風(fēng)冷空壓機熱回收的應(yīng)用

郭榮春

1.引言

在眾多已建及新建的工業(yè)生產(chǎn)用房項目中，一般都配有空氣壓縮機以制備生產(chǎn)用壓縮空氣。大部分空氣壓縮機為風(fēng)冷型號，即使在冬季，也需要輸入室外冷空氣以冷卻空氣壓縮機，帶走空壓機的熱量，以高溫?zé)犸L(fēng)的形式排出室外，這部分熱量是直接損耗的。與此同時，部分生產(chǎn)車間在冬季需要配備采暖系統(tǒng)，以維持一定的生產(chǎn)所需溫度，也需要消耗一部分的能量。如何節(jié)約能源，盡可能廢熱利用是目前急需解決的問題。針對上述問題，本文闡述了一種循環(huán)利用廢熱、節(jié)能的空壓機冷卻風(fēng)再利用系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)設(shè)計原理

如圖一所示，該系統(tǒng)主要包括以下幾個主要部件：風(fēng)冷空氣壓縮機，普通送風(fēng)風(fēng)機，部分風(fēng)管風(fēng)閥，單層百葉風(fēng)口等，其中車間部分送風(fēng)管道等未全部表示。

系統(tǒng)運行策略如下：

1）當(dāng)車間溫度低于設(shè)定溫度時，打開電動風(fēng)閥4及送風(fēng)機，關(guān)閉電動風(fēng)閥3；

2）當(dāng)車間溫度高于設(shè)定溫度時，打開電動風(fēng)閥3，并同時調(diào)節(jié)電動風(fēng)閥4的開啟度，以維持設(shè)備房、車間設(shè)定溫度；

3）非車間采暖季節(jié)，關(guān)閉電動風(fēng)閥4及送風(fēng)機，打開電動風(fēng)閥3。

該系統(tǒng)配置及控制策略既滿足了冬季空氣壓縮機機房冬季通風(fēng)降溫要求，也滿足了車間冬季采暖需求，最大限度利用了空氣壓縮機散發(fā)的熱量，可以減小車間采暖系統(tǒng)熱源主機系統(tǒng)容量配置。本系統(tǒng)的控制操作簡單方便，只需進行簡單的風(fēng)機及管路切換接，方可實現(xiàn)多種模式通風(fēng)及采暖等要求，是一種高效節(jié)能的系統(tǒng)。

3.系統(tǒng)優(yōu)、缺點

與空氣壓縮機排風(fēng)、車間采暖系統(tǒng)分別獨立設(shè)置相比較，本系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

1）僅需增設(shè)車間熱風(fēng)采暖系統(tǒng)所需的風(fēng)機，大大減少了投資成本；

2）采用溫控調(diào)節(jié)；

3）能滿足空氣壓縮機機房冬季排風(fēng)和車間冬季熱風(fēng)采暖基本要求；

4）可以實現(xiàn)多種模式轉(zhuǎn)換運行；

5）最大限度的利用空氣壓縮機產(chǎn)生的熱量，節(jié)約能源；

與此同時，該系統(tǒng)也存在如下不足：

1）受壓縮空氣系統(tǒng)容量限制，可回收熱量是由空氣壓縮機規(guī)格決定，與車間采暖負荷不完全匹配，只能作為車間采暖系統(tǒng)的一部分、補充。

2）一般空氣壓縮系統(tǒng)噪聲比較大，只能適用于對噪聲要求不是很嚴格的生產(chǎn)車間。

4.系統(tǒng)的實際應(yīng)用

以蘇州某制造廠房為例，該工廠配有90kW的風(fēng)冷螺桿空氣壓縮機兩臺，全負荷工作時，單臺排風(fēng)量為15000m3/h，合計30000m3/h；排風(fēng)溫度為45℃。車間僅在冬季有采暖需求，而且溫度要求也不高，根據(jù)計算，空壓機排風(fēng)回收熱量完全可以滿足車間采暖熱量需求。系統(tǒng)造價及運行情況分析如下表：

以冬季采暖時間各為三個月（90天）、每天運行時間8小時計算，熱回收系統(tǒng)年節(jié)約費用為28800元，與初投資增加成本（30000元）相比較，預(yù)計1年多即可以回收增加的初投資成本。而且這還是在不考慮采暖系統(tǒng)投資的情況下，如果考慮采暖投資，所節(jié)約投資、節(jié)能效果更為顯著。

5.總結(jié)

1）采用空壓站熱排風(fēng)熱回收后，在節(jié)能降耗、節(jié)約基建投資方面的影響是巨大的，具有很好的經(jīng)濟效益和社會環(huán)保效益。

2）同時，本熱回收系統(tǒng)適用于空氣壓縮機站房與主廠房相連或者空氣壓縮機站房就地設(shè)置在主廠房內(nèi)的情況。如果空壓站不靠近主廠房，則需要設(shè)置排風(fēng)管道，這樣不僅增大了初投資、降低了熱回收的經(jīng)濟性，而且增大了施工難度、復(fù)雜性。

（作者單位：蘇州工業(yè)園區(qū)設(shè)計研究院股份有限公司）