對于很多壓縮空氣生產(chǎn)裝置而言，都存在大量且通常未被利用的節(jié)能機(jī)會(huì)。在一些大型工廠中，能耗成本可達(dá)到壓縮空氣生產(chǎn)總成本的 80% 之多。不過，這些能量很多都可以回收利用，可幫助您節(jié)省大量成本。
什么是壓縮機(jī)裝置能量回收？
壓縮空氣時(shí)會(huì)釋熱。在壓縮空氣被輸送到管道系統(tǒng)之前要將這些熱能提取出來，這便會(huì)產(chǎn)生廢熱。對于每臺(tái)壓縮空氣裝置，都必須保證提供充足和可靠的冷卻能力?？梢酝ㄟ^室外空氣進(jìn)行冷卻，或者利用冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行冷卻，后者包括開放式和封閉式系統(tǒng)，使用的冷卻水可為市政供水、自然水或工藝水等。
以大型工廠的壓縮機(jī)中央設(shè)施為例，如果功率為 500 kW，每年運(yùn)行 8,000 小時(shí)，則相當(dāng)于每年耗電量達(dá) 400 萬千瓦時(shí)。以熱空氣或熱水的形式對大量廢熱進(jìn)行回收具有可行性。輸送至無油螺桿壓縮機(jī)的能量可通過產(chǎn)生 90°C 的熱水，實(shí)現(xiàn)高達(dá) 94% 的能量回收率。
這個(gè)數(shù)字表明節(jié)能措施能夠快速帶來非?？捎^的回報(bào)。能量回收投入通常只需 1-3 年就能回本。此外，選用封閉式冷卻系統(tǒng)回收能量還能改善壓縮機(jī)的工作狀況、可靠性和使用壽命，因?yàn)檫@種系統(tǒng)具有溫度水平均衡、冷卻水質(zhì)量高等多種優(yōu)點(diǎn)。北歐國家進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域較早，能量回收成為壓縮機(jī)裝置的標(biāo)準(zhǔn)配置已有多年。一些大型供應(yīng)商提供的大多數(shù)中型到大型壓縮機(jī)現(xiàn)在都經(jīng)過改良，以適合安裝標(biāo)配的能量回收設(shè)備。
如何計(jì)算回收潛力？
物理定律表明，輸送至壓縮機(jī)裝置的能量幾乎全部都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮??；厥詹⒂糜谄渌^程的熱能越多，系統(tǒng)的整體效率就越高。
回收的能量（kWh/年）：每年節(jié)省金額：（歐元）TR = 存在能量回收需求的時(shí)間（小時(shí)/年）K1 = 壓縮機(jī)加載運(yùn)行時(shí)間（小時(shí)/年）K2 = 壓縮機(jī)卸載運(yùn)行時(shí)間（小時(shí)/年）Q1 = 壓縮機(jī)加載運(yùn)行時(shí)的可用冷卻液功率 (kW)Q2 = 壓縮機(jī)卸載運(yùn)行時(shí)的可用冷卻液功率 (kW)ep = 電費(fèi)，價(jià)格水平（歐元/kWh）η = 標(biāo)稱熱源效率 (%)
在很多情況下，如果能夠有效利用通過冷卻壓縮機(jī)裝置所回收的能量，熱回收率可超過 90%。冷卻系統(tǒng)的性能、到用熱點(diǎn)的距離以及熱需求量和連續(xù)性都是影響回收率的決定性因素。當(dāng)產(chǎn)生的熱流量較大時(shí)，還應(yīng)考慮對外銷售回收熱能的可能性。
對于風(fēng)冷式系統(tǒng)，如何回收能量？
對于從壓縮空氣裝置回收的能量，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)需要熱量時(shí)沒有回收的熱量可用，以及經(jīng)常出現(xiàn)回收的熱量不夠用的問題。如果壓縮機(jī)的負(fù)載不穩(wěn)定，則回收的能量也會(huì)隨時(shí)間波動(dòng)。為了讓能量回收具有可行性，需要具有相應(yīng)的相對穩(wěn)定的熱能需求。回收的廢熱能適合用作系統(tǒng)的補(bǔ)充熱能。這樣當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，回收的能量就可以得到有效利用。風(fēng)冷式壓縮機(jī)能量回收裝置的特點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生溫度不是太高但流量很大的熱氣流，這些熱量可直接用于建筑物供暖或者與預(yù)熱機(jī)組進(jìn)行熱交換。加熱后的冷卻空氣由風(fēng)扇進(jìn)行輸送。當(dāng)建筑物不需要額外供暖時(shí)，熱空氣將自動(dòng)（使用調(diào)溫器控制裝置）或手動(dòng)（手動(dòng)控制風(fēng)門）排放至大氣中。壓縮機(jī)與需要供暖的建筑物之間的距離是影響此類應(yīng)用的制約因素。此距離不應(yīng)太大，理想情況下是壓縮機(jī)房與供暖建筑物相鄰。此外，回收的熱量僅在一年中較冷的月份具有利用價(jià)值。對于中小型壓縮機(jī)，對空氣所載的能量進(jìn)行回收的方式更為常見。從壓縮機(jī)風(fēng)冷式系統(tǒng)回收廢熱，只會(huì)產(chǎn)生少量的輸配損耗，并且所需投入較少。
對于水冷式系統(tǒng)，如何回收能量？
從水冷式壓縮機(jī)流出的溫度高達(dá) 90°C 的冷卻水可用作加熱系統(tǒng)的補(bǔ)給水。如果這些熱水用于清洗、清潔或淋浴，則還需要配備正常的基本負(fù)載熱水鍋爐。從壓縮空氣系統(tǒng)回收的能量可用作補(bǔ)充熱源，以減少鍋爐負(fù)載，節(jié)省燃料，并可能允許選用規(guī)格更小的鍋爐。從壓縮空氣壓縮機(jī)回收能量的前提條件在一定程度上取決于壓縮機(jī)的類型。標(biāo)準(zhǔn)無油壓縮機(jī)易于改裝以實(shí)現(xiàn)能量回收。這種壓縮機(jī)尤其適合集成到熱水加熱系統(tǒng)中，因?yàn)樗芴峁└叩哪芰炕厥账璧乃疁?(90°C)。對于油潤滑壓縮機(jī)，參與壓縮過程的油會(huì)控制產(chǎn)生高溫冷卻水的可能性。在離心式壓縮機(jī)中，因?yàn)槊總€(gè)壓縮級的壓力比都較低，溫度水平也通常較低，所以限定了回收水平。水載廢能回收適合電動(dòng)機(jī)功率超過 10 kW 的壓縮機(jī)。與空氣所載廢能的回收相比，水載廢能的回收需要更復(fù)雜的裝置?；驹O(shè)備包括流體泵、熱交換器和調(diào)節(jié)閥等。對于水載能量回收系統(tǒng)，使用較小直徑 (40-80 mm) 的管道也能將熱量輸配到較遠(yuǎn)的建筑物，而不會(huì)造成巨大的熱量損失。較高的初始水溫意味著廢能可用于加熱熱水鍋爐的回流水。這樣就可以定期關(guān)閉正常加熱源，而改為由壓縮機(jī)的廢熱回收系統(tǒng)供熱。在加工行業(yè)，壓縮機(jī)產(chǎn)生的廢熱還可用于提高加工溫度。風(fēng)冷式油潤滑螺桿壓縮機(jī)也可以使用水載廢能回收系統(tǒng)。這需要在油路中安裝熱交換器，而且系統(tǒng)提供的水溫 (50°C - 60°C) 低于無油壓縮機(jī)。
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