注塑车间的真空泵运行起来是个持续的热源:电机做功、气体压缩,能量相当一部分转化成热,靠风冷散热器或者冷却水带走排掉。这些热平时被当作废热处理,换个角度看,稳定运行的泵组就是一台持续产热的设备,把它回收起来用在需要热的地方,等于把已经付过电费的热量再利用一次。余热回收这件事在注塑行业还处在做的人不多、做了就受益的阶段。
先说热从哪来。油润滑的旋片泵和螺杆泵,压缩过程产生的热集中在泵油里,油再经冷却器散掉,这条油路是余热回收的上佳接口;水环泵的热量集中在工作液里,水量大、温度温和,回收价值看温度需求;电机和机壳的散热风则是低温热源,量大但品味低,一般不做重点。回收的焦点通常放在油路和水路上,这里热流集中、温度相对高,换热器接上去就能取热。
再说热往哪去。注塑车间和厂区里对热的需求点不少:生活热水,宿舍和食堂的洗澡洗碗用水,一年四季都有需求,是余热消化的稳定出口;原料干燥环节的预热,吸湿性物料进干燥机前先用回收热水预热,能省下可观的电加热负荷;车间和办公室的冬季采暖,北方或者有空调需求的厂房可以考虑;还有暖水清洗,模具和工装的清洗用热水比冷水效率高。匹配的原则是热源温度对得上、需求时段对得上,余热回收系统设计好不好,八成看这个匹配。
技术实现上,主流做法是在泵的冷却回路加装板式换热器:泵油或者工作液走一侧,待加热的水走另一侧,热交换后热水进储热水箱,冷了的工作液回泵,泵的冷却和热量回收一举两得。这个方案对泵本身的运行几乎没有干扰,换热器堵塞或者故障时走旁路,不影响生产。设计时注意三个参数:换热面积按热流量和温差算,别拍脑袋;水质差的场合热水侧要做防垢处理;温度控制要有,水温到了自动分流,别把泵的冷却都保证了才想起来回收。
收益怎么估。一台连续运行的中型泵组,可回收的热功率大致在电机功率的三到四成,按电热水箱的口径折算,一年省下的电费取决于热水的实际消纳量。所以做之前先把自己的热水用量、干燥预热需求盘一盘,热源大需求小,回收系统闲置,账就不好看;需求稳定的热水出口,三五年回本是常见的水平。连续运行、三班倒的注塑厂条件天然占优,两班以下的要算细账。
还有一层账容易被忽略:余热回收顺带改善了泵的运行。冷却回路加了换热器,油温控制更稳,夏季高温时段泵的出力和寿命都受益,这笔间接收益虽不好量化,老设备管理员心里都有数。深圳市滨海真空技术有限公司在注塑行业的系统改造中,余热回收是和节能改造、管网治理一起评估的选项,德国贝克、美国昆西等品牌泵组的原厂参数齐全,方案设计有依据。废热不废,就看有没有人把它接住,接住了,就是一份按月返还的电费折扣。