螺杆空气压缩机热能回收的原理及利用

李章

摘 要：空气压缩机在实际工作中，若处在持续运作的状态中，排气温度常常会上升到很高的温度，并在里面储备着很多的热量，在热量还没有被开发时，把它称之为废热。在对空气压缩机的热量储备程序进行改进后，很多的热量都能够得到再次使用，不仅可以保护大气环境，还可以减少热量的损耗，同时还会提高空气压缩机的运转速度。本文主要是针对螺杆空气压缩机热能回收的原理及利用进行分析，并研究他们在实际工作中的效果。

关键词：螺杆；空气压缩机；热能回收

中图分类号：TH45 文献标识码：A

空气压缩机在实际工作中，若处在持续运转的状态中，就会使润滑油的温度逐步上升，排气温度也会上升到很高的温度，并在里面储备着很多的热量，在热量还没有被开发时，把它称之为废热。当这部分废热通过风扇等工具被释放到周边的空气中时，就会引起温室效应，污染空气。在对空气压缩机的热量储备程序进行改进后，很多的热量都能够得到再次使用，不仅可以保护大气环境，还可以减少热量的损耗，同时还会提高空气压缩机的运转速度。

1.空气压缩机热能回收的必要性

根据原先的工作状态以及构造而生产出来的空气压缩机，它的绝热性能一般都处在0.65～0.85之间。而改进后的空气压缩机，它的供油温度一般处在54℃～64℃之间，实际工作中的排气温度常常处在84℃～94℃之间。过高的排气温度容易致使大多数的润滑油呈现气相的状态，给油气相离的工作带来了很大的麻烦，还会减少润滑油的工作年限。小部分热能的消耗是因为设备的工作摩擦，但大部分还是由于空气压缩机在挤压气体时产生热能转变而造成的消耗，压缩机的绝热性能一般是处在60%～80%之间。通过查阅相关资料发现，空气压缩机在实际工作时，真正因为运行而损失的电能在损失的总电能中只有很小的比重，大概有18%。而剩下大概82%的电能就会转变成热量，并通过风扇等工具释放到环境中。因此，很多空气压缩机在生产时会添加散热程序，使机器工作时出现的热能可以得到及时释放，从而保障机器的正常工作。过剩的热能倘若不能得到及时释放，不但会造成空气压缩机无法运转，还会致使机器内部温度过高，减少工作年限，甚至损坏。空气压缩机内部空气的温度太高，就会造成其他相关机器的工作強度过大，从而降低压缩空气的质量。

2.空气压缩机热能回收的原理

2.1 无油空气压缩机的热能回收设备

2.1.1 无油空气压缩机热能回收的工作原理

无油空气压缩机热能回收设备由空气压缩机释放出的84℃的热水，在用户利用后，再次回到热能回收设备的转换程序时，就会转换成34℃的冷水，等它再次回到空气压缩机时，空气压缩机一定不会由于温度过高而出现问题。空气压缩机和热能回收设备之间循环用到的水都是由水泵产生的。空气压缩机产生的热水会直接跟应用端相连，用户所用到的热水都是由应用端产生的。而用户用过的热水也会再次回到应用端，从而到达热能回收设备中进行冷却。

2.1.2 无油空气压缩机热能回收设备的零件

（1）板式换热装置

它由很多表面呈现波纹形状的金属片，进行相互累加而形成的一个新型的、运转速度快的换热装置。

（2）水泵

水泵选取的是叶轮泵，且要准备两台，确保一台水泵出现故障时，另一台水泵可以继续运行。

（3）比例调动按钮

比例调动按钮和电动设备协调运作，用来判断合流或分流的操作指令，从而操控温度。

（4）电控装置

电控装置选取的是系统逻辑操控设备，可以按照实际指令来运转。操控设备可以对比例调动按钮进行持续运转，保证水温的恒定。

（5）安全按钮

它的作用就是安全保护，当设备里的水压过高时，机器就会自动往外释放水。安全按钮在这个过程中可以保护人身安全和机械的运转。

无油螺杆空气压缩机的热能回收设备技术已经在实际工作中进行实验，效果较好，可以被企业在实际生产中使用。

2.2 喷油螺杆空气压缩机的热能回收设备

该设备的工作原理如图1所示。

空气压缩机主机1里盛放的油通过油气相离设备2到达板式换热设备7实现降温后，再经过放油通道上的温控按钮4发送指令，判断该温度有没有到达温控按钮制定的温度。倘若温度大于事先制定的温度，就要由油冷却设备5进行冷却，冷却后的油通过油滤设备3再次到达主机1；倘若由热回收设备释放出来的油温小于事先制定的温度，就会直接从油滤设备3到达主机1。在热回收设备的另一边会设置进水口和出水口按钮，经过热回收设备中的温度输送设备8给温控按钮6发送指令，从而实现调整水温的目标。

注意要点：

（1）空气压缩机依靠雄厚的生产技术，独一无二的3路通道特点，把空气压缩机的冷却的通道相互分离开，从而保障了空气压缩机的正常运转。

（2）热回收设备选取独特的热转换设备，即不锈钢热转换设备。让热能在传输过程中的速度最快，消耗最低，如图2所示。

该热回收设备程序简单、使用方便，得到很多企业的青睐。该热回收设备的安装非常容易，全部的模块都可以单独拆卸，有利于后期的维修。该热回收设备在生产时，选取模块化生产，共用部分可以在各种热转换设备中替换使用，方便于后期的检查和维修。

该热能回收设备已经在实际工作中经过试用，取得了较好的结果，目前已经被很多家企业使用。

3.经济效益

经计算可知，一台250kW无油螺杆空气压缩机，如果把它全年的工作时间照7500h来计算，它能够回收的热量大概有4600MJ；每小时能够节省的电能大概有1300000kW；大概可以为企业或相关单位减少90万元的损失；工作半年左右就能够收回所有的成本费用。

结论

目前，国家正在提倡节能减排，注重保护环境，避免温室效应的产生。而空气压缩机经过改进以后，不但能够增长用户保护环境的责任感，也对绿色地球的形成贡献出了自己的力量。企业或单位在实际工作中使用螺杆空气压缩机进行热能回收，不但可以提高设备的工作效率，延长设备的使用年限，保护使用者的人身安全，减少设备的损耗和维修；还可以降低能量的损失，避免浪费，这不仅给企业或单位自身带来有利之处，给社会、国家都带来了很大的影响。

参考文献

[1]张霞，邹江.螺杆空气压缩机热能回收的原理及应用[J].机械制造与自动化，2012，2（14）：22-23.

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