【压缩机网】<接上期——>
5.4 变频式冷干机
在文章中篇3.4.1.3讲到：“耗电才是冷干机最主要耗能指标”，在论点⑥“负荷”变化是冷干机节电的重点（见图27）。除了采用联控系统随空压机启停外，通过露点控制方式采用变频制冷压缩机使冷干机的制冷量输出可以精确调节来配合变频空压机产生的压缩空气热负荷变化。变频式冷干机的压力露点（见表23）相比常规冷干机更精准，更稳定。
变频式冷干机就是为了露点稳定和节能而诞生的。欧美市场已经把变频式冷干机作为标配。对于国内来说，与永磁变频螺杆空压机搭配，这将是未来冷干机的蓝海市场。
连续两届上海ComVac ASIA展会上，意大利传统冷干机品牌Afuil air和AST以特展方式推出变频冷干机。展商给笔者算了节能效果，确实让人大吃一惊。看看人家冷干机铭牌上的功率，再对比传统冷干机的功率（样本标注），节能一半以上！图40为Afuil air变频冷干机在上海ComVac ASIA展会。
5.5 蓄冷式冷干机
如果说常规冷干机和变频冷干机属于非循环式干燥器，那么蓄冷式冷干机则属于循环式干燥器。
蓄冷式冷干机工作原理：在传统冷干机的蒸发器外套一个换热器，换热器中采用乙二醇水溶液或者高相变热的材料作为载冷剂与制冷剂换热，然后再冷却压缩空气。当压缩空气热负荷变化时，制冷剂输出的富余冷量可以存储在乙二醇水溶液中，存储到设定容量时可以将制冷压缩机停机。待乙二醇存储的冷量消耗完的时候，制冷压缩机马上开启。因此，在实际工况和负荷发生变化时能起到节能的作用。
蓄冷式冷干机不仅对于变工况（流量、进气温度、环境温度变化）的露点稳定并节能，全年无需开机关机。蓄冷式冷干机适合要求压力露点精准、稳定（表24）和节能的高端小型冷干机市场。
上海ComVac ASIA展会上国际知名品牌SPX旗下HANKSON蓄能型冷干机以节能80%横空出世，把冷干机节能做到极致。
图41是在展会上演示的韩国某客户使用HANKSON蓄能型冷干机远程实时监控工作状态及节能效率。
蓄能型冷干机也有短板：比如价格高，对于大流量且负载波动频率大时露点不稳定，在热负荷大、满负荷或负荷变化较小的场合，其节能不如常规和变频冷干机。见图42。
5.6 转鼓吸干机
由于在压缩空气相对湿度高于40%的时候，硅胶的吸附效率高于氧化铝及分子筛（见图44），因此吸附剂的填装量少，结构非常紧凑。
转鼓吸干机专用于配套干式无油螺杆空压机（二级压缩），由于干式无油螺杆空压机二级排气温度可达180℃，充分利用此压缩热介入转鼓吸干机再生，压力露点可达10~-40℃（见表24），再生实现零气耗。
由于客户市场明确，价格高。目标客户——高端无油机行业，干式无油螺杆空压机是专配。国内首个一级能效压缩空气站——秦皇岛戴卡兴龙轮毂有限公司建设的压缩空气站使用的就是转鼓吸干机。
5.7 压缩热再生吸干机
对于干式无油螺杆空压机（二级压缩）或离心式空压机(简称无油空压机)的客户来说，追求的是压缩空气品质和可靠性。因此对空压系统设备采购，不同于常规空压系统设备的客户讲究性价比。同样，对于压缩空气干燥器一次设备采购成本来说不会斤斤计较。但是对于空气品质和节能的兼顾却很在意。由于无油空压机都是大排量且多机组，耗电成本十分惊人。其排气温度都在110℃以上，如果能够将这部分热量回收利用，节能效果将十分可观。
无油空压机先天的物理性无油已经让压缩空气品质上了一个台阶，干燥设备一定是配吸干机。吸干机的耗能随着处理量的增大也同步增大，因此对于配无油空压机的干燥器来说，节能意义就非常重大了。
近十年来，干式无油螺杆机和离心机的广泛使用于高品质高科技领域，随着无油空压机市场的不断扩大，许多有实力的压缩空气净化设备企业利用其技术优势开发了压缩热再生吸干机，不但满足这部分高端客户市场的需求，同时对于供给侧改革行业如钢铁、石化、冶炼、纺织等大型企业的设备节能改造也得到了长足发展。
从这两届上海ComVac ASIA展会上和华南空压机展会上看，有实力的压缩空气参展商都着重推荐了压缩热再生吸干机，可见在大型净化设备市场中，这块蛋糕还是很香的。图45为中山凌宇的240m3/min零耗气压缩热再生吸干机某客户现场。
其实早在上世纪八九十年代，螺杆空压机和冷干机在国内还没有普及，空压系统设备主要靠活塞机+吸干机，大型两级压缩无油活塞机广泛使用在大型国企，在厂商合作的压缩空气技术创新中就已经有了余热再生干燥器。再生原理基本相近：利用活塞机二级排气热量来减少再生成品气，达到节能的目的。但是压缩热再生干燥器更进一步，不是简单直接利用压缩热再生，而是反复利用空气相对湿度原理来设计流程。
压缩热再生吸干机根据压力露点及再生或吹冷方式的不同可分为三种型式（见表25），其中最见的是零耗气压缩热再生吸干机。
零耗气压缩热再生吸干机工作原理：当无油空压机排出高温高压的压缩空气首先进入吸干机的再生塔里使吸附剂升温解附。然后湿热的压缩空气经过后部冷却器1（水冷）冷却到38℃以下，后部冷却器1去除空压机吸入大气含水量50%左右；冷却后经过第一次干燥的压缩空气再进入吸附塔进行第二次干燥，达到需求的压力露点。当再生塔再生加热阶段时间完成后,设备转到冷吹阶段。吹冷阶段是采用经过后部冷却器2（水冷）冷却到38℃以下的压缩空气吹冷再生塔内的吸附剂，然后再生塔自冷直至环境温度完成再生；等待下一个吸附循环的开始。典型流程见图46。
压缩热再生吸干机技术还需要解决以下四个问题：
①压力露点的稳定和深度，不能光依靠无油空压机不稳定的压缩热。其对于大流量、稳定负荷及冷却水温度依赖较大。
②由于采用无油空压机排气端的中高温压缩空气来再生饱和的吸附剂，其温度、含湿量及流量不稳定的因数，对干燥器的再生效果和程度往往受到空压机的运行状况和环境的影响非常大。
③受到成本等因素的限制，设计上往往考虑的设计余量不及外加热等其它干燥器型式，操作弹性和寿命就会受到较大影响。
④压缩热再生吸干机的压降比外加热等其它干燥器型式要高。
因此，压缩热再生吸干机适用于对一般露点要求（见表25）且节能要求强烈，有压缩热能利用的场合。
而对于既对压力露点要求比较敏感又要求节能很高（双高）的领域（高品质压缩空气应用），普通的压缩热再生吸干机难以胜任了。
2019年的上海ComVac ASIA展会上国际知名品牌SPX有个讲座《零耗气鼓风热再生吸干机选型和应用》，把零耗气外加热再生吸干机再次引领该技术的发展。它将冻水引入后部冷却器中，一下子把进入吸附塔前和再生塔吹冷的压缩空气温度降低到个位数，大大提高了吸附性能和减少耗能。再次把吸干机的技术用到极致。所以“零耗气鼓风热再生吸干机”才是压缩空气干燥技术的翘楚。图47为HANKSON制造的零耗气鼓风热再生吸干机。
总结
随着技术进步和经济发展，压缩空气净化越来越受到用户的青睐，压缩空气品质与节能永远是压缩空气净化行业不管是供应商还是用户追求的目标，也是市场的主旋律。
本文大部分篇幅都是阐述市场占有率90%以上的常规干燥器的理论与技术的应用，深挖品质与节能这条主线，不管是否遇到破坏性技术，也能从压缩空气净化设备的红海市场中开辟出蓝海市场。
常规压缩空气干燥器（冷干机和吸干机）要生存和发展，请保证制冷剂和吸附剂的竞争力，就像手机拼处理器一样：
(1) 制冷剂的环保，R134a和R407的使用将提升冷干机的竞争力；
(2) 吸附剂的品质，笔者曾参与许多大项目的竞标，大胆地亮出上海久宙吸附剂配置可以提高中标率。
对于压缩空气净化设备的要求，最后强调三个原则：
①秉承够用就好的原则：能用冷干机，就绝不用吸干机；
②吸干机的节能原则：再生能用热就不用电，能用电就不用气；
③任何产品都要遵循标准原则：干燥器无论设计、生产、销售还是使用，有标准尽量参照标准执行，没有标准应该咨询专业院校、机构和人士，切勿拍脑袋。
〈全文连载完〉
参考资料
JB_T 10526-2017 《一般用冷冻式压缩空气干燥器》；
JB_T 10526-2017 《一般用冷冻式压缩空气干燥器》；
ISO 8573-1 2010 《压缩空气 第1部分：污染物和纯度等级》；
T/CGMA033001-2018《压缩空气站能效分级指南》;
T/CGMA ××××—××××《一般用压缩空气干燥器选型指南》征求意见稿；
《压缩空气干燥与净化设备》；
《压缩空气应用指南》；
《容积式压缩机技术手册 化工、动力、制冷》。
作者简介
第一作者：梁柳生，广西柳州，大学本科。高级工程师，1990开始从事空压机行业工作；有在国企、合资及外企工作经历，其中22年在AC集团工作。先后从事过空压机及后处理设备的产品设计、产品工艺、生产管理、产品质量跟踪服务等及全国销售总监，并有在欧洲学习和工作的经历。2017年创办上善气体工作室，专业从事压缩空气系统研究，精益生产管理及销售的培训工作。国家标准JBT10526-2005《一般用冷冻式压缩空气干燥器》第一起草人，全国压缩机标准化技术委员会副主任委员。
第二作者：梁翰林，上善气体工作室讲师助理。
来源：本站原创
5.4 变频式冷干机
在文章中篇3.4.1.3讲到：“耗电才是冷干机最主要耗能指标”，在论点⑥“负荷”变化是冷干机节电的重点（见图27）。除了采用联控系统随空压机启停外，通过露点控制方式采用变频制冷压缩机使冷干机的制冷量输出可以精确调节来配合变频空压机产生的压缩空气热负荷变化。变频式冷干机的压力露点（见表23）相比常规冷干机更精准，更稳定。
变频式冷干机就是为了露点稳定和节能而诞生的。欧美市场已经把变频式冷干机作为标配。对于国内来说，与永磁变频螺杆空压机搭配，这将是未来冷干机的蓝海市场。
连续两届上海ComVac ASIA展会上，意大利传统冷干机品牌Afuil air和AST以特展方式推出变频冷干机。展商给笔者算了节能效果，确实让人大吃一惊。看看人家冷干机铭牌上的功率，再对比传统冷干机的功率（样本标注），节能一半以上！图40为Afuil air变频冷干机在上海ComVac ASIA展会。
5.5 蓄冷式冷干机
如果说常规冷干机和变频冷干机属于非循环式干燥器，那么蓄冷式冷干机则属于循环式干燥器。
蓄冷式冷干机工作原理：在传统冷干机的蒸发器外套一个换热器，换热器中采用乙二醇水溶液或者高相变热的材料作为载冷剂与制冷剂换热，然后再冷却压缩空气。当压缩空气热负荷变化时，制冷剂输出的富余冷量可以存储在乙二醇水溶液中，存储到设定容量时可以将制冷压缩机停机。待乙二醇存储的冷量消耗完的时候，制冷压缩机马上开启。因此，在实际工况和负荷发生变化时能起到节能的作用。
蓄冷式冷干机不仅对于变工况（流量、进气温度、环境温度变化）的露点稳定并节能，全年无需开机关机。蓄冷式冷干机适合要求压力露点精准、稳定（表24）和节能的高端小型冷干机市场。
上海ComVac ASIA展会上国际知名品牌SPX旗下HANKSON蓄能型冷干机以节能80%横空出世，把冷干机节能做到极致。
图41是在展会上演示的韩国某客户使用HANKSON蓄能型冷干机远程实时监控工作状态及节能效率。
蓄能型冷干机也有短板：比如价格高，对于大流量且负载波动频率大时露点不稳定，在热负荷大、满负荷或负荷变化较小的场合，其节能不如常规和变频冷干机。见图42。
5.6 转鼓吸干机
由于在压缩空气相对湿度高于40%的时候，硅胶的吸附效率高于氧化铝及分子筛（见图44），因此吸附剂的填装量少，结构非常紧凑。
转鼓吸干机专用于配套干式无油螺杆空压机（二级压缩），由于干式无油螺杆空压机二级排气温度可达180℃，充分利用此压缩热介入转鼓吸干机再生，压力露点可达10~-40℃（见表24），再生实现零气耗。
由于客户市场明确，价格高。目标客户——高端无油机行业，干式无油螺杆空压机是专配。国内首个一级能效压缩空气站——秦皇岛戴卡兴龙轮毂有限公司建设的压缩空气站使用的就是转鼓吸干机。
5.7 压缩热再生吸干机
对于干式无油螺杆空压机（二级压缩）或离心式空压机(简称无油空压机)的客户来说，追求的是压缩空气品质和可靠性。因此对空压系统设备采购，不同于常规空压系统设备的客户讲究性价比。同样，对于压缩空气干燥器一次设备采购成本来说不会斤斤计较。但是对于空气品质和节能的兼顾却很在意。由于无油空压机都是大排量且多机组，耗电成本十分惊人。其排气温度都在110℃以上，如果能够将这部分热量回收利用，节能效果将十分可观。
无油空压机先天的物理性无油已经让压缩空气品质上了一个台阶，干燥设备一定是配吸干机。吸干机的耗能随着处理量的增大也同步增大，因此对于配无油空压机的干燥器来说，节能意义就非常重大了。
近十年来，干式无油螺杆机和离心机的广泛使用于高品质高科技领域，随着无油空压机市场的不断扩大，许多有实力的压缩空气净化设备企业利用其技术优势开发了压缩热再生吸干机，不但满足这部分高端客户市场的需求，同时对于供给侧改革行业如钢铁、石化、冶炼、纺织等大型企业的设备节能改造也得到了长足发展。
从这两届上海ComVac ASIA展会上和华南空压机展会上看，有实力的压缩空气参展商都着重推荐了压缩热再生吸干机，可见在大型净化设备市场中，这块蛋糕还是很香的。图45为中山凌宇的240m3/min零耗气压缩热再生吸干机某客户现场。
其实早在上世纪八九十年代，螺杆空压机和冷干机在国内还没有普及，空压系统设备主要靠活塞机+吸干机，大型两级压缩无油活塞机广泛使用在大型国企，在厂商合作的压缩空气技术创新中就已经有了余热再生干燥器。再生原理基本相近：利用活塞机二级排气热量来减少再生成品气，达到节能的目的。但是压缩热再生干燥器更进一步，不是简单直接利用压缩热再生，而是反复利用空气相对湿度原理来设计流程。
压缩热再生吸干机根据压力露点及再生或吹冷方式的不同可分为三种型式（见表25），其中最见的是零耗气压缩热再生吸干机。
零耗气压缩热再生吸干机工作原理：当无油空压机排出高温高压的压缩空气首先进入吸干机的再生塔里使吸附剂升温解附。然后湿热的压缩空气经过后部冷却器1（水冷）冷却到38℃以下，后部冷却器1去除空压机吸入大气含水量50%左右；冷却后经过第一次干燥的压缩空气再进入吸附塔进行第二次干燥，达到需求的压力露点。当再生塔再生加热阶段时间完成后,设备转到冷吹阶段。吹冷阶段是采用经过后部冷却器2（水冷）冷却到38℃以下的压缩空气吹冷再生塔内的吸附剂，然后再生塔自冷直至环境温度完成再生；等待下一个吸附循环的开始。典型流程见图46。
压缩热再生吸干机技术还需要解决以下四个问题：
①压力露点的稳定和深度，不能光依靠无油空压机不稳定的压缩热。其对于大流量、稳定负荷及冷却水温度依赖较大。
②由于采用无油空压机排气端的中高温压缩空气来再生饱和的吸附剂，其温度、含湿量及流量不稳定的因数，对干燥器的再生效果和程度往往受到空压机的运行状况和环境的影响非常大。
③受到成本等因素的限制，设计上往往考虑的设计余量不及外加热等其它干燥器型式，操作弹性和寿命就会受到较大影响。
④压缩热再生吸干机的压降比外加热等其它干燥器型式要高。
因此，压缩热再生吸干机适用于对一般露点要求（见表25）且节能要求强烈，有压缩热能利用的场合。
而对于既对压力露点要求比较敏感又要求节能很高（双高）的领域（高品质压缩空气应用），普通的压缩热再生吸干机难以胜任了。
2019年的上海ComVac ASIA展会上国际知名品牌SPX有个讲座《零耗气鼓风热再生吸干机选型和应用》，把零耗气外加热再生吸干机再次引领该技术的发展。它将冻水引入后部冷却器中，一下子把进入吸附塔前和再生塔吹冷的压缩空气温度降低到个位数，大大提高了吸附性能和减少耗能。再次把吸干机的技术用到极致。所以“零耗气鼓风热再生吸干机”才是压缩空气干燥技术的翘楚。图47为HANKSON制造的零耗气鼓风热再生吸干机。
总结
随着技术进步和经济发展，压缩空气净化越来越受到用户的青睐，压缩空气品质与节能永远是压缩空气净化行业不管是供应商还是用户追求的目标，也是市场的主旋律。
本文大部分篇幅都是阐述市场占有率90%以上的常规干燥器的理论与技术的应用，深挖品质与节能这条主线，不管是否遇到破坏性技术，也能从压缩空气净化设备的红海市场中开辟出蓝海市场。
常规压缩空气干燥器（冷干机和吸干机）要生存和发展，请保证制冷剂和吸附剂的竞争力，就像手机拼处理器一样：
(1) 制冷剂的环保，R134a和R407的使用将提升冷干机的竞争力；
(2) 吸附剂的品质，笔者曾参与许多大项目的竞标，大胆地亮出上海久宙吸附剂配置可以提高中标率。
对于压缩空气净化设备的要求，最后强调三个原则：
①秉承够用就好的原则：能用冷干机，就绝不用吸干机；
②吸干机的节能原则：再生能用热就不用电，能用电就不用气；
③任何产品都要遵循标准原则：干燥器无论设计、生产、销售还是使用，有标准尽量参照标准执行，没有标准应该咨询专业院校、机构和人士，切勿拍脑袋。
〈全文连载完〉
参考资料
JB_T 10526-2017 《一般用冷冻式压缩空气干燥器》；
JB_T 10526-2017 《一般用冷冻式压缩空气干燥器》；
ISO 8573-1 2010 《压缩空气 第1部分：污染物和纯度等级》；
T/CGMA033001-2018《压缩空气站能效分级指南》;
T/CGMA ××××—××××《一般用压缩空气干燥器选型指南》征求意见稿；
《压缩空气干燥与净化设备》；
《压缩空气应用指南》；
《容积式压缩机技术手册 化工、动力、制冷》。
作者简介
第一作者：梁柳生，广西柳州，大学本科。高级工程师，1990开始从事空压机行业工作；有在国企、合资及外企工作经历，其中22年在AC集团工作。先后从事过空压机及后处理设备的产品设计、产品工艺、生产管理、产品质量跟踪服务等及全国销售总监，并有在欧洲学习和工作的经历。2017年创办上善气体工作室，专业从事压缩空气系统研究，精益生产管理及销售的培训工作。国家标准JBT10526-2005《一般用冷冻式压缩空气干燥器》第一起草人，全国压缩机标准化技术委员会副主任委员。
第二作者：梁翰林，上善气体工作室讲师助理。
来源：本站原创
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