一、技術背景
現行螺桿式空氣壓縮機的工作流程如下：空氣通過進氣過濾器將大氣中的灰塵或雜質濾除后，由進氣控制閥進入壓縮機主機，在壓縮過程中與噴入的冷卻潤滑油混合，經壓縮后的混合氣體從壓縮腔排入油氣分離罐，從而分別得到高溫高壓的油、氣。由于機器工作溫度的要求，這些高溫高壓的油、氣必須送入各自的冷卻系統(tǒng)，其中壓縮空氣經冷卻器冷卻后，最后送入使用系統(tǒng)；而高溫高壓的潤滑油經冷卻器冷卻后，返回油路進入下一輪循環(huán)。
在以上過程中，高溫高壓的油、氣所攜帶的熱量大致相當于空氣壓縮機功率的1/4，其溫度通常在80℃—100℃之間。螺桿式空氣壓縮機通過其自身的散熱系統(tǒng)來給高溫高壓的油、氣降溫的過程中，大量的熱能就被無端的浪費了。
空壓機余熱為了充分利用螺桿式空壓機所產生的余熱,空壓機熱泵熱水器提供了一種余熱利用技術，利用該技術對螺桿式空氣壓縮機所產生的高溫高壓的氣體進行冷卻，不僅可以提高空氣壓縮機的產氣效率，而且可使企業(yè)獲得生產和生活所需的熱水，嚴冬可加熱到≥ 50℃，夏秋季節(jié)≥65℃，從而解決了企業(yè)主為福利生活熱水長期經濟支付的沉重負擔。
現行企業(yè)的生活熱水大多都采用燃油鍋爐供應熱水，而且必須是限量定時供給。從調查三十幾家企業(yè)的供水資料顯示：就是采用節(jié)能型的燃油鍋爐燒水，人均每天的熱水費用是：冬天0.8元/人，夏天0.5元/人，平均為：0.65元/人，月支付19.5元/人，一名職員的年供熱費用是：234.00元/人，一個1000人的企業(yè)光熱水一項經濟支付就達234000元。使用我們的余熱利用裝置，就可以得到方便可觀的經濟實用價值。
表一 空壓機熱泵與燃油鍋爐的經濟價值比較（1000人用水企業(yè)）
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供熱方式 |
節(jié)能環(huán)保性 |
一年運行費用 |
管理維護費用 |
供熱程度 |
總開支 |
|
空壓機熱泵 |
節(jié)能環(huán)保安全 |
無運行費用 |
清洗費300 |
不限量不定時 |
300 |
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燃油鍋爐 |
燃油污染環(huán)境 |
234000 |
8000 |
限量、定時 |
242000 |
二、空壓機熱泵技術方案簡介
1、換熱器設計參數
設計運行耐壓：油/氣側：10.0kg/cm2；水側：22.0kg/cm2
設計試驗壓力：油/氣側：20.0kg/cm2；水側：33.0kg/cm2
設計耐熱溫度：油/氣側：120℃；水側：100℃
設計水溫熱度：冬季≥50℃，夏季≥60℃
2、換熱器集熱效應表
表二 換熱器集熱效應表
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空壓機功率KW |
集熱量Kcai/H |
熱負荷KW |
油/氣流量L/min |
熱水產量L/min |
|
15 |
15000 |
17 |
40 |
10/5 |
|
22 |
22000 |
25 |
58 |
14/7 |
|
30 |
30000 |
34 |
80 |
20/10 |
|
37 |
37000 |
42 |
98 |
24/12 |
|
45 |
45000 |
52 |
120 |
30/15 |
|
55 |
55000 |
63 |
146 |
36/18 |
|
75 |
75000 |
86 |
200 |
50/25 |
空壓機余熱利用系統(tǒng)特點簡要介紹：
（1）、空壓機原有冷卻系統(tǒng)與余熱利用技術是兩套完全獨立的系統(tǒng)，使用企業(yè)無須擔心由于我方系統(tǒng)的原因而影響空壓機的運行。兩套系統(tǒng)的切換由電磁閥控制，在余熱利用系統(tǒng)未啟用時，空壓機使用機身自帶冷卻系統(tǒng)；當余熱利用系統(tǒng)啟動時，電磁閥自動切換至余熱利用系統(tǒng)；當我方系統(tǒng)出現故障時，切斷我方系統(tǒng)電源，即可使用空壓機原有冷卻系統(tǒng)。
（2）、在保溫水箱未滿時，使用自來水水壓供水，只有在水箱滿水時，才啟用循環(huán)水泵，可最大限度節(jié)約能源。
（3）、全自動控制系統(tǒng)，無需人為操作，控制系統(tǒng)會根據溫度、水位的情況做出判斷，自行決定換熱方式以及空壓機的冷卻方式。
工作原理
熱能熱水機組，是利用壓縮中的高溫油氣熱能，通過熱交換將熱能傳遞給常溫熱水，實現熱能利用。電動機帶動螺桿機旋轉，空氣經過濾器，被吸入螺桿壓縮機中壓縮成高壓空氣，并與循環(huán)油混合形成高壓高溫油氣混合氣體，進入油氣分離器。油氣混合氣被分離成油氣和空氣后，其中的壓縮空氣經后冷卻器散熱后供給用戶；而循環(huán)油氣在油氣分離器中被分離，凝結成液態(tài)后，再經前冷卻器散熱及過濾器過濾，回到壓縮機，完成一個循環(huán)過程。壓縮機熱能熱水機組是將高溫循環(huán)油(和高溫壓縮氣體)引入熱能熱水機組內，空壓機運行過程中所產生的熱能被熱能熱水機充分吸收，同時壓縮機得以降溫。
噴油螺桿壓縮機熱能熱水機組，是一種利用壓縮機高溫油氣熱能，通過熱交換將熱能充分利用的節(jié)能設備。它通過能量交換和節(jié)電控制，收集空壓機運行過程中產生的熱能，同時改善空壓機的運行工況，是一種高效廢熱利用、零成本運行的節(jié)能設備。
卓越節(jié)能科技有限公司專業(yè)致力于節(jié)能產品和技術應用及推廣。公司依托大專院校技術，與科研機構緊
密合作，始終站在節(jié)能技術的前沿。結合近年來廣大企業(yè)能耗設備的現實需求和保護我們地球的共同社會責
任，公司引進國外先進節(jié)能技術和產品，自主研發(fā)了高效熱能利用節(jié)能設備。公司采用世界先進的合同能源管
理（EMC）模式，結合世界銀行全球基金（GEF）中國促進項目，為企業(yè)節(jié)能降耗找到一種新的融資途徑。
三、空壓機余熱利用系統(tǒng)優(yōu)點
1、安全、衛(wèi)生、方便
螺桿空壓機余熱利用裝置與燃油鍋爐比較，無污染、一氧化碳、二氧化硫、黑煙和噪音、油污對大氣環(huán)境的污染。一旦安裝投入使用，只要空壓機在運行，企業(yè)職員就隨時可以提取到熱水使用，不必定時定量供應，系統(tǒng)較大的企業(yè)還可以滿足企業(yè)職員在冬季使用熱水來活潑衣服、被褥。為創(chuàng)建資源節(jié)約型環(huán)境友好型企業(yè)奠定基礎。
2、提高空壓機的運行效率，實現空壓機的經濟運轉
安裝螺桿空壓機余熱利用裝置的空壓機組，可以提高產生氣量8%，空氣動力學家和空壓機制造廠家給出廠機組額定的每分鐘產氣量m3/min是以80℃的溫度測量定準的。
螺桿空壓機的產氣量m3/min會隨著機組運行溫度的升高而降低，當然，空壓機的機械效率肯定不會穩(wěn)定在以80℃標定的產氣量上工作。它的反比程度是：溫度每上升1℃，產氣量就下降0.5%，溫度升高10℃，產氣量就降5%。一般風冷散熱的空壓機都在88—96℃間運行，其降幅都在4—8%，夏天更甚�？諌簷C余熱利用裝置足可以使空壓機溫度降8—12℃，為此它的經濟效益就更顯著了。下表體現8.0kg/cm2工作壓力下，80→90℃日產氣經濟性能比較：
表三 空壓機不同溫度下的產氣率與經濟效益
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氣泵功率
KW/PH |
80℃產氣m3/min
90℃產氣m3/min |
±M3/H |
±M3/24H |
KWH/天 |
0.65元/KWH
電費（元）/天 |
|
15/20 |
2.30/2.185 |
6.5 |
156.0 |
17.0 |
11.05 |
|
22/30 |
3.4/3.23 |
10.2 |
245.0 |
26.0 |
16.9 |
|
30/40 |
5.0/4.75 |
15.0 |
360.0 |
36.0 |
23.4 |
|
37/50 |
6.0/5.7 |
18.0 |
432.0 |
44.4 |
28.86 |
|
45/60 |
7.1/6.74 |
21.3 |
510.0 |
53.8 |
34.97 |
|
55/75 |
10.0/9.5 |
30.0 |
720.0 |
66.0 |
42.9 |
|
75/100 |
12.0/11.4 |
36.0 |
864.0 |
90.0 |
58.5 |
一臺55KW/75HP的空壓機,在90℃溫度中運行一天就少產氣720 m3，產出720 m38..0KG/ cm2高壓氣體55KW/75PH機組1.2小時才能完成，需要66KWH的電能，按0.65元/KWH一天多耗電能就是42.9元/天，一個月1287元，一年15444元�？諌簷C熱泵可以使運行溫度在80—84℃間運行。如果多臺氣泵運行，其經濟效益更為顯著。
由于產量的提高，供氣系統(tǒng)的氣壓也相應提高，自動化設備中的氣動元件，因為氣壓的升高，氣動元件的動作次數也會提高，使生產線的產量也跟著提升。氣動元件的動作靈敏、穩(wěn)定，對其生產線的產品質量也提供了可靠保證。
3、提高空壓機的使用壽命
空壓機工作溫度的降低，減少了機器的故障，延長了設備的使用壽命，降低了維修成本，增大了機油、機油隔、油/氣分離器更換時限，相應延長了設備的更換期限。
4、經濟實用，運行可靠。
在螺桿式空壓機旁安裝余熱利用系統(tǒng)，對空壓機的正常運行、維護、保養(yǎng)絕無影響。選擇這項安全高效節(jié)能環(huán)保的實用技術是賢明之舉措。安裝一臺55KW/75PH，有800—1000人用水的空壓機上，一年的直接經濟效益超過180000元。其系統(tǒng)主體部分采用耐高壓，高導熱復合材料組成。產品承諾三年保修， 控制部分一年內包換。
