如何从压缩空气中获得免费热水和供暖

能量回收的一个强有力的例子：有了能量回收装置，节约很快就会增加。从低能耗灯泡到自动加热，面对价格上涨，制造企业正采取多种方式减少能源使用。但是，即使采取了明显的措施，寻找进一步节约的挑战依然存在。

根据外国一制造商组织EEF今年的一项调查，能源可负担性是当今制造业面临的关键问题之一，并被视为增长的一大威胁。对近200名英国行业专家的调查证实，“许多低挂的果实已经被摘下来了”，由于能源价格仍然是所有主要制造业国家中最高的，所以也能理解为什么超过一半的受访者认为继续减少天然气和电力的使用是未来两年很大的能源挑战。

应对这一挑战需要更加关注那些常被忽视的能源使用领域，如压缩空气。压缩空气平均占欧洲工业总耗电量的12%左右。在某些情况下，这一数字高达40%。

压缩空气节能的潜力是显而易见的，但实现这一潜力还需要考虑创新的节能方法，如能量回收，这一概念使空压机的废热能够作为热水回收。

在某些情况下，这可用于某些制造过程，或重新引入家庭供暖或热水系统。

在英国，压缩空气能量回收正在逐步建立，并且有许多例子证明了可以获得的节约。然而，英国在能源回收方面落后于欧洲大陆，这可能是因为对可实现的结果缺乏认识或怀疑。因此，让我们先来看这两个问题。

首先，什么是压缩空气能量回收？

当空气被压缩时，能量以压缩空气和热能或热的形式从电能转化为势能。压缩后，空气通常会达到高温，在它被分配到管道系统并输送到最终过程之前，热量必须被提取。除非热量被回收，否则它就成了废物。工业空气压缩机所使用的电能中，多达94%被转化为热量，并在压缩过程中通过辐射损失掉。剩余的6%是不可回收的，因为少量的热量残留在压缩空气中或散发到周围空气中。

因此，设计合理的热回收装置可以回收50%至94%的可用热能，这可以用来将水加热到90摄氏度。

压缩空气产生的热能可以回收，并在其他生产过程中重新使用。许多行业都可以从能源回收中受益，尽管运行时间更长且需要连续工作的行业，例如使用工艺用水的行业能够在更短的时间内实现更高水平的节能。在其他情况下，热量可以直接进入设施本身的供暖或热水系统，例如，这可以减少对外部电力和天然气来源的依赖。

为了更好的理解能量回收的工作原理，记住产生压缩空气的高温是很重要的。为了降低空气温度，根据空压机类型，热量通过油、水或空气排出。喷油螺杆式压缩机和无油水冷螺杆式空压机有可能从其冷却系统中回收热能，并以热水的形式将其用于其他应用。大多数压缩机装置采用两级设计，在第一级和第二级之间有一个中间冷却器，在第二级之后有一个后冷却器。中间冷却器和后冷却器可以是气冷式或水冷式。当空气通过这些类型的后冷却器时，热量被提取出来，并可以被重新用到其他用途。

空气冷却系统在中小型压缩机中更常见，热量回收通常仅限于寒冷季节，此时回收的能量可用作加热空气，并被输送到附近的内部空间用于补充加热。这种类型的热回收装置抵消了外部购买加热所需的能量，在英国可以帮助设施每年节省数千英镑的取暖费。水冷系统通过三个主要原理之一运行：无循环水的开放系统、有循环水的开放系统和有循环水的封闭系统。值得推荐的系统是带循环水的封闭系统，水在压缩机和某种形式的外部热交换器之间不断循环，然后热交换器将回收的热量传递给预期的过程。正确实施的闭式水能量回收系统有许多好处。

首先，它几乎不需要实时监测，维护成本低。与开放水系统不同，开放水系统中的水是由外部水源(如市政自来水总管)提供的，而封闭水系统则使用经过处理的水。因此，在冷却介质部件中几乎没有或没有矿物质沉积，这提高了空压机的运行条件、可靠性和使用寿命。一旦压缩空气通过水冷系统，水就包含了最初用于压缩空气的能量。然后，这些热水可以在整个设施中用于预热工艺用水，通常用于这些工艺的能量被抵消，加热工艺用水的成本消失了。随着能源回收，节省的成本会迅速增加，从而带来短期投资回报和年复一年的持续成本节约。

从财务和可持续发展的角度来看，有很多例子可以说明这项技术是多么的有益。其中之一是Autofil，一家位于英国中部的汽车行业纺织品制造商。通过采用阿特拉斯·科普柯的能源回收技术，该公司每年平均节约能源成本37,000英镑，每年减少二氧化碳排放量260,000吨。通过回收制造过程中空气压缩机产生的热量，该公司能够提高所需工艺用水的温度，从而降低整体能耗。

这是通过ER-S5能量回收装置实现的，压缩机空气端的热油通过不锈钢板式热交换器转移。油中的热量被传递到换热器另一侧的冷水中，产生连续的热水流。根据压缩机每年运行8,424小时计算，GA 250和ER-S5装置的组合每年可回收超过140万千瓦时的能源。

在北爱尔兰，Greiner Packaging的生产工厂发现了压缩机系统多余热量的一种非常不同的用途，将其捐赠给附近的一所大学，每年可为其减少4万英镑的取暖费。Dungannon Integrated College是一所拥有500名学生的中学，它通过地下管道将热量接收到中央供暖系统中，不仅降低了成本，还减少了200公吨二氧化碳。