余热回收方案

能量回收系统
第一部分:能量回收系统介绍
压缩空气是工业领域中应用最广泛的动力源之一。

由于其具有安全、无
公害、调节性能好、输送方便等诸多优点，使其在现代工业领域中应用
越来越广泛。

但要得到品质优良的压缩空气需要消耗大量能源。

在大多
数生产型企业中，压缩空气的能源消耗占全部电力消耗的10%—35%。

根据行业调查分析，空压机系统5年的运行费用组成：系统的初期设
备投资及设备维护费用占到总费用的25%，而电能消耗（电费）占到75%，
几乎所有的系统浪费最终都是体现在电费上。

根据对全球范围内各个行业的空气系统进行评估，可以发现：绝大多数
的压缩空气系统，无论其新或旧，运行的效率都不理想—压缩空气泄漏、
人为用气、不正确的使用和不适当的系统控制等等均会导致系统效率的
下降，从而导致客户大量的能耗浪费。

据统计,空气系统的存在的系统浪
费约15—30%。

这部分损失，是可以通过全面的系统解决方案来消除的。

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。

通过我们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案，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。

经过连续近二十年的经济高速增长，中国已经成为全球制造业的中心，大规模的产量提升，造成巨大的资源消耗和能量需求，过快的发展正逐步制约国家经济实力的进一步提升，因此，2005年《国务院关于加强节能工作的决定》明确目标指出：
到“十一五”期末（2010年），万元GDP 能耗比“十五”期末降低 20% 左右，平均年节能率为 %。

重点行业主要产品单位能耗总体达到或接近本世纪初国际先进水平。

压缩机作为制造行业的能耗大户，受到越来越多的关注，节能潜力巨大。

压缩机在工矿企业的平均耗能占整个企业的约30%,部分行业的压缩机耗电量占总耗电量的比例高达70%
从投资成本结构分析，压缩机的节能重心在能耗上，针对于电机驱动类型的压缩机，能耗可以近似等于电耗。

对于用气需求不能做准确评估，空压机的负载率基本上都低于80%以下，另外，系统泄漏损耗及错觉需求等，使我们的空压机真正电能有效利用率低于70%；
6bar 处的泄漏要比7bar 处的泄漏少15%左右；
空压机空载时的耗电量为轴功率的45%。

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，大约的电能转化为热量，通过风冷或者水冷的方式排放到空气中。

这些“多余”热量被排放到空气中，这使得这些热量被浪费，对于这些被浪费的热量，其中有大多是可以被利用的。

798379
808176
90
66
平均
美国
英国西班牙法国意大利新加坡
中国
全球各地区平均使用空压机
负荷的百分比
空压机压缩过程动能与热能转换中产生的热量分析：100%的输入轴功率；约2%为辐射热量；约4%为留在空压机的热量；约94%为可回收的热量。

可回收的热量分析：100%的电能消耗，电机散热约为5%，润滑油带走热量约为75%；压缩空气带走热量约为10%；其他的损失为10%；可以回收的热量为85%。

喷油空压机可回收热量列表
注：按空压机功率75%可回收热量，加载率为100%时计算。

1KWh电能消耗产生的热能为：860 kcal。

无油空压机可回收热量列表
序号空压机功率
(KW)可回收功率
（KW）
可回收热量
（Kcal/H）
温升40℃水
流量（kg/H）
温升60℃水
流量（kg/H）
2302621930548366 3373127047676451 4453832895822548 55547402051005670 67564548251371914 790776579016451097 8110948041020101340 91321129649224121608 1016013611696029241949 1120017014620036552437 1225021318275045693046 1331526823026557573838 1435530225950564884325
注：按空压机功率85%可回收热量，加载率为100%时计算。

1KWh电能消耗产生的热能为：860 kcal。

序号空压机功率(KW)可回收功率（KW）可回收热量
（Kcal/H）温升40℃水流量
（kg/H）
温升60℃水流
量（kg/H）
2302218920473315 3372824080602401 4453429240731487 5554135260882588 67556481601204803 79068584801462975 8110837138017851190 9132998514021291419 1016012010320025801720 1120015012900032252150 1225018816168040422695 1331523520210050503360 1435526622876057003800
现有技术中，空压机的工作流程如下：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；根据计算，在上述过程中,高温高压的油、气所携带的热量大约相当于空气压缩机功耗的85% 的转化热量，余热温度通常在80℃—100℃之间。

无油空压机为110℃—200℃，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；空压机运行产生的余热，如果不交换掉，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。

在提倡建设节约型社会的大趋势下，这种浪费无疑与我们的价值观念背道而驰，如何回收利用这些余热，成为本领域技术人员所急待解决的一个技术问题。

我们是专业的空压机系统技术服务商,对空压机拥有更
全面的认识和专业的技术。

我们进行热回收系统与空压机拥有良好的兼容性，对空压机的使用寿命和压缩空气的质量都有积极作用。

为了充分利用空压机所产生的余热，我们利用多年的空压机及系统设计和服务经验，开发、制造了余热回收装置，利用该装置对空气压缩机所产生的高温高压的压缩机油进行冷却,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，严冬都可以达到≥50℃，最高温度≥70℃，从而有效的降低工业企业单位制造成本和提高能源的利用率。

Ⅰ热回收连接示意图
Ⅱ微油空压机内部改造示意图
● 节能
即使使用现在比较节能的太阳能热水系统，但由于太阳能阴雨天不能使用和冬天阳光不充足的原因，也会在使用过程中要消耗一定的柴油资源并造成环境污染。

现在空压机热回收装置对客户热水系统进行改造后，将利用空压机余热加热热水，不再消耗其他能源。

● 提高空压机运转效率，实施经济运转
安装空压机热回收装置的空压机组，可以稳定空压机产气量。

空压机可在恒温下运行，产气量可稳定不变。

● 降低空压机工作温度，减少故障延长寿命 使用空压机余热回收装置可降低维修成本，延长设备的更换期限。

螺杆空气压缩机的主要运行费用是耗材的更换，如机油、机油滤芯、油/气分离器。

在我公司对客户的热水系统改造完成后，将可把空压机的运行温度降低至最佳范围之内，从而降低空压机的维护成本并相对提高空压机的使用寿命。

● 缺点：空压机不运转时就不能产生热水
各项能源综合性能对比说明列表：
注：1吨水每升高40℃所需的单位能耗，电费元/kw/h ；液化气6元/kg ；天然气元/ m 3
；柴油7元/kg 。

太阳能特点： 1、太阳能无需支付能源费用； 2、需电辅助或锅炉辅助。

3、受天气的影响，一年约1/3时间太阳能无法使用（或无效）；
直接电加热： 1、结构简单； 2、可24小时使用；
项目名称 使用能源 能源热值 热效率 消耗能量 所需费用 环境影响 安全性能 电热水器 电
860kcal/kw/h
86%
54kw/h
元
无直接 污 染
水电接触，触电
天然气 热水炉 天然气 8400kcal/ m 3
65% 元 有污染
漏气、火灾、爆炸等
液化气 热水炉 液化气 10800kcal/kg 65% 元 有污染 漏气、火灾、爆炸等
太阳能+电辅助 太阳能+电 电辅助约112天 h 无直接污染
水电接触，触电 热泵 电 860kcal/kw/h 400% h
元
无污染 水电分离
3、需要不断消耗大量电能；
压缩机热泵：1、24小时使用； 2、消耗电能。

锅炉加热：1、温度可升高100℃； 2、可24小时使用；
3、需要不断消耗柴油或天然气等；
4、需要专职人员；
5、需要年检；
6、有污染。

空压机余热回收利用的范围
●可用作其他液体介质的加热(如各种清洗液等)
●可作为锅炉补水的预加热
●进入中央空调系统使用
●生活用水
●工艺热水加热
●工业清洗和卫生设施清洁
●医药除菌用热水
●电子行业纯水加热
电子/半导体/液晶（纯水清洗工艺的加温）
单晶硅、半导体、集成电路块纯水清洗
IC芯片封装、显象管、液晶显示器清洗
LCD纯水处理
太阳能硅片清洗水
●热水清洗工艺的加热
-电泳漆清洗工艺
-易拉罐清洗工艺
-电镀工件清洗工艺
●纺织：染整工序热水的定型和漂洗，水温30℃到90℃
案例：以某大型企业（3000员工），2台150HP（110KW）螺杆式空压机热能回收为例Ⅰ分析依据：
1． 1吨水每升高1℃，所需要热量为1000kcal
2．洗澡水蓄热温度50℃
3．柴油热值10300 kcal/kg；柴油的密度为L；柴油价格元/L
4．年平均补水温度25℃
5．保温水箱至空压站房约150 米（A、B栋厂房离空压机房距离）
6．以热回收装置最低回收热量功率为空压机输入功率70-85%
7．空压机加载率：95%
8． 1KWh电能消耗产生的热能为：860 kcal
Ⅱ数据分析：
1、2台150HP螺杆式空压机进行余热回收，空压机每天最多可回收热量约：
Q1 = 110×860××24×1×95%×90%×2=
（热量损失平均为10%左右。

）则每天可生产50℃热水为：
Q kcal
M= ---------------- = ------------------------------------------- = D×C×△T 1Kcal/kg℃×1kg/L×（50-25）℃
即：每天约产生50℃热水108吨。

2、如要产生同样的热量，则需要的燃油计算：
以燃油的燃烧效率为95%计算，则每天需要燃油为：
Q2= kcal÷10300 kcal/kg÷95%=转换成体积约为：323L
则，每月需要燃油：323L×30=9690L（约吨）
每年需要燃油：9690L×12=116280L（约100吨）
每月燃油成本：9690L×元/L=67830元
每年燃油成本：67830元×12=813960元 (即约81万元)
我们产品共有三大类型：1、标准型；2、集成型；3、直热式
◆标准型产品，配置有换热模快；循环水泵；电控系统；工程系统中还要配置有循环水箱；水位传感器；补（进）
水系统；输水系统；回水系统（选配）；管道工程施工等等。

优点：客户可以自由选择配件，
缺点：施工周期长，工程技术管理等综合费用高。

◆集成式产品，只需要接一个进水口；一个出水口；直接就可以有恒温
的热水输送到使用端。

集成型系统的特点：
(专利号：
为了让客户方便快速的使用产品，我们设计了集成型系统，
我们的设计理念是“产品制造做加法，客户使用做减法”。

我们系统中集成了：换热模块；循环系统；输水系统；补水系统；回水系统（选配）；电控系
统等。

真正做到标准化设计、采购、制造、检验和服务。

让客户节能降本之外，更能让客户体
验到便捷和安全放心。

集成型热回收系统具有以下优点：
●专业化的设计，可快速产生热水；
●采用变频PID控制循环泵，恒定水温，保证空压机恒温运行；
（专利号：）
●省去施工环节，快速安装使用，无需工程技术管理；
●集中式电控系统，更可靠、更安全；
●进水系统内置过滤器，系统不易结垢，水质更佳，使用寿命更长。

◆直热型产品，配置有换热模快；水温恒温控制系统；电控系统；油温恒温控制系统（选配）；只要进水水压恒定，就有恒温的热水输出。

优点：多机组并联运行时项目成本低且施工简单。

换热系统
采用世界知名品牌铜镍钎焊换热器和可拆卸板式换热器，设计
压力30-45bar；设计温度-185～250℃；压损<；使用
寿命可达10年以上。

水泵系统
我们均采用世界最先进技术设计、质量优秀的水泵，水泵本身具有优良的噪音控制，循环泵设置防水、防晒、防震动装置，确保延长使用寿命。

循环泵：标配德国威乐水泵；输水泵：标配采用全不锈钢南方水泵（可选配格兰富水泵）扬程20M；回水泵：标配采用全不锈钢南方水泵（可选配格兰富水泵）。

水泵特点：
耐高温—采用防热扇，可用于100度热水
低噪音—采用特有的离心式叶轮以降低摩擦噪音,采用流量开关,
无开/关噪音
内部经过特殊处理，不易生锈，内部表面经电喷漆。

叶轮、流量阀
部位采用高强度铸塑件
无堵塞—彻底解决涡流式水泵的杂质堵塞问题
在同等级水泵中最节能
精巧精美的外型设计
冷却迅速，电机温度低
电机采用封闭式设计，寿命长
补(进)水系统：
为了实现自动补水功能，我们配置了补水电磁阀，在进水端安装了水质过滤
器，所有的管道和阀门均采用304不锈钢材料，采用活动分段式安装，均配
有维修阀，即保证系统的可靠运行，安装维护极其方便。

这样我们的系统不
但可以保证优良的水质，系统中不易结垢，使用寿命更长久。

电气控制系统
电气控制系统是空压机热回收系统的心脏，对最大限度利用清洁能源、节约能源
起决定性作用。

我们专业开发的空压机余热回收系统专用微电脑逻辑控制系
统，具有自我诊断及自我保护功能，良好的人机中文显示面板能显示机组
实际运转情况，可实现启动前系统自检，并在运行中监测所有安全相关参
数。

如机组发生故障，电脑控制系统会根据不同情况作出相应的反应。

电
脑控制系统能及时提示用户更换部件并作必要的维护。

液晶面板显示，实
时数据跟踪，历史数据记录，预防性保养。

机组电脑系统留有备用输出，
输入接线端可实现多台机组连锁控制及远程控制。

可在无人值守的情况下
保证一天24小时安全为您工作。

具体如下：
（1）大屏幕、人性化的界面，液晶实时显示集热器水温、
水箱水位、管道水温、时钟和系统工作流程；
（2）“自动+手动”运行模式，可24小时供水，也可分5
个时段供水，每个时段供水2-5h；
（3）冬季防冻循环（5度），定温、变量变频供水；
（4）控制系统具备多层密码保护，防止非操作人员误操作；
（5) 具备漏电保护、防干烧、故障报警等安全措施；
(6) 现场控制柜，接口为485总线管理，可以和计算机及
楼宇监控大系统方便对接，也可以方便地升级到互联网
接口或远程电话线接口或GPRS接口，通讯协议可以按
采购方中心控制系统要求编制。

可与辅助空气源热泵机
组实现全自动化联动，实现远程监控。

超级SMART CONTROL (领先型)集成型标准配置
全智能动态控制，动态显示压缩机各个部件的工作情况。

实现直观的压力、温度、频率等工作曲线。

超大内存8M FlashROM+16M SDRAM,可存储上千条的历史故障记录。

标准显示屏有〞TFT, 7〞TFT, 〞TFT.通过CE认证，符合FCC Class A。

电子除垢系统
热水系统内生成碳酸钙（俗称水垢）的原因是：温度和压力变化，导致钙镁离子溶解度下降结晶
附着于金属表面，并且在温度最高的换热面结晶更多，因为涉及人体健康，而且开始系统，用水量大，
所以一般日常维护不建议采用化学方式。

水垢的危害：换热器效率降低，流量下降，造成设备损坏等，导致了用户能源浪费，管理成本高。

电子除垢系统技术优点：油水换热、汽水换热、水水换热或者直接供水都可以实现阻垢除垢。

系统流程图：
阻垢除垢原理：
电子除垢系统不改变水的化学
成分和CaCO3的溶解度，也不
能阻止其晶体析出。

但是通过
其独特的交变电场技术，在水
温升高的条件下（过饱和）有
效的改变了CaCO3结晶体原有（未安装电子除垢的换热器）（显微镜下结晶体形状）的晶格形式，从坚硬的方解石
变成松软的文石。

促成碳酸钙
结晶析出于水中，CaCO3结晶体
随水流出，不结于管壁和加热面。

（安装了电子除垢的换热器）（显微镜下结晶体形状）
商标声明：
本方案中提及到的产品名称或商标仅做识别之用，而这些名称或商标可能是其他公司的注册商标或是版权，均属各该注册公司所拥有。

GBJ29-90 《压缩空气站设计规范》
CBJ235-82 《工业管道工程施工及验收规范金属管道篇》
GB16409-1996 《板式换热器》
GB/1497-85 《低压电器基本标准》
GB4238-84 《耐热钢板通用技术条件》
CB985-85 《不锈钢焊条执行标准》
GB50242-2002 《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》
GB50268-97 《给水排水管道工程施工及验收规范》
GB50009-2001 《建筑结构荷载设计规范》
GB50057-94 《建筑物防雷设计规范》
GB4272-92 《设备及管道保温技术通则》
GB4720 电控设备第一部分低压电器电控设备
DLJ52 电力建设施工及验收规范
GB/T 调速电器传动系统第二部分：一般要求低压交流变频电气传动系统额定值的规定IEC61800-5-1 可调转速源电子电力驱动系统安全要求
GB/T 21056-2007 风机、泵类负载变频调速节电传动系统及其应用技术条件
GB/Z 电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限制GB/T4025-2003 人-机界面标志标识的基本和安全规则指示器和操作器的编码规则GB7947-2006 人-机界面标志标识的基本和安全规则导体的颜色或数字标识调速电器传动系统第3部分：产品的电磁兼容性标准及其特定的试验方法
GB/ 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cab:恒定湿热试验
GB/ 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A:低温
1、生产
◆公司无论是从整机设计、制造还是检测等环节，均按统一标准执行。

◆严格的产品开发流程
◆
精益化的生产管理体系
◆一流的生产和测试设备
2、严格遵循
ISO 9001体系进行质量控制
1. 服务承诺：
整机保修1年；
2. 质量保证:
源自美国的先进技术
标准化的采购、检验、试验、调试
通过ISO9001质量管理体系认证
产品通过了国家节能认证
3. 售后服务承诺:
公司将提供必要的安装指导，并在设备安装完毕后，派
具有丰富经验的工程师到现场进行技术服务。

技术服务的内容为：负责免费现场开机、调试和设备试
运行，负责免费为买方现场培训操作人员，并负责解决
合同设备在安装调试运行中出现的问题。

售后服务部承诺不定期的随访，检查合同的设备运行情
况。

并开通“服务热线”400-820-6588以保证接到用户
服务通知后以最快速度到达现场。

技术服务：无论售前、售中、售后，只要用户方需求设
备技术上的帮助及咨询，本公司将24小时内准确予以
无偿提供有关技术资料。

现场开机调试验收成功后，我公司的售后工程师负责对
用户的操作人员进行常规的操作培训。

接到用户设备发生故障的通报，各地经销商会立即给予
电话答复，4小时内到达现场进行处理。

办事处在现场
无法处理情况下，上海总公司将直派售后工程师24小
时内到达现场进行处理。

以保证设备长期稳定工作。

序号客户名称数量备注
2上海现代制药海门有限公司4标准型
3启越贸易（上海）有限公司4标准型
4上海东首电子有限公司1集成式
5杭州品良石材有限公司1标准型
6昆山丘钛微电子科技有限公司2无油两级回收7扬州广盛机电设备有限公司1标准型
8绍兴新锐机电工具有限公司1标准型
9河源市西可通讯技术有限公司8标准型
10江苏通泰纱线有限公司2标准型
11江苏康妮集团5标准型
12浙江罗迪机电科技有限公司12集成式3台13土耳其客户2标准型
14匈牙利客户4标准型
15韩国客户2标准型
16印度客户1标准型
能量的单位：
1 焦耳(J) = 1 瓦特的功率在1秒钟内所做的功
1 cal = 1毫升水上升1度所有需要的能量
1 cal = J
1 Kcal = 1升水上升1度所有需要的能量=1000 cal
1 = 3600 KJ = 860 Kcal
不同物质的热值
1 Kg 标煤的热值约为： 7000 Kcal
1 m3 天然气的热值约为： 8500-9227 Kcal
1 L 柴油的热值约为： 9181 Kcal
1Kg 重油的热值约为： 9800-1200 Kcal
1Kg 不饱和蒸汽的热值约为： 650-700 Kcal
1Kg 饱和蒸汽的热值约为： 150-460 Kcal
电是二次能源，但各种发电形式并不全部是“绿色”的；
火力发电是我们国内最常见的发电形式，火力发电量占总发电量的绝对多数。

火力发电每生产1 KWh电能，折标煤，将产生的CO2，相当于 Kg 的C排放量；
该折标煤量是按火力发电煤耗的电的等价计算值,每年各不相同,为便于对比,以国家统计局每度电折千克标准煤,作为今后电力折算标准煤系数,到2020年,该数值被要求降低到千克标准煤。

什么是COP （coefficient of performance）
在冬季供热时，制热量（W）与输入功率（W）的比率
在夏季制冷时，制冷量（W或Btu/h）与输入功率（W）的比率
在制热状态下：
电加热器的COP 约为 1
家用空调的COP 约为 (室外温度大于0℃)
空气源热泵的COP 约为 (但在零下5 ℃时约为
电加热水的耗电量计算：
耗电量=水量(吨)×温升(℃)× 4187÷3600
贵公司现有空压机3台，功率160KW，机组每天运行24小时，年运行8000小时，平均负荷50%以上，按照进水5°C,出水55°C及空压机配备的余热回收回收率70%计（单气路回收）计算，可节约能源：
一、系统流程图
二、系统流程说明
该系统采用标准型能量回收系统，全天自动运行，完全实现无人值守。

其工作原理如下：
单台空压机独立配置一台标准型能量回收系统，两台机组共用一套供、补水系统，整集成了补水、循环、供热等功能。

开机后，系统自动判别循环水箱水位，低于设定值补水电磁阀打开补水，到最高水位停止；
系统和空压联动控制，自动判别进油温度，温度高于设定值循环水泵开启，低于设定值循环水泵停止，不会造成空压机低温；
循环水箱温度高于设定值，供水泵打开，热水进入保温水箱；
循环水箱水温超高时能量回收系统待机；
保温水箱水位到高水位系统待机。