如何從壓縮空氣中獲得免費熱水和供暖？

       能量回收的一個強有力的例子：有了能量回收裝置，節(jié)約很快就會增加。從低能耗燈泡到自動加熱，面對價格上漲，制造企業(yè)正采取多種方式減少能源使用。但是，即使采取了明顯的措施，尋找進一步節(jié)約的挑戰(zhàn)依然存在。

能源挑戰(zhàn)

　　根據(jù)外國一制造商組織EEF今年的一項調查，能源可負擔性是當今制造業(yè)面臨的關鍵問題之一，并被視為增長的一大威脅。由于能源價格仍然是所有主要制造業(yè)國家中最高的，所以也能理解為什么超過一半的受訪者認為繼續(xù)減少天然氣和電力的使用是未來兩年很大的能源挑戰(zhàn)。

　　應對這一挑戰(zhàn)需要更加關注那些常被忽視的能源使用領域，如壓縮空氣。壓縮空氣節(jié)能的潛力是顯而易見的，但實現(xiàn)這一潛力還需要考慮創(chuàng)新的節(jié)能方法，如能量回收，這一概念使空壓機的廢熱能夠作為熱水回收。

　　在某些情況下，這可用于某些制造過程，或重新引入家庭供暖或熱水系統(tǒng)。

什么是壓縮空氣能量回收？

　　當空氣被壓縮時，能量以壓縮空氣和熱能或熱的形式從電能轉化為勢能。壓縮后，空氣通常會達到高溫，在它被分配到管道系統(tǒng)并輸送到最終過程之前，熱量必須被提取。除非熱量被回收，否則它就成了廢物。工業(yè)空氣壓縮機所使用的電能中，多達94%被轉化為熱量，并在壓縮過程中通過輻射損失掉。剩余的6%是不可回收的，因為少量的熱量殘留在壓縮空氣中或散發(fā)到周圍空氣中。

　　因此，設計合理的熱回收裝置可以回收50%至94%的可用熱能，這可以用來將水加熱到90攝氏度。

　　壓縮空氣產生的熱能可以回收，并在其他生產過程中重新使用。許多行業(yè)都可以從能源回收中受益，盡管運行時間更長且需要連續(xù)工作的行業(yè)，例如使用工藝用水的行業(yè)能夠在更短的時間內實現(xiàn)更高水平的節(jié)能。在其他情況下，熱量可以直接進入設施本身的供暖或熱水系統(tǒng)，例如，這可以減少對外部電力和天然氣來源的依賴。

　　為了更好的理解能量回收的工作原理，記住產生壓縮空氣的高溫是很重要的。為了降低空氣溫度，根據(jù)空壓機類型，熱量通過油、水或空氣排出。噴油螺桿式壓縮機和無油水冷螺桿式空壓機有可能從其冷卻系統(tǒng)中回收熱能，并以熱水的形式將其用于其他應用。大多數(shù)壓縮機裝置采用兩級設計，在**級和第二級之間有一個中間冷卻器，在第二級之后有一個后冷卻器。中間冷卻器和后冷卻器可以是氣冷式或水冷式。當空氣通過這些類型的后冷卻器時，熱量被提取出來，并可以被重新用到其他用途。

在英國的例子

　　空氣冷卻系統(tǒng)在中小型壓縮機中更常見，熱量回收通常**于寒冷季節(jié)，此時回收的能量可用作加熱空氣，并被輸送到附近的內部空間用于補充加熱。這種類型的熱回收裝置抵消了外部購買加熱所需的能量，在英國可以幫助設施每年節(jié)省數(shù)千英鎊的取暖費。水冷系統(tǒng)通過三個主要原理之一運行：無循環(huán)水的開放系統(tǒng)、有循環(huán)水的開放系統(tǒng)和有循環(huán)水的封閉系統(tǒng)。值得推薦的系統(tǒng)是帶循環(huán)水的封閉系統(tǒng)，水在壓縮機和某種形式的外部熱交換器之間不斷循環(huán)，然后熱交換器將回收的熱量傳遞給預期的過程。正確實施的閉式水能量回收系統(tǒng)有許多好處。

　　首先，它幾乎不需要實時監(jiān)測，維護成本低。與開放水系統(tǒng)不同，開放水系統(tǒng)中的水是由外部水源(如市政自來水總管)提供的，而封閉水系統(tǒng)則使用經(jīng)過處理的水。因此，在冷卻介質部件中幾乎沒有或沒有礦物質沉積，這提高了空壓機的運行條件、可靠性和使用壽命。一旦壓縮空氣通過水冷系統(tǒng)，水就包含了最初用于壓縮空氣的能量。然后，這些熱水可以在整個設施中用于預熱工藝用水，通常用于這些工藝的能量被抵消，加熱工藝用水的成本消失了。隨著能源回收，節(jié)省的成本會迅速增加，從而帶來短期投資回報和年復一年的持續(xù)成本節(jié)約。

　　從財務和可持續(xù)發(fā)展的角度來看，有很多例子可以說明這項技術是多么的有益。其中之一是Autofil，一家位于英國中部的汽車行業(yè)紡織品制造商。通過采用阿特拉斯·科普柯的能源回收技術，該公司每年平均節(jié)約能源成本37.000英鎊，每年減少二氧化碳排放量260.000噸。通過回收制造過程中空氣壓縮機產生的熱量，該公司能夠提高所需工藝用水的溫度，從而降低整體能耗。

　　這是通過ER-S5能量回收裝置實現(xiàn)的，壓縮機空氣端的熱油通過不銹鋼板式熱交換器轉移。油中的熱量被傳遞到換熱器另一側的冷水中，產生連續(xù)的熱水流。根據(jù)壓縮機每年運行8.424小時計算，GA 250和ER-S5裝置的組合每年可回收超過140萬千瓦時的能源。

　　在北愛爾蘭，Greiner Packaging的生產工廠發(fā)現(xiàn)了壓縮機系統(tǒng)多余熱量的一種非常不同的用途，將其捐贈給附近的一所大學，每年可為其減少4萬英鎊的取暖費。Dungannon Integrated College是一所擁有500名學生的中學，它通過地下管道將熱量接收到中央供暖系統(tǒng)中，不僅降低了成本，還減少了200公噸二氧化碳。

Z系列

無油螺桿空壓機

　　阿特拉斯·科普柯的Z系列無油螺桿空壓機具有能量回收功能，其獨特設計充分利用了為學院供熱的機會，根據(jù)現(xiàn)場條件，以熱水形式回收的總能量可超過電力輸入能量的80%。

　　在討論能源回收的潛力時，重要的是要平衡安裝的感知復雜性(這可能是采用率相對較低的另一個原因)和可以實現(xiàn)的可量化投資回報。

　　為了說明“零碳”空壓機可以節(jié)省大量資金并對環(huán)境做出貢獻，一個典型的應用場景是一臺132kW的壓縮機，熱當量為132 kJ/s，每年運行8000小時。

　　除了提供壓縮空氣的主要功能之外，其熱水輸出還可以用作燃油鍋爐的預熱給水，從而節(jié)省鍋爐燃料。這些計算基于90%的鍋爐效率、41.200千焦/升的取暖油熱值和45便士/升的燃料成本:

　　1、節(jié)省的取暖用油= 132 x 3600 / (41.200 x 0.9) = 13升/小時

　　2、一年節(jié)省的取暖用油= 104.000升燃料成本= 0.33升x 13升/小時= 4.29小時

　　3、每年節(jié)省=每年4.29 x 8000小時=每年34.320小時

　　4、二氧化碳當量= 104.000 x 2.518千克二氧化碳/升= 261.872千克或262噸二氧化碳

　　這相當于減少了87輛普通汽車的碳排放量!*基于這些計算，我們很難忽視更多采用能源回收技術的情況!

　　*能源轉換系數(shù)取自Carbon Trust的食品行業(yè)數(shù)據(jù)表CTL018:能源和碳轉換*基于平均年里程數(shù)為3噸二氧化碳的普通汽車的碳排放量。