武汉大学经管学院项目管理专业 韩彦宁
空压机、冷冻机耗电量占全国用电量的 35%，其中空压机用电量至少占25%。在工矿企业耗电量较大的往往是空压机，并且经常占到了全厂用电量的50%，尤其在国内空压机使用效率普遍较低。我们知道空压机在运行时要产生大量的热量，风冷机组要把热量排入大气中；水冷机组要通过冷却塔把热量排入大气中。
根据美国能源署统计：压缩机在运行时，真正用于增加空气势能所消耗的电能，在总耗电量中只占很小的一部分 15%，大约 85%的电能转化为热量，通过风冷或者水冷的方式排放到空气中。
放任这些“多余”热量排放到空气中，既影响了环境，制造了“热”污染，而且现在的生产型企业，求热若渴，看着不得不放弃掉的热能，怎能不心疼？其实对于这些被浪费的热量，我们大可不必“望热兴叹”，采用空压机热能回收技术，这些看似多余的热量，其中有 50%是可以被回收利用的！
二、为什么要回收空压机余热
由以上图表我们不难看出，
空压机在工作的时候，真正用于增加空气势能所消耗的电能在总耗电量中只占很小的一部分，约 20%左右。约 80%的耗电转化为热量，通过风冷或者水冷的方式排放到空气中去。根据流体力学，空气在压缩过程中分子的势能的转化将产生大量的热能，压缩机的热量如果不排放，将影响
空压机的正常工作，影响压缩空气的质量。当然这些热量如果排放即浪费了大量的热能（可惜）又加剧大气“温室效应”，造成热污染。
我们现在算笔帐，以 160KW 空压机为例：
用于压缩空气的消耗的电能160×20% = 32kW
转化余热浪费的电能160×80% = 128kW
那么转化为余热为：
1 小时浪费热量11 万大卡
1 天 24 小时浪费热量264 万大卡
1 年 360 天浪费热量95,040 万大卡
针对空压机配套热回收系统大约可以回收余热的 50%左右，即占空压机轴功率的 40%。则 160kW 空压机每年可回收热量95,040×50%=47,520 万大卡
相当于每年：
节省 0#柴油46 吨
节省天然气52,800 立方
节省用电55.3 万度
节省标准煤67.9 吨
随着能源价格的进一步增长，回收空压机余热的经济效益越发明显：经不完全统计，采用空压机余热回收技术后，参照 2008.7.1 的燃油价格，按空压机轴功率计算，平均 1kW 的轴功率每年大约可以节省 2,100 元 RMB。这说明，提高空压机使用效率的潜力很大，节能空间巨大。
1、最为常见的是制取热水，用于洗澡等，如铸造、冶金和矿物开采等工作环境相对较差的行业，可将回收的空压机余热加热自来水到 50 至 60℃，供工人洗澡使用。尤其厂矿企业独立配置锅炉供热的，可以为锅炉提前预热，或单独使用空压机余热回收直接供热，这不仅降低了能耗成本，而且避免了对环境的污染。
2、反渗透纯水制取用热：食品饮料、半导体和医药化学等行业在生产过程中，往往用到大量的反渗透纯水。纯水需要在 25℃的特定温度下制取，当春季、秋季和冬季水的温度低于 25℃时，必须投入设备、消耗燃料为水升温。回收空压机的余热用来生产纯水，不但可以减少燃料的消耗，甚至可以减少加热设备的投入成本。
3、采暖用热：在长江流域及北方地区，冬季需要供热采暖，而这部分热量往往是利用锅炉加热提供的。现回收空压机的余热用于采暖，不但节省了能源的消耗，还可以减少锅炉的装机容量，进一步降低设备上的投资。
四、热回收原理
热回收系统包含两个组成部分：空压机内部油路改造；外部加装热交换器。空压机在运转时产生的热能通过 HRS 回收，然后通过循环泵④把热水循环至保温水箱⑤，待需要热水时直接通过热水泵从水箱取热水。热回收系统是安装在空压机外部的系统，通过油管以及连接件与空压机进行相连，再通过对空压机的改造，可以满足：
Ø压缩机的正常的工作油温；
Ø不破坏压缩机的正常工作；
Ø整洁的外表，安全可靠的系统，保证系统的稳定运行；
Ø余热利用，节能环保，减少温室气体排放，良好的经济和社会效益。
五、案例分析
江西某公司有 3 台200KW空压机，工厂有工人 700名，分三班工作，机组开二备一，机组平均加载率 85%，改造前空压机采用水冷方式，热量不回收，现准备回收
空压机余热加热洗澡用水，以达到节能减排的目的。
对其中两台进行热回收改造，确认空压机废热是否满足要求，热回收经济效益如何？
1、热力学计算常用数值：
1 吨水温度上升 1℃需要热量 1,000kCal；夏/冬季补水平均温度 25℃/ 10℃；
生活热水常规蓄热温度 50~55℃；洗澡热水常规用量 100 升/人·\u27425X；分析依据：
空压机 24 小时加载，全年运行 360 天；回收热量百分比空压机轴功率×40%；
标准煤热值——7,000kCal/Kg
0#柴油热值——10,300kCal/Kg
燃煤热值——5,000kCal/Kg
天然气热值 ——9,000kCal/Nm3
煤气热值——4,500kCal/Nm3
电/热转换——860kCal/kWh
2、计算：
每班洗澡水用量G=100L×230=23,000L=23 吨
冬季洗澡用热Q1=1,000×23×(55-5)=1,150,000kCal
空压机可提供热量Q2=200×2×85%×24×860×40%=2,807,040kCal
Q2＞Q1，满足要求；
3、改造后：
经多日跟踪观察，现阶段进水温度 25℃，蓄水温度由于受用水量波动影响，在 65℃至 70℃之间，客户反应节能效果明显。
4、投资回报分析：
本项目投资约40 万人民币，全年节约燃煤 G=230kg×360=82.8T，折合人民币 57.96 万元，28 个月收回全部投资,投资回报率 144.9%。应用此系统可减少二氧化碳排放 220 吨、二氧化硫排放约 1.98 吨。
六、结语
对压缩空气系统节能提供全面的解决方案应该从压缩空气系统能源审计开始。现代化的压缩空气系统运行时所碰到的疑难和低效问题总是让人觉得很复杂和无从下手。其实对压缩空气系统进行正确的能源审计就可以为用户的整个压缩空气系统提供全面的解决方案。对压缩空气系统设备其进行动态管理，使压缩空气系统组件充分发挥效能。
通过在压缩空气方面的专业的、全面的空气系统能源审计和分析，采取适合实际的解决方，能够实现为客户的压缩空气系统降低10%—50%的电力消耗，为客户带来新的利润空间，这不仅利国利民，而且将使我们生活的地球更绿！
