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空气压缩机余热回收

来源：郑州洛斯机电设备公司

浏览次数： 3 2014年05月16日

一、空气压缩机余热回收的工作原理

螺杆空气压缩机长期连续的运行过程中，把电能转换机械能，机械能转换为风能，在机械能转换为风能过程中，空气得到强烈的高压压缩，使之温度聚升，这里普通物理学机械能量转换现象，机械螺杆的高速旋转，同时也摩擦发热，这些产生的高热由空压机润滑油的加入混合成油/气蒸汽排出机体，这部分高温/气流的热量相当于空压机输入功率的60%，它的温度通常在80℃（冬季）~100℃（夏秋季），这些热能都由于机器运行的温度的要求，都被无端的废弃排往大气中，即空压机的散热系系统来完成机器运行的温度要求。
空气压缩机余热回收热水器就是利用热能转换原理，把空压机散发的热量回收转换到水里，水吸收了热量后，水温就会升高。空压机组的运行温度就会降低。空压机余热回收热水器并非简单和传统的冷热交换形式，而是采用同程截流式反串技术使冷热交换效果大增到1.8~2.0倍。

a、螺杆空压机热能原理=电能→机械能→热能（热能主要是空气经过压缩之后温度骤升）

b、螺杆空压机热能原理=螺杆高速运转→摩擦发热→引发空压机油和空气高温到100度以上（这些热量靠空压机散热风扇散热到大气中白白浪费。以保证空压机温度需求并控制在65度至85度之间）

综合以上热能用空压机热水机吸收热能加热自来水供于各领域热水需求就顺理成章了。

二、产品特点

a)无成本运行-----完全余热利用

b)不受天气影响-----只要空压机运行

c)改善空压机运行状况-----降低故障率，保养周期延长。

e)空压机机头大修运行温度恒温运行，减少积碳现象，降低轴承损耗，延长机器使用寿命。

f)提高空压机的运行效率，实施空压机的经济运转。

安装艾德空压机热不机运行的空压机组，可以提高5%-8%的产气量，空气动力学家和空压机制造厂家给出厂机组额定的每分钟产气量m3/min是以80℃的温度测量定准。螺杆空压机的产气量m3/min会随着机组运行温度的升高而降低，固然空压机的机械效率就不会稳定在以90

℃而标定的产气量方可工作。它的反比程度是：温度每上升1℃，产气量就下降0.05%，温度升高10℃，产气量就下降5%。一般风冷散热的空压机都在88-96℃间运行，其降幅都在4-8%。夏天更甚，空压机热水机足可以使空压机温度降8-12℃，为此它的经济效益就更显著了。

三、产品性能参数

以下性能参数为30HP空压机加载时的产热能力，当空压机处于卸载、停机状态下，系统则无法回收其热能。

季节	春季	夏季		秋季		冬季
空压机运行状况	空压机加载运行工况下						KW
参考进水温度	15		15		15	10	℃
参考出热水温度	55						℃
空压机台数	1						台
出热水能力	349	349		349		290	L/H
出热水能力(按每天工作12小时计算)	4.188	4.188		4.188		3.48	T/天

四、系统标准配置

主要配置	品牌	功能
控制系统	EDEAIR	操作界面
热交换器材质	SUS316	油水交换导热
接触器	ABB	电路控制
水泵	德国威乐热水泵

一、工程项目概况

1、汕头工厂厂区一台30HP螺杆式有油空气压宿机，跟据工厂宿舍区人工人数及实际用水情况装置一台30HP艾德空压机热水机产热水，用于宿舍区员工生活用水。

按照工厂宿舍区40（三班制）员工淋浴用水按每人每天z*大用水量50L平均每天需求用水总量为2000L。机房与宿舍区距离为150米，我司设计为小循环供水模式。设置一台2吨热水保温储水箱放置在空压机站旁通过200W威乐水泵（一备一开）使水箱内常温水不断与空压机高温油热通过热水机不断换热生产热水。整个余热回收采热水供员工生活用水工程均采用艾德DN40复合保温热水管相连接，设置威东1000W增压泵将水热送到宿舍区供员工使用.

二、工程设计依据

1、热水回收系统工艺流程图

三、设计控制原理

1、有油螺杆式的空压机经改造后不影响空压机原设计要求，通过合理增加换热设备和控制系统等措施，配合外部增加的水泵和管路能够起到高效、安全和可靠地回收压缩机润滑油产生的热能，同时更有利于降低压缩机风扇电机的功耗和噪声，能在短时间内可以将水加热；

2、空压机原有冷却系统与余热回收系统为两套完全独立的系统，两套系统的切换通过机组油温和水温双重控制，在余热回收系统不需要启用时，使用空压机原来的风冷冷却系统；当余热回收系统启动时，通过温控阀切换至余热回收系统

3、为了节能能耗，把原冷却风扇工频控制改造成变频控制，当切换到余热回收系统后，空压机冷却风扇根据设定温度，自动变频运行；当外界所需热水水温升高余热回收系统无法达到冷却时，自动切换到空压机自带冷却系统中，风扇根据油温状况进行变频控制，做到节能降耗。

4、全自动控制系统，无需人为操作，控制系统会根据温度、水位的情况做出判断，自行决定运行方式。

四、控制器控制逻辑

手动状态

1、关机状态：

所有输出点无输出，如有故障主页面显示故障内容，蜂鸣器不响，不记录故障。

2、开机状态

循环泵：油温到达设定启动值后延时10秒开，低于设定停机值关；

水温低于设定值且低水位有水开，水温高或者低水位无水关；过载停止循环泵运行。

3-风机: 油温到达设定启动值开，低于停机值关。（输出为常闭输出，以保证控制器没有供电的时候还可以维持风机的供电。）

五、设备选型

根据工程项目的实际情况选择合适的空压机余热回收机组提供热水。

换热器设计参数

设计运行耐压：油/气侧：10.0kg/cm2；水侧：22.0kg/cm2

设计试验压力：油侧：20.0kg/cm2；水侧：33.0kg/cm2

设计耐热温度：油侧：120℃；水侧：100℃

设计水温热度：≥80℃

六、保温储热水箱选型

由于空压机余热回收机组，是根据水温以及水箱的液位来控制机组的启停及对水箱里的水进行循环加热的，一般水箱大小配置为实际用水需求量相同，，考虑到水箱保温效果好坏关系到能耗，建议采用保温性能良好、寿命较长的双层不锈钢水箱。

水箱为柱形双层不锈钢水箱，水箱内胆材质为304，底板厚2.0mm侧下层1.8mm,侧中层1.5mm和侧上层板1.2mm和顶板1.0mm，外包层材质为201，厚度1.0mm保温层为5CM聚氨脂发泡。为保证出水的恒温水箱中间加隔板。在不用水的情况下，24小时温差约小于5℃，系统的热水管采用艾德PPR保温复合热水管（专利号：ZL 201120076531.0），保温效果良好，美观实用。

七、系统运行技术措施

1、不锈钢保温水箱的进水控制

冷水给水管可以通过进口电磁阀控制补水，该阀受水位控制仪和温度控制仪双重控制。

水位仪为压力变送器送压力信号至液位器，水箱液位高低在综合控制柜液位器面板上以数字形式显示，显示精度为厘米。液位器可以简单回差式控制，可以任意设置满水水位和补

水水位，任意设置回差，并可设置低液位保护

水位仪测试液位位于低水位且中部温度探头为高温时，电磁阀开启，补水至设定满水位2点或中部温度探头探测到混合水温低于设定时，无论水位有没有补到高水位2点，关闭电磁阀。

补水加时间控制，在用水时间段内补水受水位控制仪和温度控制仪双重控制，有利于使用中水温恒温，

2、热水循环泵的运行控制

热水循环泵的运行根据不锈钢保温水箱的水温和水位的双重控制。

当温感器判定不锈钢保温水箱的温度低于50℃时，水泵启动。

当温感器判定不锈钢保温水箱的温度达到55℃时，水泵停止运行。

当不锈钢保温水箱的水位达到低水位1点时，水泵停止运行，即缺水保护。低水位1点至不锈钢保温水箱底的高度不小于40cm高度，防止水泵运行产生气蚀现象。

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