歐陽(yáng)焰嘯（景旺電子科技（龍川）有限公司，廣東 龍川 517300）

冷水機(jī)組熱能回收比空壓機(jī)熱能回收具有更多的的優(yōu)勢(shì)

歐陽(yáng)焰嘯
（景旺電子科技（龍川）有限公司，廣東 龍川 517300）

文章通過(guò)對(duì)空壓機(jī)熱能回收與冷水機(jī)組熱能回收的優(yōu)劣比較，闡述了空壓機(jī)熱能回收的局限性和冷水機(jī)組熱能回收的普遍適應(yīng)性，介紹了冷水機(jī)組熱能回收裝置的原理以及它在節(jié)能方面的一些優(yōu)勢(shì)。

空壓機(jī)；冷水機(jī)組；熱能回收；節(jié)能

1 空壓機(jī)熱能回收的局限性

1.1 空壓機(jī)熱能回收原理簡(jiǎn)介

從圖1我們可以看到，主機(jī)把壓縮空氣送入油氣分離器，在油氣分離中高溫機(jī)油和壓縮空氣被分離出來(lái)。高溫機(jī)油進(jìn)入熱能回收器（例如板式熱交換器）后，再經(jīng)過(guò)空壓機(jī)自身配帶的機(jī)油冷卻器回到主機(jī)頭中。在熱能回收器上安裝1臺(tái)循環(huán)水泵，把水桶中的自來(lái)水抽入熱能回收器中，又從熱能回收器中抽入水桶，不斷循環(huán)，在這個(gè)過(guò)程中，水吸收熱能回收器中高溫機(jī)油釋放的熱量，溫度得以逐步升高。

1.2 空壓機(jī)熱能的來(lái)源

從理想氣體狀態(tài)方程T=pυ/R（T，溫度；p，壓力；υ，氣體體積）得知，空氣被壓縮后，壓力和體積都會(huì)發(fā)生了急劇的變化，氣體的溫度會(huì)迅速升高，主機(jī)中潤(rùn)滑機(jī)油的溫度也隨之升高。

1.3 局限性

空氣被壓縮后，含有大量的水份，它被油氣分離器分離出來(lái)與機(jī)油混合在一起，如果不把水分離出來(lái)，機(jī)油就會(huì)被乳化，降低機(jī)油的粘度，這對(duì)主機(jī)頭是十分不利的。油溫如果能控制在95 ℃ ～ 100 ℃，水份就會(huì)從機(jī)油中蒸發(fā)出來(lái)；如果被降得太低，例如70 ℃，水汽就不易被蒸發(fā)，就會(huì)凝結(jié)在機(jī)油中。這樣，空壓機(jī)熱能回收裝置的局限性就體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：

（1）季節(jié)性 氣溫高的季節(jié)可以放開(kāi)使用，但是氣溫低的季節(jié)，例如冬季，就要受到限制。如果油溫不能達(dá)到90 ℃，就不能使用。

（2）地域性 北方和南方氣溫相差很大，在北方，春、秋、冬季就不宜使用。

2 冷水機(jī)組熱能回收運(yùn)行過(guò)程和控制原理簡(jiǎn)介

2.1 冷水機(jī)組的熱能回收原理圖（圖2）

圖2中，在原有的冷水機(jī)組中我們?cè)黾恿瞬考海?）冷凝器1；（2）熱水桶；（3）熱水循環(huán)泵；加水電磁閥門；（5）用水電磁閥；（6）變頻器（控制冷卻塔的冷卻風(fēng)機(jī)和冷卻水泵）；（7）溫控器（測(cè)量冷凝器中的溫度，輸出4 mA ～ 20 mA的控制信號(hào)，以控制變頻器的頻率輸出）。

所謂多元化參與：除了我們自己的黨支部、黨員等，吸收街道、社區(qū)、居委會(huì)、派出所等多家單位參與服務(wù)管理，作為我們的輔助平臺(tái)，協(xié)助我們做工作。我們的離退休老同志既是站里的服務(wù)對(duì)象，同時(shí)又是社區(qū)居民，近年來(lái)，我們離退中心與社區(qū)一起開(kāi)展活動(dòng)，這些活動(dòng)既豐富了老同志們的文化娛樂(lè)生活，又促進(jìn)社區(qū)的和諧發(fā)展，多元化參與，使得我們的服務(wù)管理增加了廣度和深度，老同志們受益，社會(huì)更加和諧發(fā)展。

2.2 運(yùn)行過(guò)程

（1）經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮而成為高溫高壓的氣態(tài)氟利昂首先流經(jīng)熱能回收冷凝器1 ，在此處經(jīng)過(guò)初步液化，放出熱量。

（2）熱能回收冷凝器1是用自來(lái)水作為冷卻介質(zhì)的，在氟利昂由氣態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)時(shí)，水吸收相變熱量，通過(guò)循環(huán)水泵1不斷循環(huán)來(lái)提高自來(lái)水的溫度，工程實(shí)例表明，20 ℃的水可以加熱至60 ℃ ～ 75 ℃。

（3）氟利昂經(jīng)熱能回收冷凝器1后，又進(jìn)入冷水機(jī)組自身配帶的冷凝器2，進(jìn)一步冷凝，產(chǎn)生過(guò)冷的液態(tài)氟利昂。

2.3 控制原理

（1）以冷凝器2中的進(jìn)口水溫為中心來(lái)控制冷卻循環(huán)水泵2和冷卻塔散熱風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。按照有關(guān)技術(shù)要求，冷凝器2的進(jìn)口水溫應(yīng)為32℃。當(dāng)這個(gè)溫度低于32 ℃時(shí)，水泵2和散熱風(fēng)機(jī)不工作，氟利昂由氣態(tài)相變?yōu)橐簯B(tài)的熱量就全部釋放在熱能回收的冷凝器1中。

（2）當(dāng)冷凝器2中進(jìn)口的水溫等于或大于32 ℃時(shí)，則啟動(dòng)水泵2和散熱風(fēng)機(jī)。

3 冷水機(jī)組熱能的來(lái)源和理論依據(jù)

冷水機(jī)組在PCB工廠一般是用來(lái)冷卻如電鍍、蝕刻、棕化線的藥水缸中的藥水。這些藥水缸在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量的產(chǎn)生是不受季節(jié)和區(qū)域的限制的，只要生產(chǎn)，就有化學(xué)熱產(chǎn)生，就要用冷卻的方式對(duì)化學(xué)藥水進(jìn)行冷卻。因此，可以這樣認(rèn)為冷水機(jī)組熱能的來(lái)源——化學(xué)反應(yīng)熱始終存在。

可見(jiàn)利用它來(lái)進(jìn)行熱能回收制造熱水比用空壓機(jī)的熱機(jī)油來(lái)生產(chǎn)熱水有明顯的可行性。

這一點(diǎn)目前還沒(méi)有被大多數(shù)廠家認(rèn)識(shí)，很多人只接受利用空壓機(jī)的余熱來(lái)制造熱水供員工生活用，殊不知，在深圳等常年氣溫較高的地區(qū)可以這樣做，但在深圳以外的廣大靠北邊的區(qū)域要這樣做就有較大的局限性。

3.2 冷水機(jī)組熱能回收的理論依據(jù)

（1）冷水機(jī)組的壓縮機(jī)實(shí)際上是一個(gè)把冷卻對(duì)象的熱量搬到對(duì)象以外的區(qū)域。這個(gè)過(guò)程是通過(guò)制冷劑的液態(tài)化和氣態(tài)化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。液態(tài)的制冷劑在冷水機(jī)組的冷凍水泡中被蒸發(fā)器吸收熱量，使被冷卻的介質(zhì)例如水降溫，這時(shí)液態(tài)的氟利昂變成氣態(tài)；氣態(tài)的氟利昂又經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮，通過(guò)管道送到冷凝中，在冷凝器中經(jīng)過(guò)冷卻變成液態(tài)，這個(gè)過(guò)程要產(chǎn)生大量的熱量。具體地說(shuō)，壓縮機(jī)排出的制冷劑在冷凝器中經(jīng)歷了三個(gè)放熱過(guò)程：①壓縮機(jī)排出的高溫高壓狀態(tài)下的氣態(tài)制冷劑被送到冷凝器中，釋放熱量，下降到冷凝溫度，這時(shí)制冷劑仍為氣態(tài)；②氣態(tài)制冷劑進(jìn)一步放熱，發(fā)生相變成為液態(tài)；③液化后的制冷劑比冷卻介質(zhì)例如水的溫度仍然要高，它要繼續(xù)向介質(zhì)放熱。

（2）舉例說(shuō)明： 一臺(tái)60 kW的冷水機(jī)組，若設(shè)冷凝器冷卻水的進(jìn)口溫度為T1=32 ℃，那么按照有關(guān)專業(yè)知識(shí)計(jì)算得出，冷凝器的熱負(fù)荷為73.2 kW，如果用它來(lái)制造熱水，若不計(jì)熱損失，每小時(shí)可以將947升20 ℃的水加熱到70 ℃。從這個(gè)實(shí)例中我們可以看出用冷凝器生產(chǎn)熱水有很大的潛力。

4 冷水機(jī)組熱能回收的優(yōu)勢(shì)

4.1 冷水機(jī)組熱能回收不受地域和季節(jié)限制

冷水機(jī)組的制冷劑溫度被降得越低對(duì)壓縮機(jī)越有利，不象空壓機(jī)的油溫必須控制在90 ℃以上，否則對(duì)空壓機(jī)會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響；

4.2 節(jié)能

在冷水機(jī)組上增加一套熱能回收裝置，不僅可以制造出供生產(chǎn)和生活用的熱水，而且還可以降低冷卻塔水泵電機(jī)和散熱電機(jī)的耗電量。上文已提到，當(dāng)冷凝器2中的水溫低于32 ℃，冷卻水泵電機(jī)和冷卻風(fēng)機(jī)，就不會(huì)運(yùn)行，就不用耗電；另外，由于氣態(tài)的氟利昂經(jīng)過(guò)了熱能回收冷凝器1的冷卻，也就是經(jīng)過(guò)了初步冷卻，水泵2和散熱風(fēng)機(jī)就可以在低于工頻（50 Hz）的情況下運(yùn)行，這又節(jié)省了電耗。工程實(shí)例中，它們的工作頻率為43 Hz ～ 47 Hz，節(jié)電率為36.4%～16.9%。

4.3 改善壓縮機(jī)的運(yùn)行工況

由于氣態(tài)的氟利昂要經(jīng)過(guò)二次冷凝過(guò)程，就會(huì)液化得更加充分，這就使得系統(tǒng)的高、低高始終保持在允許范圍內(nèi)的下限，壓縮機(jī)工作起來(lái)就相當(dāng)輕松，因而降低了壓縮機(jī)的功耗，延長(zhǎng)了壓縮機(jī)的壽命。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)空壓機(jī)熱能回收和冷水機(jī)組熱能回收優(yōu)劣勢(shì)的比較，我們不難得出這樣的結(jié)論：冷水機(jī)組熱能回收的適用范圍更廣。因此，本人希望PCB工廠在冷水機(jī)組上多作些節(jié)能的文章。

歐陽(yáng)焰嘯，設(shè)備動(dòng)力部經(jīng)理，擁有多年設(shè)備維護(hù)維修、改造（包括自動(dòng)化和節(jié)能改造）和管理工作經(jīng)驗(yàn)。

Water chiller heat recovery advantages against air compressor heat recovery

OUYANG Yan-xiao

By comparing the advantages and disadvantages of heat energy recovery based on the air compressor with water chiller heat recovery, this paper expounds the limitations of air compressor heat recovery, and the widely adaptability of water chiller heat recovery. It introduces the principle of water chiller heat recovery unit and its advantages in the aspect of energy conservation.

Air Compressor; Water Chiller; Heat Recovery; Energy Saving

TN41

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1009-0096（2014）02-0065-02