余热回收的节能技术目前研究很多，但大多只针对喷油螺杆式空压机的油路改造而言。本文通过对几种典型空压机的工作原理和余热回收系统特点进行详细介绍，更加丰富地了解空压机余热回收的途径和形式，可以更好地进行余热回收，降低企业的能源费用，达到节能环保的目的。
① 喷油螺杆空压机工作原理分析
喷油螺杆空压机的油有三个作用：冷却-吸收压缩热、密封和润滑。
油路：油气混合物由主机出口排出，在油气分离筒体内冷却油与压缩空气分离后进入油冷却器，将高温油的热量带走，冷却后的油经过相应的油路重新喷入主机，进行冷却、密封和润滑。如此反复。
喷油螺杆空压机余热回收的示意图和流程图见图2 和图3。
由图2、图3 可见，经压缩机头压缩形成的高温高压油气混合物在油气分离器中被分离，通过对油气分离器出油管路进行改造，将高温油引入一热交换器，热交换器旁通阀实时对进入热交换器和旁通管的油量进行分配，从而保证回油温度不低于空压机回油保护温度，热交换器水侧的冷水与高温油进行热交换，被加热后的热水可以用于生活热水、空调采暖、锅炉进水预热、工艺用热水等。
喷油螺杆空压机的余热回收系统形式较多，下面列举两种最常见的系统。
<图4 喷油螺杆空压机的一次换热系统流程图>
此种系统的特点是设备少，换热效率高。但必须注意的是，需要选择材质较好的能量回收装置，且需定期清洗，否则容易由于高温结垢而引起堵塞或者换热装置发生泄漏污染应用端。
由图可见，此系统进行两次换热，与能量回收装置换热的一次侧系统为闭式系统，二次侧系统可以为开式系统，也可以为闭式系统。
⑤ 喷油螺杆空压机加装热能回收装置的优点
⑴、停止空压机自身的冷却风机或减少风机的运行时间。热能回收装置要用到循环水泵，水泵电机要消耗一定量的电能，但是在空压机主机的排气口温度未达到80~95℃时（可以在这个范围内进行设定），空压机自身冷却风机是不工作的，这个风机的功率一般要比循环水泵的功率大4~6 倍，因此风机一停，比循环泵的用电要节能4~6 倍。另外，因为油温可以得到很好的控制，所以机房的排风扇就可以少开或完全不开，这又可以节能。
⑶、增加空压机的排气量。由于空压机的运行温度可以被回收装置有效地控制在80℃~95℃的范围内，机油的浓度可以保持较好，空压机的排气量就会增加，增加量为2%~6%，这一点也相当于节约了能源。这对夏季运行的空压机尤为重要，因为一般到了夏季，环境温度较高，油温往往可升至100℃左右，机油变稀，气密性变差，排气量就要减少。因此热能回收装置在夏季更能彰显出它的优势。
空气压缩机等温压缩时最省功，所消耗的电能主要转化为空气的压缩势能，可按式（1）进行计算：
式中：
Rg ———气体常故，空气为 287J /kg·k
P0 — 一级吸气压力，Pa；
P 幅—空压机的热辐射功耗，W；
无油螺杆空压机相对于喷油空压机，更具有余热回收的潜能。
由上图可以看出，理论上水冷无油螺杆空压机的产热可以100%进行回收。
如图所示，冷水依次经过油冷却器，高压压缩系统，低压压缩系统，中间冷却器以及后冷却器进行换热，其中，油冷却器须加大。
离心式空气压缩机是由叶轮带动气体做高速旋转，使气体产生离心力，由于气体在叶轮里的扩压流动，从而使气体通过叶轮后的流速和压力得到提高，连续地生产出压缩空气。离心空压机主要由转子和定子两大部分组成。转子包括叶轮和轴。叶轮上有叶片，此外还有平衡盘和轴封的一部分。定子的主体是机壳(气缸)，定子上还安排有扩压器、弯道、回流器、迸气管、排气管及部分轴封等。离心压缩机的工作原理为，当叶轮高速旋转时，气体随着旋转，在离心力作用下，气体被甩到后面的扩压器中去，而在叶轮处形成真空地带，这时外界的新鲜气体进入叶轮。叶轮不断旋转，气体不断地吸入并甩出，从而保持了气体的连续流动。
② 离心式空压机余热回收流程
对于水冷式喷油螺杆机、无油螺杆机、离心机等空压机而言，除了对其内部结构改造进行余热回收以外，还可以不改动其本体结构，直接对冷却水管路进行改造实现余热回收。
由图可见，通过在空压机冷却水出水管路上加装二次泵把冷却水引入水源热泵主机，主机蒸发器进口的温度传感器对电动三通调节阀实时进行调节，控制蒸发器的进口温度在某一设定值，通过水源热泵机组就可以制取50~55℃的热水。
被加热的水在蓄热水箱处储存，然后再输送到热网，用到需要低温热源之处，如图10 所示。
<图10 水冷式空压机余热回收简图>
但为了保证系统运行安全可靠，一般仍会保留冷却塔，只是在冷却塔的入口和出口管道上加装了处于常闭状态的控制阀门。控制阀门采用温度控制，一旦废热回收系统出现故障后，内部水温上升到限定温度，则阀门打开，使原有的冷却塔降温系统投入使用，确保了空压机能可靠冷却。
直接对空压机冷却水管路进行改造简单方便，且不对空压机本体结构改造，可以减少改造风险，增加了余热回收系统运行的可靠性。
空压机运行产生的热量，如果不释放掉，可引起电机高温及排气高温，不但影响空压机的使用寿命，更影响压缩空气的质量。如直接由冷却系统将热量排放，不但浪费了能源，更会造成热污染。
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