物理原理決定了壓縮空氣是迄今為止最昂貴的能源。同時(shí)，熱動(dòng)力學(xué)定律也清楚地告訴我們，不消耗熱能就得不到壓縮空氣。在壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行以后，壓縮空氣時(shí)的熱能回收再利用特別嚴(yán)重。
為什么在生產(chǎn)壓縮空氣時(shí)的熱能回收是一項(xiàng)快回報(bào)的投資呢？
從能源方面思慮，壓縮空氣是一個(gè)極度熱門的話題。有限的資源、肅穆的環(huán)保章程、限定的CO2排放量和不斷上漲的能源價(jià)格都是能效項(xiàng)目建設(shè)的推動(dòng)力。
一方面，精心造型的工序，其中包羅利用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速、盡也許地讓空壓機(jī)在最佳工作點(diǎn)附近工作，以及為了保障企業(yè)生產(chǎn)工序的安全進(jìn)行的適當(dāng)功率儲(chǔ)備等都為項(xiàng)目奠定了良好基礎(chǔ)。
另一方面，壓縮機(jī)在提高空氣壓力時(shí)抬高了空氣的溫度，這也為熱能回收再利用帶來(lái)了宏大的潛力。基于企業(yè)的成本效益思量，公司用戶也越來(lái)越關(guān)注熱能回收再利用的問題了。
熱能回收再利用的投資回報(bào)率很高，平素不到兩年就能收回全部投資。為什么壓縮空氣的熱能回收有著這樣的潛力呢？本文將詳細(xì)解答。
縮空氣經(jīng)過(guò)熱交換器的冷卻器管，冷卻水在管子中逆向流動(dòng)，薄片造型的冷卻管確保了有效的熱傳遞并減少了壓力損失。
熱力學(xué)定律的利用
據(jù)熱力學(xué)定律可得，當(dāng)封閉空間內(nèi)的空氣被壓縮時(shí)，氣體溫度會(huì)升高，在封閉的空間里，氣體受到壓縮時(shí)，空氣分子之間的距離縮短，因此產(chǎn)生的摩擦加入。根據(jù)這些熱力學(xué)原理，混入空壓機(jī)各個(gè)工作點(diǎn)的效用可以計(jì)算空氣壓縮后的溫度。
溫度的高低還取決于壓縮比。譬如進(jìn)氣溫度為20℃，壓縮比為3，壓縮機(jī)的等熵效用為74%時(shí)，空氣壓縮時(shí)的溫度會(huì)達(dá)到166 ℃。溫度越高，廢熱利用的范圍就越廣泛。
在熱力學(xué)中，熱量的質(zhì)量是用卡諾系數(shù)來(lái)描述的，即廢熱和散發(fā)熱量的絕對(duì)溫度之比，也就是廢熱利用率。氣體中所含有的熱量每天占可回收利用總熱量的85%左右，剩下的15%大致均勻分配給熾熱空氣壓縮階段的驅(qū)動(dòng)電機(jī)消耗、機(jī)械消耗以及熱輻射等。
熱 能 用 途
在熱能回收再利用方法的空間內(nèi)，可回收利用總熱量剩下的15%也可以干脆利用，其允許作為附近辦公室和加工車間的采暖用熱能。
為了利用這些熱量，與已往的熱氣在壓縮階段、消音階段和消音罩內(nèi)管道系統(tǒng)中被冷卻的情況不同，為螺桿壓縮機(jī)配備排氣管，空氣經(jīng)這一排氣管道排出。中央排氣管中的廢氣溫度在30℃~60℃之間，這一溫度范圍的廢氣經(jīng)分支管路返回，供室內(nèi)采暖使用。同時(shí)，這一采暖系統(tǒng)利用閘板閥來(lái)控制各個(gè)不同空間的具體采暖溫度。
純凈廢氣的熱能可以有效地直奔用于室內(nèi)采暖，但管殼式換熱器的涌現(xiàn)則開辟了高溫廢氣能源利用的新天地。因此這一技術(shù)也被推薦用于空壓機(jī)站的技術(shù)改造，以顯著抬高空壓機(jī)設(shè)備的能源利用作用。
使用緊湊型的管殼式換熱器裝置于空壓機(jī)的壓力側(cè)，管殼式換熱器允許簡(jiǎn)單方便地集成到原有的壓縮空氣提供系統(tǒng)中。管殼式換熱器的設(shè)計(jì)基于內(nèi)部介質(zhì)的流動(dòng)特性，隨著排氣管道系統(tǒng)壓力的增高，帶來(lái)的功率損失只有2%，與熱能回收帶來(lái)的節(jié)約相比幾乎允許忽略不計(jì)。
管殼式換熱器帶來(lái)了許多新的熱能利用的恐怕性。最典型的就是對(duì)加熱系統(tǒng)、淋浴和洗手間用水以及工業(yè)用水等設(shè)備進(jìn)行加溫。
在廢水處理技術(shù)領(lǐng)域中，回收的熱能允許用于烘干污泥濾餅。但在設(shè)計(jì)這類系統(tǒng)時(shí)要謹(jǐn)慎其規(guī)格尺寸要與空氣壓縮設(shè)備的基本負(fù)荷相匹配，而空壓機(jī)站的基本負(fù)荷允許在長(zhǎng)期累積的特性曲線中輕松獲得。
最佳廢熱利用的基礎(chǔ)是必定可回收再利用熱量的多少，而可回收再利用熱量的多少取決于可用的溫度差、抑或掌控的體積流量（不同時(shí)間可以使用的流量）以及加工和使用壓縮空氣的同時(shí)性程度等因素。
總 結(jié)
在生產(chǎn)壓縮空氣時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生廢熱。為了更好地利用熱力學(xué)定理，公司用戶應(yīng)將以往沒有充分利用的熱集成到其能源需求的解決方案里。實(shí)踐標(biāo)明，利用壓縮空氣廢熱的投資可以很快有所收獲。