(zhì)量，成為工廠的第四種優(yōu)質(zhì)熱源。如果工廠的空壓機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行，那么在設(shè)計(jì)工廠能源結(jié)構(gòu)時(shí)，可以將空壓機(jī)熱量納入工廠生產(chǎn)熱源來(lái)源之一。
未來(lái)，空壓機(jī)的余熱回收技術(shù)是否還會(huì)有比熱水型空壓機(jī)技術(shù)更優(yōu)的解決方案，讓我們拭目以待。