捷豹水冷空压机(空压机余热回收及其应用参考手册)

空压机热量的产生：

压缩空气高温的产生在空压机工作过程中，压缩空气在外力作用下，分子势能转换成分子动能，分子动能增加，分子热运动剧烈，使分子温度升高，表现为，压缩后的空气温升大幅升高。

润滑油高温的产生：

在空压机的压缩过程中，主要依靠设备的主轴运转，带动压缩过程进行。由于主轴在运转过程中，与轴瓦产生摩擦，导致主轴温度升高。升高的温度，对运行中的设备危害很大，这部分热量就要依靠润滑油在对运转部件润滑过程中，将热量带走。带走的热量，最后传递给润滑油，使润滑油温度升高。

空压机热量产生的原因：

热力学第一定律：热力系内物质的能量可以传递，其形式可以转换，在准换和传递过程中，各种形式能量的总量保持不变。

根据这一定律，空压机热量的产生，靠电动机在电能作用下，对空压机系统做功。使系统内能增加，表现为，油温和压缩气体温度升高 。

可回收部分热量的管路设计：

我们针对空压机中可利用的部分：

气冷却器13%和油冷却器72% 进行改造和利用。

1）压缩气体改造：在压缩空气出口管道处，重新接通一管道，将高温压缩空气引出，与热水机组上高温空气进口连接。使压缩空气进入板换中，与生活用水换热后，从板换的空气出口处引出，再与压缩空气出口末端管道连接，使经冷却后的压缩空气提供给用户。

2）滑油管路改造：润滑油在气油分离器中分离后，将高温的润滑油经过钢丝软管引出，进入到换热器内。在板换内，与水换热后。再油钢丝软管引出。

为保证空压机的运行稳定，避免因换热器有故障，或换热器检修等问题，在设计过程中，另外再设计一条回路，直接将高温油连接到换热器的回油端。

在换热器的回油端，设计安装一电动三通阀。将换热器回油端的没有进入板换的高温油，和进入板换的低温油分别处理。

冷却水系统的设计：

冷却系统设计图：

将一定量的生活用水通过供水泵先注入到循环水箱内。然后通过循环水泵将生活用水加入到热水机组内，参与换热。换热后的高温生活用水再次进入到循环水箱内，继续被循环泵抽送到热水机组内加热。当生活用水在热水机组内经过多次加热，达到符合用户要求温度的热水后，再通过恒温供水泵，将这部分热水储存到恒温水箱里。

最后，根据用户需要，开启恒温水箱出水泵，将达到要求的热水供给用户使用。

仪表控制柜：

电仪控制系统：

温度传感器：检测的主要有冷却水的进出口温度； 润滑油进出热水机组温度；压缩空气进出热水机组温度。

电子除垢仪：

费用对比表：（仅做参考用）

空气压缩机余热回收部分案例示意图：

无油螺杆式压缩机热回收系统的原理示意图：

如下图所示。在该系统中通过水泵不断将冷水输送到无油螺杆压缩机，压缩机散热产生的热量将冷水加热，然后输送到热回收模块，热回收模块相当于换热器，热水通过该模块的时候进行换热，可以达到用户想要的温度。此外该系统中还设置了保护系统，当热水温度不高时，热水直接通过旁路经电动调节三通阀继续进行循环；当热水温度过高时，热水则通过保护系统进行降温处理后经电动调节三通阀继续循环下去。

单管直送：

适用于长距离500米以上，无恒温控制的送水系统， 特点是：蓄水箱的水位由浮球阀控制，水位控制简单，管道成本低。适合于用水需求量接近或大于供给量的情况。

1.原空压机水冷系统可以切换控制，也可以不接，不影响系统运行；

2.蓄水箱水位控制可以采用浮球阀形式；

3.若蓄水箱水位低于输水泵高度，应在输水管道串接电磁阀，其控制用送水信号或者输水泵控制同一信号；

4.可以在输水泵前端安装电接点压力表，可将电接点压力表的通断信号作为系统的可送水信号(接至XT2.9-XT2.10，即COM-X1，两点接通即送水，断开禁止送水)，也可将表的控制点不输水泵控制线圈串接；

5.考虑到电接点压力表和浮球阀工作的特点，应适当设置水泵执行延时；

参数设置：

【加热方式】：循环；【温控接入方式】：本地控制；

【温度模式】：回差控制；【输水结构】：单管循环；

【输水用水类型】：消耗型【补水方式】：单补水；

【单补水端口】：循环箱补水【水泵执行延时】：1-3秒。

单管直送二：

适用于长距离无恒温控制的送水系统, 特点是：蓄水箱的水位由水位控制器控制，水位控制线路加长，管道压力小，成本低。适合于用水需求量接近或大于供给量的情况。

蓄水箱的水位控制信号送到热水机的可送水端子，送水信号(接至XT2.9-XT2.10，即COM-X1，两点接通即送水，断开禁止送水)；其它同方案一，参数设置同上。

单管恒温：

适用于中长距离200-500米距离，有恒温控制的送水系统，特点是：蓄水箱的水位由水位控制器控制，设有错峰昼夜补水定时控制，水位及给水由本地控制。系统有恒温控制，能保证蓄水箱温度处于较高温度。适合于用水需求小于供给量的情况。

参数设置：

【加热方式】：循环；【温控接入方式】：本地控制；

【温度模式】：回差控制；【输水结构】：单管循环；

【输水用水类型】：消耗型；【补水方式】：单补水；

【单补水端口】：蓄水箱回水；【水泵执行延时】：1-3秒。

双管恒温开放循环式：

适用于长距离500米以上距离，有恒温控制系统，特点是：送水及回水分别铺设管道，恒温效果好，但管道成本高。

参数设置：

【加热方式】：循环；【温度模式】：回差控制；

【输水结构】：双管循环；【输水用水类型】：消耗型；

【补水方式】：单补水；【单补水端口】：蓄水箱回水。

双管恒温密闭循环方式：

参数设置：

【加热方式】：循环；【温度模式】：回差控制；

【输水结构】：双管循环；【输水用水类型】：循环型；

【循环恒温控制值】：设定控制值；【补水方式】：单补水；【单补水端口】：循环箱补水。

单循环：

适用于近距离100米以内距离，特点是：温效好成本低，控制简单。

参数设置：【加热方式】：循环。

直热（循环）：

适用于单位时间用水均匀水量不大的需求情况，特点是：恒温效果好成本低，控制简单，可以作为供暖系统。系统设置为【直热方式】。采用本方式，内置【循环泵】控制(Y2)无输出。温度控制由【送水】发出。用户可以拆除循环泵，代之以电动阀或电磁阀。其温度控制方式有两种，一是【油温优先】的温度控制，二是【水温优先】的控制方式。如选择油温优先时，当油温达到设定温度时【送水】输出，低于设定温度时关闭；如选择水温优先时，若油温符合上述要求，同时水温达到设定温度时【送水】输出，低于设定温度时关闭；若油温不能满足上述设定要求，【送水】无输出。本控制方式需要为供水系统提供所需动力。若采用本机内置泵作为给水动力，请将内置循环泵接至【送水】输出点XT3(Y1)。

参数设置：【加热方式】：直热；【直热】：油温控制； 【温度模式】：回差控制；【直供方式感温设置】：设定值；【直供方式输出控制】：根据硬件结构选择。

多机组组合：

适用于多机组用水量大，距离长无恒温控制的送水系统，特点是：蓄水箱的水位由浮球阀控制，水位控制简单，管道成本低，各水箱可扩从容量，设备容量亦可扩充。系统设置按照输送水的具体模式确定。

参数设置：【加热方式】：循环；【温控接入方式】：本地控制；【温度模式】：回差控制；【输水结构】：单管循环；【输水用水类型】：消耗型；【补水方式】：单补水；双补水，可选； 【单补水端口】：循环箱补水； 蓄水箱回水，可选；【水泵执行延时】：1-3秒。

控制系统输出条件及状态：

某项目工程结构图：

系统安装两台空压机热能热水机组，机组分别不两台100HP复盛水冷空压机连接，采用单油利用连接方式。循环水箱蓄水量2.5吨，同时不两台热能热水机连接，热水经机组内循环泵将循环水通过热交换器获得热能，当温度达到设定要求时，将热水送出，分别送至干部楼三楼顶2吨蓄水箱和宿舍六楼顶的两个6吨水箱。冷水补水从循环箱补充。

系统工作说明：

参数和结构设计参见“案例示意图”之”单管直送二”和”单管恒温”，本方案将此两形式按合二为一，兼具两方案之优点；当需求量大，需求量大小于供给量时（用水人数多），可采用” 单管直送二”，当用水量小需求量时（用水人数较少），可采用”单管恒温”； 设备工作不否不影响空压机正常运行，开机时可以协助空压机的冷却系统降温，热能热水机关机后，空压机的温度会略有所下降，请观察排气温度，调整冷却水量，将空压机的排气温度控制在恰当的范围。建议空压机运行时，空压机的排气温度工作在75-85摄氏度，既有利于空压机运行，同时可以获取恰当的热能。

输送水由主机控制。

A.循环加热过程：当空压机运转，油温上升到设定值时，热能热水机循环工作,低于设定温度回差以下，循环停止工作；

B.补水过程：循环箱缺水时，由水位控制器控制补水电磁阀（V1）完成补水过程，给水补充至满水位时，补水结束；

C.送水过程：当循环水箱处于满水位，循环水箱温度达到设定起始送水温度时，送水启动；

D.输水泵工作过程：当送水信号发出后，经设定延时，可送水满足条件，输水泵运行；

E.输水泵一用一备：主辅泵工作模式参见“本地输水泵控制”参数设置说明；

F.输水过程：输水泵工作时，热水从循环箱，经过输水泵分两路送到厂房干部宿舍和员工宿舍，当两处蓄水箱水充满后，电接点压力表因管道压力增加，达到设定值（运行压力为0.3MPa，设定停机压力为0.35MPa）后，电接点控制信号送入到控制系统，系统收到停止信号，送水停止输出，输水泵停止工作；

G.回水及控制方法（单管恒温方式）：

a)回水的必要性，企业因长假没有用水或者因配置空压机长期未工作，导致蓄水箱满水同时温度下降，蓄水箱的水温达不到使用要求，通过回水措施可以将蓄水箱的水温回到循环箱重新加热，加热后再送到蓄水箱中，以提升蓄水箱水温；

b)回水控制准备：启动回水控制（即“单管恒温方式”）；打开必要的回水阀门（蓄水箱回水阀，输水箱回水阀）

Q2：循环加热水箱出水阀（位置：空压机房——循环水箱出口）；

Q3：输水泵控制箱回水阀（位置：空压机房——输水泵控制箱内）；

Q4：输水泵控制箱出水阀（位置：空压机房——输水泵控制箱出口）；

Q7：蓄水箱恒温回水阀（位置：干部宿舍楼顶——蓄水箱出口）；

Q9：蓄水箱进水阀（位置：员工宿舍楼顶——蓄水箱进口）；

Q13：蓄水箱回水阀（位置：员工宿舍楼顶——蓄水箱出口）；

c)自动回水控制，进入“补水方式”界面，设置“从蓄水箱回水”即可，系统就会自动控制全过程；

d)采用回水方式时，系统不会从循环箱补水，而是从非蓄水箱补水（给水）；

e)干部楼恒温设置：调整设置温度可以改发恒温控制的最低值，回差3度（可设置），当温度低于设定值，蓄水箱水位处于可以回水的状态是，回水阀Q7打开，可以回水，当系统回水是，蓄水箱的水被回抽到循环加热箱重新加热；如果蓄水箱温度超过设定温度或者水量不够，回水关闭；温控操作界面如下图：

H.单管恒温方式的补水操作（宿舍楼蓄水箱补水）

a)确认Q18处于打开状态；

b)确认控制箱有电，确认冷水管水压正常；

c)确认水位线设置合理，（注意：溢水水位线和溢水口间留出单次送水的容量，即新热水的补充容量）；

d)错峰时间设置合理，用水高峰时段定时控制器为ON，系统处于高位给水，用水低峰时段为Off，系统处于低位给水。

I.直送水控制方法（单管直送方案二）：

a)控制准备，确认Q9处于关闭状态，补水阀打开，Q16,Q17打开；

b)系统设置为【从循环端补水】；

c)本方案的不足在于会造成干部宿舍因产期不用水出现新热无法补充使得水温降低（解决对策：将系统工作设置为“单管恒温方式”，运行几个小时即可）

目前不建议采用本方案。

项目Ⅱ：

系统安装三台空压机热能热水机组，机组分别与三台200HP捷豹水冷空压机连接，采用单油利用连接方式。循环水箱蓄水量5吨，同时不三台热能热水机连接，热水经机组内循环泵将循环水通过热交换器获得热能，当温度达到设定要求时，将热水送出通过两台循环泵给二次换热器热交换后由原来的供暖循环泵给厂房供热。

系统工作说明：

参数和结构设计参见“示意图”之”单管直送二”； 设备工作不否不影响空压机正常运行，开机时可以协助空压机的冷却系统降温，热能热水机关机后，空压机的温度会略有所下降，观察排气温度，调整冷却水量，将空压机的排气温度控制在恰当的范围。建议空压机运行时，空压机的排气温度工作在75-85摄氏度，既有利于空压机运行，同时可以获取恰当的热能。 输送水由主机控制。

A.循环加热过程：当空压机运转，油温上升到设定值时，热能热水机循环泵工作，低于设定温度回差以下，循环泵停止工作；

B.补水过程：由循环水箱上的浮球阀和手阀所控制，当水位满水时，浮球阀令给水关闭；

C.送水过程：当循环水箱处于满水位（内部水位被短接E1-E3令水位条件始终满足），循环水箱温度达到设定起始送水温度时，送水启动；

D.输水泵工作过程：当送水信号发出后，经设定延时（出厂设定为30秒），可送水满足条件，输水泵在辅劣送水泵（M1）运行延时后再启动运行；

E.输水泵为一用一备：主辅泵工作模式参见“本地输水泵控制”参数设置说明；

F.输水过程：输水泵工作时，热水从循环箱，经过输水泵分两路经过两个二次换热器，构成一个循环过程，热水经二次散热后回到循环水箱；

G.各阀门状态：

1.热回收工作方式：

2 锅炉工作方式：

3.电控箱位置：

空压机热回收热备的电源由锅炉空箱给出，箱内的三相自劢开关合上，为热回收设备提供电源，热回收设备均为单相220VAC用电。主机通过对锅炉电控箱的联锁，控制循环泵的工作。当工作方式转换开关在【锅炉】方式时，系统按照原来的工作模式工作。当工作方式转换开关在【热回收】方式时，系统按照热回收工作模式工作。任意一台锅炉给电时，热回都会收失去对泵的控制权，两个泵的交流接触器增设了热过流保护反馈信号给主机，若一台泵过载，系统会自劢切换到另一台泵工作。

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