空壓機餘熱回收及其應用參考手冊
空壓機熱量的產生：
壓縮空氣高溫的產生在空壓機工作過程中，壓縮空氣在外力作用下，分子勢能轉換成分子動能，分子動能增加，分子熱運動劇烈，使分子溫度升高，表現為，壓縮後的空氣溫升大幅升高。
潤滑油高溫的產生：
在空壓機的壓縮過程中，主要依靠設備的主軸運轉，帶動壓縮過程進行。由於主軸在運轉過程中，與軸瓦產生摩擦，導致主軸溫度升高。升高的溫度，對運行中的設備危害很大，這部分熱量就要依靠潤滑油在對運轉部件潤滑過程中，將熱量帶走。帶走的熱量，最後傳遞給潤滑油，使潤滑油溫度升高。
空壓機熱量產生的原因：
熱力學第一定律：熱力系內物質的能量可以傳遞，其形式可以轉換，在准換和傳遞過程中，各種形式能量的總量保持不變。
根據這一定律，空壓機熱量的產生，靠電動機在電能作用下，對空壓機系統做功。使系統內能增加，表現為，油溫和壓縮氣體溫度升高 。
可回收部分熱量的管路設計：
我們針對空壓機中可利用的部分：
氣冷卻器13%和油冷卻器72% 進行改造和利用。
1）壓縮氣體改造：在壓縮空氣出口管道處，重新接通一管道，將高溫壓縮空氣引出，與熱水機組上高溫空氣進口連接。使壓縮空氣進入板換中，與生活用水換熱後，從板換的空氣出口處引出，再與壓縮空氣出口末端管道連接，使經冷卻後的壓縮空氣提供給用戶。
2）滑油管路改造：潤滑油在氣油分離器中分離後，將高溫的潤滑油經過鋼絲軟管引出，進入到換熱器內。在板換內，與水換熱後。再油鋼絲軟管引出。
為保證空壓機的運行穩定，避免因換熱器有故障，或換熱器檢修等問題，在設計過程中，另外再設計一條迴路，直接將高溫油連接到換熱器的回油端。
在換熱器的回油端，設計安裝一電動三通閥。將換熱器回油端的沒有進入板換的高溫油，和進入板換的低溫油分別處理。
冷卻水系統的設計：
冷卻系統設計圖：
將一定量的生活用水通過供水泵先注入到循環水箱內。然後通過循環水泵將生活用水加入到熱水機組內，參與換熱。換熱後的高溫生活用水再次進入到循環水箱內，繼續被循環泵抽送到熱水機組內加熱。當生活用水在熱水機組內經過多次加熱，達到符合用戶要求溫度的熱水後，再通過恆溫供水泵，將這部分熱水儲存到恆溫水箱里。
最後，根據用戶需要，開啟恆溫水箱出水泵，將達到要求的熱水供給用戶使用。
儀錶控制櫃：
電儀控制系統：
溫度感測器：檢測的主要有冷卻水的進出口溫度； 潤滑油進出熱水機組溫度；壓縮空氣進出熱水機組溫度。
電子除垢儀：
費用對比表：（僅做參考用）
空氣壓縮機餘熱回收部分案例示意圖：
無油螺桿式壓縮機熱回收系統的原理示意圖：
如下圖所示。在該系統中通過水泵不斷將冷水輸送到無油螺桿壓縮機，壓縮機散熱產生的熱量將冷水加熱，然後輸送到熱回收模塊，熱回收模塊相當於換熱器，熱水通過該模塊的時候進行換熱，可以達到用戶想要的溫度。此外該系統中還設置了保護系統，當熱水溫度不高時，熱水直接通過旁路經電動調節三通閥繼續進行循環；當熱水溫度過高時，熱水則通過保護系統進行降溫處理後經電動調節三通閥繼續循環下去。
單管直送：
適用於長距離500米以上，無恆溫控制的送水系統， 特點是：蓄水箱的水位由浮球閥控制，水位控制簡單，管道成本低。適合於用水需求量接近或大於供給量的情況。
1.原空壓機水冷系統可以切換控制，也可以不接，不影響系統運行；
2.蓄水箱水位控制可以採用浮球閥形式；
3.若蓄水箱水位低於輸水泵高度，應在輸水管道串接電磁閥，其控制用送水信號或者輸水泵控制同一信號；
4.可以在輸水泵前端安裝電接點壓力表，可將電接點壓力表的通斷信號作為系統的可送水信號(接至XT2.9-XT2.10，即COM-X1，兩點接通即送水，斷開禁止送水)，也可將表的控制點不輸水泵控制線圈串接；
5.考慮到電接點壓力表和浮球閥工作的特點，應適當設置水泵執行延時；
參數設置：
【加熱方式】：循環；【溫控接入方式】：本地控制；
【溫度模式】：回差控制；【輸水結構】：單管循環；
【輸水用水類型】：消耗型【補水方式】：單補水；
【單補水埠】：循環箱補水【水泵執行延時】：1-3秒。
單管直送二：
適用於長距離無恆溫控制的送水系統, 特點是：蓄水箱的水位由水位控制器控制，水位控制線路加長，管道壓力小，成本低。適合於用水需求量接近或大於供給量的情況。
蓄水箱的水位控制信號送到熱水機的可送水端子，送水信號(接至XT2.9-XT2.10，即COM-X1，兩點接通即送水，斷開禁止送水)；其它同方案一，參數設置同上。
單管恆溫：
適用於中長距離200-500米距離，有恆溫控制的送水系統，特點是：蓄水箱的水位由水位控制器控制，設有錯峰晝夜補水定時控制，水位及給水由本地控制。系統有恆溫控制，能保證蓄水箱溫度處於較高溫度。適合於用水需求小於供給量的情況。
參數設置：
【加熱方式】：循環；【溫控接入方式】：本地控制；
【溫度模式】：回差控制；【輸水結構】：單管循環；
【輸水用水類型】：消耗型；【補水方式】：單補水；
【單補水埠】：蓄水箱回水；【水泵執行延時】：1-3秒。
雙管恆溫開放循環式：
適用於長距離500米以上距離，有恆溫控制系統，特點是：送水及回水分別鋪設管道，恆溫效果好，但管道成本高。
參數設置：
【加熱方式】：循環；【溫度模式】：回差控制；
【輸水結構】：雙管循環；【輸水用水類型】：消耗型；
【補水方式】：單補水；【單補水埠】：蓄水箱回水。
雙管恆溫密閉循環方式：
參數設置：
【加熱方式】：循環；【溫度模式】：回差控制；
【輸水結構】：雙管循環；【輸水用水類型】：循環型；
【循環恆溫控制值】：設定控制值；【補水方式】：單補水；【單補水埠】：循環箱補水。
單循環：
適用於近距離100米以內距離，特點是：溫效好成本低，控制簡單。
參數設置：【加熱方式】：循環。
直熱（循環）：
適用於單位時間用水均勻水量不大的需求情況，特點是：恆溫效果好成本低，控制簡單，可以作為供暖系統。系統設置為【直熱方式】。採用本方式，內置【循環泵】控制(Y2)無輸出。溫度控制由【送水】發出。用戶可以拆除循環泵，代之以電動閥或電磁閥。其溫度控制方式有兩種，一是【油溫優先】的溫度控制，二是【水溫優先】的控制方式。如選擇油溫優先時，當油溫達到設定溫度時【送水】輸出，低於設定溫度時關閉；如選擇水溫優先時，若油溫符合上述要求，同時水溫達到設定溫度時【送水】輸出，低於設定溫度時關閉；若油溫不能滿足上述設定要求，【送水】無輸出。本控制方式需要為供水系統提供所需動力。若採用本機內置泵作為給水動力，請將內置循環泵接至【送水】輸出點XT3(Y1)。
參數設置：【加熱方式】：直熱；【直熱】：油溫控制； 【溫度模式】：回差控制；【直供方式感溫設置】：設定值；【直供方式輸出控制】：根據硬體結構選擇。
多機組組合：
適用於多機組用水量大，距離長無恆溫控制的送水系統，特點是：蓄水箱的水位由浮球閥控制，水位控制簡單，管道成本低，各水箱可擴從容量，設備容量亦可擴充。系統設置按照輸送水的具體模式確定。
參數設置：【加熱方式】：循環；【溫控接入方式】：本地控制；【溫度模式】：回差控制；【輸水結構】：單管循環；【輸水用水類型】：消耗型；【補水方式】：單補水；雙補水，可選； 【單補水埠】：循環箱補水； 蓄水箱回水，可選；【水泵執行延時】：1-3秒。
控制系統輸出條件及狀態：
某項目工程結構圖：
系統安裝兩台空壓機熱能熱水機組，機組分別不兩台100HP復盛水冷空壓機連接，採用單油利用連接方式。循環水箱蓄水量2.5噸，同時不兩台熱能熱水機連接，熱水經機組內循環泵將循環水通過熱交換器獲得熱能，當溫度達到設定要求時，將熱水送出，分別送至幹部樓三樓頂2噸蓄水箱和宿舍六樓頂的兩個6噸水箱。冷水補水從循環箱補充。
系統工作說明：
參數和結構設計參見「案例示意圖」之」單管直送二」和」單管恆溫」，本方案將此兩形式按合二為一，兼具兩方案之優點；當需求量大，需求量大小於供給量時（用水人數多），可採用」 單管直送二」，當用水量小需求量時（用水人數較少），可採用」單管恆溫」； 設備工作不否不影響空壓機正常運行，開機時可以協助空壓機的冷卻系統降溫，熱能熱水機關機後，空壓機的溫度會略有所下降，請觀察排氣溫度，調整冷卻水量，將空壓機的排氣溫度控制在恰當的範圍。建議空壓機運行時，空壓機的排氣溫度工作在75-85攝氏度，既有利於空壓機運行，同時可以獲取恰當的熱能。
輸送水由主機控制。
A.循環加熱過程：當空壓機運轉，油溫上升到設定值時，熱能熱水機循環工作,低於設定溫度回差以下，循環停止工作；
B.補水過程：循環箱缺水時，由水位控制器控制補水電磁閥（V1）完成補水過程，給水補充至滿水位時，補水結束；
C.送水過程：當循環水箱處於滿水位，循環水箱溫度達到設定起始送水溫度時，送水啟動；
D.輸水泵工作過程：當送水信號發出後，經設定延時，可送水滿足條件，輸水泵運行；
E.輸水泵一用一備：主輔泵工作模式參見「本地輸水泵控制」參數設置說明；
F.輸水過程：輸水泵工作時，熱水從循環箱，經過輸水泵分兩路送到廠房幹部宿舍和員工宿舍，當兩處蓄水箱水充滿後，電接點壓力表因管道壓力增加，達到設定值（運行壓力為0.3MPa，設定停機壓力為0.35MPa）後，電接點控制信號送入到控制系統，系統收到停止信號，送水停止輸出，輸水泵停止工作；
G.回水及控制方法（單管恆溫方式）：
a)回水的必要性，企業因長假沒有用水或者因配置空壓機長期未工作，導致蓄水箱滿水同時溫度下降，蓄水箱的水溫達不到使用要求，通過回水措施可以將蓄水箱的水溫回到循環箱重新加熱，加熱後再送到蓄水箱中，以提升蓄水箱水溫；
b)回水控制準備：啟動回水控制（即「單管恆溫方式」）；打開必要的回水閥門（蓄水箱回水閥，輸水箱回水閥）
Q2：循環加熱水箱出水閥（位置：空壓機房——循環水箱出口）；
Q3：輸水泵控制箱回水閥（位置：空壓機房——輸水泵控制箱內）；
Q4：輸水泵控制箱出水閥（位置：空壓機房——輸水泵控制箱出口）；
Q7：蓄水箱恆溫回水閥（位置：幹部宿舍樓頂——蓄水箱出口）；
Q9：蓄水箱進水閥（位置：員工宿舍樓頂——蓄水箱進口）；
Q13：蓄水箱回水閥（位置：員工宿舍樓頂——蓄水箱出口）；
c)自動回水控制，進入「補水方式」界面，設置「從蓄水箱回水」即可，系統就會自動控制全過程；
d)採用回水方式時，系統不會從循環箱補水，而是從非蓄水箱補水（給水）；
e)幹部樓恆溫設置：調整設置溫度可以改發恆溫控制的最低值，回差3度（可設置），當溫度低於設定值，蓄水箱水位處於可以回水的狀態是，回水閥Q7打開，可以回水，當系統回水是，蓄水箱的水被回抽到循環加熱箱重新加熱；如果蓄水箱溫度超過設定溫度或者水量不夠，回水關閉；溫控操作界面如下圖：
H.單管恆溫方式的補水操作（宿舍樓蓄水箱補水）
a)確認Q18處於打開狀態；
b)確認控制箱有電，確認冷水管水壓正常；
c)確認水位線設置合理，（注意：溢水水位線和溢水口間留出單次送水的容量，即新熱水的補充容量）；
d)錯峰時間設置合理，用水高峰時段定時控制器為ON，系統處於高位給水，用水低峰時段為Off，系統處於低位給水。
I.直送水控制方法（單管直送方案二）：
a)控制準備，確認Q9處於關閉狀態，補水閥打開，Q16,Q17打開；
b)系統設置為【從循環端補水】；
c)本方案的不足在於會造成幹部宿舍因產期不用水出現新熱無法補充使得水溫降低（解決對策：將系統工作設置為「單管恆溫方式」，運行幾個小時即可）
目前不建議採用本方案。
項目Ⅱ：
系統安裝三台空壓機熱能熱水機組，機組分別與三台200HP捷豹水冷空壓機連接，採用單油利用連接方式。循環水箱蓄水量5噸，同時不三台熱能熱水機連接，熱水經機組內循環泵將循環水通過熱交換器獲得熱能，當溫度達到設定要求時，將熱水送出通過兩台循環泵給二次換熱器熱交換後由原來的供暖循環泵給廠房供熱。
系統工作說明：
參數和結構設計參見「示意圖」之」單管直送二」； 設備工作不否不影響空壓機正常運行，開機時可以協助空壓機的冷卻系統降溫，熱能熱水機關機後，空壓機的溫度會略有所下降，觀察排氣溫度，調整冷卻水量，將空壓機的排氣溫度控制在恰當的範圍。建議空壓機運行時，空壓機的排氣溫度工作在75-85攝氏度，既有利於空壓機運行，同時可以獲取恰當的熱能。 輸送水由主機控制。
A.循環加熱過程：當空壓機運轉，油溫上升到設定值時，熱能熱水機循環泵工作，低於設定溫度回差以下，循環泵停止工作；
B.補水過程：由循環水箱上的浮球閥和手閥所控制，當水位滿水時，浮球閥令給水關閉；
C.送水過程：當循環水箱處於滿水位（內部水位被短接E1-E3令水位條件始終滿足），循環水箱溫度達到設定起始送水溫度時，送水啟動；
D.輸水泵工作過程：當送水信號發出後，經設定延時（出廠設定為30秒），可送水滿足條件，輸水泵在輔劣送水泵（M1）運行延時後再啟動運行；
E.輸水泵為一用一備：主輔泵工作模式參見「本地輸水泵控制」參數設置說明；
F.輸水過程：輸水泵工作時，熱水從循環箱，經過輸水泵分兩路經過兩個二次換熱器，構成一個循環過程，熱水經二次散熱後回到循環水箱；
G.各閥門狀態：
1.熱回收工作方式：
2 鍋爐工作方式：
3.電控箱位置：
空壓機熱回收熱備的電源由鍋爐空箱給出，箱內的三相自勱開關合上，為熱回收設備提供電源，熱回收設備均為單相220VAC用電。主機通過對鍋爐電控箱的聯鎖，控制循環泵的工作。當工作方式轉換開關在【鍋爐】方式時，系統按照原來的工作模式工作。當工作方式轉換開關在【熱回收】方式時，系統按照熱回收工作模式工作。任意一台鍋爐給電時，熱回都會收失去對泵的控制權，兩個泵的交流接觸器增設了熱過流保護反饋信號給主機，若一台泵過載，系統會自勱切換到另一台泵工作。
本文來源於互聯網，案例部分取材於卓越節能。暖通南社整理編輯。
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