一、技术背景
现行螺杆式空气压缩机的工作流程如下：空气通过进气过滤器将大气中的灰尘或杂质滤除后，由进气控制阀进入压缩机主机，在压缩过程中与喷入的冷却润滑油混合，经压缩后的混合气体从压缩腔排入油气分离罐，从而分别得到高温高压的油、气。由于机器工作温度的要求，这些高温高压的油、气必须送入各自的冷却系统，其中压缩空气经冷却器冷却后，最后送入使用系统；而高温高压的润滑油经冷却器冷却后，返回油路进入下一轮循环。
在以上过程中，高温高压的油、气所携带的热量大致相当于空气压缩机功率的1/4，其温度通常在80℃—100℃之间。螺杆式空气压缩机通过其自身的散热系统来给高温高压的油、气降温的过程中，大量的热能就被无端的浪费了。
空压机余热为了充分利用螺杆式空压机所产生的余热,空压机热泵热水器提供了一种余热利用技术，利用该技术对螺杆式空气压缩机所产生的高温高压的气体进行冷却，不仅可以提高空气压缩机的产气效率，而且可使企业获得生产和生活所需的热水，严冬可加热到≥ 50℃，夏秋季节≥65℃，从而解决了企业主为福利生活热水长期经济支付的沉重负担。
现行企业的生活热水大多都采用燃油锅炉供应热水，而且必须是限量定时供给。从调查三十几家企业的供水资料显示：就是采用节能型的燃油锅炉烧水，人均每天的热水费用是：冬天0.8元/人，夏天0.5元/人，平均为：0.65元/人，月支付19.5元/人，一名职员的年供热费用是：234.00元/人，一个1000人的企业光热水一项经济支付就达234000元。使用我们的余热利用装置，就可以得到方便可观的经济实用价值。
表一 空压机热泵与燃油锅炉的经济价值比较（1000人用水企业）
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供热方式 |
节能环保性 |
一年运行费用 |
管理维护费用 |
供热程度 |
总开支 |
|
空压机热泵 |
节能环保安全 |
无运行费用 |
清洗费300 |
不限量不定时 |
300 |
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燃油锅炉 |
燃油污染环境 |
234000 |
8000 |
限量、定时 |
242000 |
二、空压机热泵技术方案简介
1、换热器设计参数
设计运行耐压：油/气侧：10.0kg/cm2；水侧：22.0kg/cm2
设计试验压力：油/气侧：20.0kg/cm2；水侧：33.0kg/cm2
设计耐热温度：油/气侧：120℃；水侧：100℃
设计水温热度：冬季≥50℃，夏季≥60℃
2、换热器集热效应表
表二 换热器集热效应表
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空压机功率KW |
集热量Kcai/H |
热负荷KW |
油/气流量L/min |
热水产量L/min |
|
15 |
15000 |
17 |
40 |
10/5 |
|
22 |
22000 |
25 |
58 |
14/7 |
|
30 |
30000 |
34 |
80 |
20/10 |
|
37 |
37000 |
42 |
98 |
24/12 |
|
45 |
45000 |
52 |
120 |
30/15 |
|
55 |
55000 |
63 |
146 |
36/18 |
|
75 |
75000 |
86 |
200 |
50/25 |
空压机余热利用系统特点简要介绍：
（1）、空压机原有冷却系统与余热利用技术是两套完全独立的系统，使用企业无须担心由于我方系统的原因而影响空压机的运行。两套系统的切换由电磁阀控制，在余热利用系统未启用时，空压机使用机身自带冷却系统；当余热利用系统启动时，电磁阀自动切换至余热利用系统；当我方系统出现故障时，切断我方系统电源，即可使用空压机原有冷却系统。
（2）、在保温水箱未满时，使用自来水水压供水，只有在水箱满水时，才启用循环水泵，可最大限度节约能源。
（3）、全自动控制系统，无需人为操作，控制系统会根据温度、水位的情况做出判断，自行决定换热方式以及空压机的冷却方式。
工作原理
热能热水机组，是利用压缩中的高温油气热能，通过热交换将热能传递给常温热水，实现热能利用。电动机带动螺杆机旋转，空气经过滤器，被吸入螺杆压缩机中压缩成高压空气，并与循环油混合形成高压高温油气混合气体，进入油气分离器。油气混合气被分离成油气和空气后，其中的压缩空气经后冷却器散热后供给用户；而循环油气在油气分离器中被分离，凝结成液态后，再经前冷却器散热及过滤器过滤，回到压缩机，完成一个循环过程。压缩机热能热水机组是将高温循环油(和高温压缩气体)引入热能热水机组内，空压机运行过程中所产生的热能被热能热水机充分吸收，同时压缩机得以降温。
喷油螺杆压缩机热能热水机组，是一种利用压缩机高温油气热能，通过热交换将热能充分利用的节能设备。它通过能量交换和节电控制，收集空压机运行过程中产生的热能，同时改善空压机的运行工况，是一种高效废热利用、零成本运行的节能设备。
卓越节能科技有限公司专业致力于节能产品和技术应用及推广。公司依托大专院校技术，与科研机构紧
密合作，始终站在节能技术的前沿。结合近年来广大企业能耗设备的现实需求和保护我们地球的共同社会责
任，公司引进国外先进节能技术和产品，自主研发了高效热能利用节能设备。公司采用世界先进的合同能源管
理（EMC）模式，结合世界银行全球基金（GEF）中国促进项目，为企业节能降耗找到一种新的融资途径。
三、空压机余热利用系统优点
1、安全、卫生、方便
螺杆空压机余热利用装置与燃油锅炉比较，无污染、一氧化碳、二氧化硫、黑烟和噪音、油污对大气环境的污染。一旦安装投入使用，只要空压机在运行，企业职员就随时可以提取到热水使用，不必定时定量供应，系统较大的企业还可以满足企业职员在冬季使用热水来活泼衣服、被褥。为创建资源节约型环境友好型企业奠定基础。
2、提高空压机的运行效率，实现空压机的经济运转
安装螺杆空压机余热利用装置的空压机组，可以提高产生气量8%，空气动力学家和空压机制造厂家给出厂机组额定的每分钟产气量m3/min是以80℃的温度测量定准的。
螺杆空压机的产气量m3/min会随着机组运行温度的升高而降低，当然，空压机的机械效率肯定不会稳定在以80℃标定的产气量上工作。它的反比程度是：温度每上升1℃，产气量就下降0.5%，温度升高10℃，产气量就降5%。一般风冷散热的空压机都在88—96℃间运行，其降幅都在4—8%，夏天更甚。空压机余热利用装置足可以使空压机温度降8—12℃，为此它的经济效益就更显著了。下表体现8.0kg/cm2工作压力下，80→90℃日产气经济性能比较：
表三 空压机不同温度下的产气率与经济效益
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气泵功率
KW/PH |
80℃产气m3/min
90℃产气m3/min |
±M3/H |
±M3/24H |
KWH/天 |
0.65元/KWH
电费（元）/天 |
|
15/20 |
2.30/2.185 |
6.5 |
156.0 |
17.0 |
11.05 |
|
22/30 |
3.4/3.23 |
10.2 |
245.0 |
26.0 |
16.9 |
|
30/40 |
5.0/4.75 |
15.0 |
360.0 |
36.0 |
23.4 |
|
37/50 |
6.0/5.7 |
18.0 |
432.0 |
44.4 |
28.86 |
|
45/60 |
7.1/6.74 |
21.3 |
510.0 |
53.8 |
34.97 |
|
55/75 |
10.0/9.5 |
30.0 |
720.0 |
66.0 |
42.9 |
|
75/100 |
12.0/11.4 |
36.0 |
864.0 |
90.0 |
58.5 |
一台55KW/75HP的空压机,在90℃温度中运行一天就少产气720 m3，产出720 m38..0KG/ cm2高压气体55KW/75PH机组1.2小时才能完成，需要66KWH的电能，按0.65元/KWH一天多耗电能就是42.9元/天，一个月1287元，一年15444元。空压机热泵可以使运行温度在80—84℃间运行。如果多台气泵运行，其经济效益更为显著。
由于产量的提高，供气系统的气压也相应提高，自动化设备中的气动元件，因为气压的升高，气动元件的动作次数也会提高，使生产线的产量也跟着提升。气动元件的动作灵敏、稳定，对其生产线的产品质量也提供了可靠保证。
3、提高空压机的使用寿命
空压机工作温度的降低，减少了机器的故障，延长了设备的使用寿命，降低了维修成本，增大了机油、机油隔、油/气分离器更换时限，相应延长了设备的更换期限。
4、经济实用，运行可靠。
在螺杆式空压机旁安装余热利用系统，对空压机的正常运行、维护、保养绝无影响。选择这项安全高效节能环保的实用技术是贤明之举措。安装一台55KW/75PH，有800—1000人用水的空压机上，一年的直接经济效益超过180000元。其系统主体部分采用耐高压，高导热复合材料组成。产品承诺三年保修， 控制部分一年内包换。
