【壓縮機網】<接上期——>
5.4 變頻式冷干機
在文章中篇3.4.1.3講到：“耗電才是冷干機最主要耗能指標”，在論點⑥“負荷”變化是冷干機節電的重點（見圖27）。除了采用聯控系統隨空壓機啟停外，通過露點控制方式采用變頻制冷壓縮機使冷干機的制冷量輸出可以精確調節來配合變頻空壓機產生的壓縮空氣熱負荷變化。變頻式冷干機的壓力露點（見表23）相比常規冷干機更精準，更穩定。
變頻式冷干機就是為了露點穩定和節能而誕生的。歐美市場已經把變頻式冷干機作為標配。對于國內來說，與永磁變頻螺桿空壓機搭配，這將是未來冷干機的藍海市場。
連續兩屆上海ComVac ASIA展會上，意大利傳統冷干機品牌Afuil air和AST以特展方式推出變頻冷干機。展商給筆者算了節能效果，確實讓人大吃一驚。看看人家冷干機銘牌上的功率，再對比傳統冷干機的功率（樣本標注），節能一半以上！圖40為Afuil air變頻冷干機在上海ComVac ASIA展會。
5.5 蓄冷式冷干機
如果說常規冷干機和變頻冷干機屬于非循環式干燥器，那么蓄冷式冷干機則屬于循環式干燥器。
蓄冷式冷干機工作原理：在傳統冷干機的蒸發器外套一個換熱器，換熱器中采用乙二醇水溶液或者高相變熱的材料作為載冷劑與制冷劑換熱，然后再冷卻壓縮空氣。當壓縮空氣熱負荷變化時，制冷劑輸出的富余冷量可以存儲在乙二醇水溶液中，存儲到設定容量時可以將制冷壓縮機停機。待乙二醇存儲的冷量消耗完的時候，制冷壓縮機馬上開啟。因此，在實際工況和負荷發生變化時能起到節能的作用。
蓄冷式冷干機不僅對于變工況（流量、進氣溫度、環境溫度變化）的露點穩定并節能，全年無需開機關機。蓄冷式冷干機適合要求壓力露點精準、穩定（表24）和節能的高端小型冷干機市場。
上海ComVac ASIA展會上國際知名品牌SPX旗下HANKSON蓄能型冷干機以節能80%橫空出世，把冷干機節能做到極致。
圖41是在展會上演示的韓國某客戶使用HANKSON蓄能型冷干機遠程實時監控工作狀態及節能效率。
蓄能型冷干機也有短板：比如價格高，對于大流量且負載波動頻率大時露點不穩定，在熱負荷大、滿負荷或負荷變化較小的場合，其節能不如常規和變頻冷干機。見圖42。
5.6 轉鼓吸干機
由于在壓縮空氣相對濕度高于40%的時候，硅膠的吸附效率高于氧化鋁及分子篩（見圖44），因此吸附劑的填裝量少，結構非常緊湊。
轉鼓吸干機專用于配套干式無油螺桿空壓機（二級壓縮），由于干式無油螺桿空壓機二級排氣溫度可達180℃，充分利用此壓縮熱介入轉鼓吸干機再生，壓力露點可達10~-40℃（見表24），再生實現零氣耗。
由于客戶市場明確，價格高。目標客戶——高端無油機行業，干式無油螺桿空壓機是專配。國內首個一級能效壓縮空氣站——秦皇島戴卡興龍輪轂有限公司建設的壓縮空氣站使用的就是轉鼓吸干機。
5.7 壓縮熱再生吸干機
對于干式無油螺桿空壓機（二級壓縮）或離心式空壓機(簡稱無油空壓機)的客戶來說，追求的是壓縮空氣品質和可靠性。因此對空壓系統設備采購，不同于常規空壓系統設備的客戶講究性價比。同樣，對于壓縮空氣干燥器一次設備采購成本來說不會斤斤計較。但是對于空氣品質和節能的兼顧卻很在意。由于無油空壓機都是大排量且多機組，耗電成本十分驚人。其排氣溫度都在110℃以上，如果能夠將這部分熱量回收利用，節能效果將十分可觀。
無油空壓機先天的物理性無油已經讓壓縮空氣品質上了一個臺階，干燥設備一定是配吸干機。吸干機的耗能隨著處理量的增大也同步增大，因此對于配無油空壓機的干燥器來說，節能意義就非常重大了。
近十年來，干式無油螺桿機和離心機的廣泛使用于高品質高科技領域，隨著無油空壓機市場的不斷擴大，許多有實力的壓縮空氣凈化設備企業利用其技術優勢開發了壓縮熱再生吸干機，不但滿足這部分高端客戶市場的需求，同時對于供給側改革行業如鋼鐵、石化、冶煉、紡織等大型企業的設備節能改造也得到了長足發展。
從這兩屆上海ComVac ASIA展會上和華南空壓機展會上看，有實力的壓縮空氣參展商都著重推薦了壓縮熱再生吸干機，可見在大型凈化設備市場中，這塊蛋糕還是很香的。圖45為中山凌宇的240m3/min零耗氣壓縮熱再生吸干機某客戶現場。
其實早在上世紀八九十年代，螺桿空壓機和冷干機在國內還沒有普及，空壓系統設備主要靠活塞機+吸干機，大型兩級壓縮無油活塞機廣泛使用在大型國企，在廠商合作的壓縮空氣技術創新中就已經有了余熱再生干燥器。再生原理基本相近：利用活塞機二級排氣熱量來減少再生成品氣，達到節能的目的。但是壓縮熱再生干燥器更進一步，不是簡單直接利用壓縮熱再生，而是反復利用空氣相對濕度原理來設計流程。
壓縮熱再生吸干機根據壓力露點及再生或吹冷方式的不同可分為三種型式（見表25），其中最見的是零耗氣壓縮熱再生吸干機。
零耗氣壓縮熱再生吸干機工作原理：當無油空壓機排出高溫高壓的壓縮空氣首先進入吸干機的再生塔里使吸附劑升溫解附。然后濕熱的壓縮空氣經過后部冷卻器1（水冷）冷卻到38℃以下，后部冷卻器1去除空壓機吸入大氣含水量50%左右；冷卻后經過第一次干燥的壓縮空氣再進入吸附塔進行第二次干燥，達到需求的壓力露點。當再生塔再生加熱階段時間完成后,設備轉到冷吹階段。吹冷階段是采用經過后部冷卻器2（水冷）冷卻到38℃以下的壓縮空氣吹冷再生塔內的吸附劑，然后再生塔自冷直至環境溫度完成再生；等待下一個吸附循環的開始。典型流程見圖46。
壓縮熱再生吸干機技術還需要解決以下四個問題：
①壓力露點的穩定和深度，不能光依靠無油空壓機不穩定的壓縮熱。其對于大流量、穩定負荷及冷卻水溫度依賴較大。
②由于采用無油空壓機排氣端的中高溫壓縮空氣來再生飽和的吸附劑，其溫度、含濕量及流量不穩定的因數，對干燥器的再生效果和程度往往受到空壓機的運行狀況和環境的影響非常大。
③受到成本等因素的限制，設計上往往考慮的設計余量不及外加熱等其它干燥器型式，操作彈性和壽命就會受到較大影響。
④壓縮熱再生吸干機的壓降比外加熱等其它干燥器型式要高。
因此，壓縮熱再生吸干機適用于對一般露點要求（見表25）且節能要求強烈，有壓縮熱能利用的場合。
而對于既對壓力露點要求比較敏感又要求節能很高（雙高）的領域（高品質壓縮空氣應用），普通的壓縮熱再生吸干機難以勝任了。
2019年的上海ComVac ASIA展會上國際知名品牌SPX有個講座《零耗氣鼓風熱再生吸干機選型和應用》，把零耗氣外加熱再生吸干機再次引領該技術的發展。它將凍水引入后部冷卻器中，一下子把進入吸附塔前和再生塔吹冷的壓縮空氣溫度降低到個位數，大大提高了吸附性能和減少耗能。再次把吸干機的技術用到極致。所以“零耗氣鼓風熱再生吸干機”才是壓縮空氣干燥技術的翹楚。圖47為HANKSON制造的零耗氣鼓風熱再生吸干機。
總結
隨著技術進步和經濟發展，壓縮空氣凈化越來越受到用戶的青睞，壓縮空氣品質與節能永遠是壓縮空氣凈化行業不管是供應商還是用戶追求的目標，也是市場的主旋律。
本文大部分篇幅都是闡述市場占有率90%以上的常規干燥器的理論與技術的應用，深挖品質與節能這條主線，不管是否遇到破壞性技術，也能從壓縮空氣凈化設備的紅海市場中開辟出藍海市場。
常規壓縮空氣干燥器（冷干機和吸干機）要生存和發展，請保證制冷劑和吸附劑的競爭力，就像手機拼處理器一樣：
(1) 制冷劑的環保，R134a和R407的使用將提升冷干機的競爭力；
(2) 吸附劑的品質，筆者曾參與許多大項目的競標，大膽地亮出上海久宙吸附劑配置可以提高中標率。
對于壓縮空氣凈化設備的要求，最后強調三個原則：
①秉承夠用就好的原則：能用冷干機，就絕不用吸干機；
②吸干機的節能原則：再生能用熱就不用電，能用電就不用氣；
③任何產品都要遵循標準原則：干燥器無論設計、生產、銷售還是使用，有標準盡量參照標準執行，沒有標準應該咨詢專業院校、機構和人士，切勿拍腦袋。
〈全文連載完〉
參考資料
JB_T 10526-2017 《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》；
JB_T 10526-2017 《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》；
ISO 8573-1 2010 《壓縮空氣 第1部分：污染物和純度等級》；
T/CGMA033001-2018《壓縮空氣站能效分級指南》;
T/CGMA ××××—××××《一般用壓縮空氣干燥器選型指南》征求意見稿；
《壓縮空氣干燥與凈化設備》；
《壓縮空氣應用指南》；
《容積式壓縮機技術手冊 化工、動力、制冷》。
作者簡介
第一作者：梁柳生，廣西柳州，大學本科。高級工程師，1990開始從事空壓機行業工作；有在國企、合資及外企工作經歷，其中22年在AC集團工作。先后從事過空壓機及后處理設備的產品設計、產品工藝、生產管理、產品質量跟蹤服務等及全國銷售總監，并有在歐洲學習和工作的經歷。2017年創辦上善氣體工作室，專業從事壓縮空氣系統研究，精益生產管理及銷售的培訓工作。國家標準JBT10526-2005《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》第一起草人，全國壓縮機標準化技術委員會副主任委員。
第二作者：梁翰林，上善氣體工作室講師助理。
來源：本站原創
5.4 變頻式冷干機
在文章中篇3.4.1.3講到：“耗電才是冷干機最主要耗能指標”，在論點⑥“負荷”變化是冷干機節電的重點（見圖27）。除了采用聯控系統隨空壓機啟停外，通過露點控制方式采用變頻制冷壓縮機使冷干機的制冷量輸出可以精確調節來配合變頻空壓機產生的壓縮空氣熱負荷變化。變頻式冷干機的壓力露點（見表23）相比常規冷干機更精準，更穩定。
變頻式冷干機就是為了露點穩定和節能而誕生的。歐美市場已經把變頻式冷干機作為標配。對于國內來說，與永磁變頻螺桿空壓機搭配，這將是未來冷干機的藍海市場。
連續兩屆上海ComVac ASIA展會上，意大利傳統冷干機品牌Afuil air和AST以特展方式推出變頻冷干機。展商給筆者算了節能效果，確實讓人大吃一驚。看看人家冷干機銘牌上的功率，再對比傳統冷干機的功率（樣本標注），節能一半以上！圖40為Afuil air變頻冷干機在上海ComVac ASIA展會。
5.5 蓄冷式冷干機
如果說常規冷干機和變頻冷干機屬于非循環式干燥器，那么蓄冷式冷干機則屬于循環式干燥器。
蓄冷式冷干機工作原理：在傳統冷干機的蒸發器外套一個換熱器，換熱器中采用乙二醇水溶液或者高相變熱的材料作為載冷劑與制冷劑換熱，然后再冷卻壓縮空氣。當壓縮空氣熱負荷變化時，制冷劑輸出的富余冷量可以存儲在乙二醇水溶液中，存儲到設定容量時可以將制冷壓縮機停機。待乙二醇存儲的冷量消耗完的時候，制冷壓縮機馬上開啟。因此，在實際工況和負荷發生變化時能起到節能的作用。
蓄冷式冷干機不僅對于變工況（流量、進氣溫度、環境溫度變化）的露點穩定并節能，全年無需開機關機。蓄冷式冷干機適合要求壓力露點精準、穩定（表24）和節能的高端小型冷干機市場。
上海ComVac ASIA展會上國際知名品牌SPX旗下HANKSON蓄能型冷干機以節能80%橫空出世，把冷干機節能做到極致。
圖41是在展會上演示的韓國某客戶使用HANKSON蓄能型冷干機遠程實時監控工作狀態及節能效率。
蓄能型冷干機也有短板：比如價格高，對于大流量且負載波動頻率大時露點不穩定，在熱負荷大、滿負荷或負荷變化較小的場合，其節能不如常規和變頻冷干機。見圖42。
5.6 轉鼓吸干機
由于在壓縮空氣相對濕度高于40%的時候，硅膠的吸附效率高于氧化鋁及分子篩（見圖44），因此吸附劑的填裝量少，結構非常緊湊。
轉鼓吸干機專用于配套干式無油螺桿空壓機（二級壓縮），由于干式無油螺桿空壓機二級排氣溫度可達180℃，充分利用此壓縮熱介入轉鼓吸干機再生，壓力露點可達10~-40℃（見表24），再生實現零氣耗。
由于客戶市場明確，價格高。目標客戶——高端無油機行業，干式無油螺桿空壓機是專配。國內首個一級能效壓縮空氣站——秦皇島戴卡興龍輪轂有限公司建設的壓縮空氣站使用的就是轉鼓吸干機。
5.7 壓縮熱再生吸干機
對于干式無油螺桿空壓機（二級壓縮）或離心式空壓機(簡稱無油空壓機)的客戶來說，追求的是壓縮空氣品質和可靠性。因此對空壓系統設備采購，不同于常規空壓系統設備的客戶講究性價比。同樣，對于壓縮空氣干燥器一次設備采購成本來說不會斤斤計較。但是對于空氣品質和節能的兼顧卻很在意。由于無油空壓機都是大排量且多機組，耗電成本十分驚人。其排氣溫度都在110℃以上，如果能夠將這部分熱量回收利用，節能效果將十分可觀。
無油空壓機先天的物理性無油已經讓壓縮空氣品質上了一個臺階，干燥設備一定是配吸干機。吸干機的耗能隨著處理量的增大也同步增大，因此對于配無油空壓機的干燥器來說，節能意義就非常重大了。
近十年來，干式無油螺桿機和離心機的廣泛使用于高品質高科技領域，隨著無油空壓機市場的不斷擴大，許多有實力的壓縮空氣凈化設備企業利用其技術優勢開發了壓縮熱再生吸干機，不但滿足這部分高端客戶市場的需求，同時對于供給側改革行業如鋼鐵、石化、冶煉、紡織等大型企業的設備節能改造也得到了長足發展。
從這兩屆上海ComVac ASIA展會上和華南空壓機展會上看，有實力的壓縮空氣參展商都著重推薦了壓縮熱再生吸干機，可見在大型凈化設備市場中，這塊蛋糕還是很香的。圖45為中山凌宇的240m3/min零耗氣壓縮熱再生吸干機某客戶現場。
其實早在上世紀八九十年代，螺桿空壓機和冷干機在國內還沒有普及，空壓系統設備主要靠活塞機+吸干機，大型兩級壓縮無油活塞機廣泛使用在大型國企，在廠商合作的壓縮空氣技術創新中就已經有了余熱再生干燥器。再生原理基本相近：利用活塞機二級排氣熱量來減少再生成品氣，達到節能的目的。但是壓縮熱再生干燥器更進一步，不是簡單直接利用壓縮熱再生，而是反復利用空氣相對濕度原理來設計流程。
壓縮熱再生吸干機根據壓力露點及再生或吹冷方式的不同可分為三種型式（見表25），其中最見的是零耗氣壓縮熱再生吸干機。
零耗氣壓縮熱再生吸干機工作原理：當無油空壓機排出高溫高壓的壓縮空氣首先進入吸干機的再生塔里使吸附劑升溫解附。然后濕熱的壓縮空氣經過后部冷卻器1（水冷）冷卻到38℃以下，后部冷卻器1去除空壓機吸入大氣含水量50%左右；冷卻后經過第一次干燥的壓縮空氣再進入吸附塔進行第二次干燥，達到需求的壓力露點。當再生塔再生加熱階段時間完成后,設備轉到冷吹階段。吹冷階段是采用經過后部冷卻器2（水冷）冷卻到38℃以下的壓縮空氣吹冷再生塔內的吸附劑，然后再生塔自冷直至環境溫度完成再生；等待下一個吸附循環的開始。典型流程見圖46。
壓縮熱再生吸干機技術還需要解決以下四個問題：
①壓力露點的穩定和深度，不能光依靠無油空壓機不穩定的壓縮熱。其對于大流量、穩定負荷及冷卻水溫度依賴較大。
②由于采用無油空壓機排氣端的中高溫壓縮空氣來再生飽和的吸附劑，其溫度、含濕量及流量不穩定的因數，對干燥器的再生效果和程度往往受到空壓機的運行狀況和環境的影響非常大。
③受到成本等因素的限制，設計上往往考慮的設計余量不及外加熱等其它干燥器型式，操作彈性和壽命就會受到較大影響。
④壓縮熱再生吸干機的壓降比外加熱等其它干燥器型式要高。
因此，壓縮熱再生吸干機適用于對一般露點要求（見表25）且節能要求強烈，有壓縮熱能利用的場合。
而對于既對壓力露點要求比較敏感又要求節能很高（雙高）的領域（高品質壓縮空氣應用），普通的壓縮熱再生吸干機難以勝任了。
2019年的上海ComVac ASIA展會上國際知名品牌SPX有個講座《零耗氣鼓風熱再生吸干機選型和應用》，把零耗氣外加熱再生吸干機再次引領該技術的發展。它將凍水引入后部冷卻器中，一下子把進入吸附塔前和再生塔吹冷的壓縮空氣溫度降低到個位數，大大提高了吸附性能和減少耗能。再次把吸干機的技術用到極致。所以“零耗氣鼓風熱再生吸干機”才是壓縮空氣干燥技術的翹楚。圖47為HANKSON制造的零耗氣鼓風熱再生吸干機。
總結
隨著技術進步和經濟發展，壓縮空氣凈化越來越受到用戶的青睞，壓縮空氣品質與節能永遠是壓縮空氣凈化行業不管是供應商還是用戶追求的目標，也是市場的主旋律。
本文大部分篇幅都是闡述市場占有率90%以上的常規干燥器的理論與技術的應用，深挖品質與節能這條主線，不管是否遇到破壞性技術，也能從壓縮空氣凈化設備的紅海市場中開辟出藍海市場。
常規壓縮空氣干燥器（冷干機和吸干機）要生存和發展，請保證制冷劑和吸附劑的競爭力，就像手機拼處理器一樣：
(1) 制冷劑的環保，R134a和R407的使用將提升冷干機的競爭力；
(2) 吸附劑的品質，筆者曾參與許多大項目的競標，大膽地亮出上海久宙吸附劑配置可以提高中標率。
對于壓縮空氣凈化設備的要求，最后強調三個原則：
①秉承夠用就好的原則：能用冷干機，就絕不用吸干機；
②吸干機的節能原則：再生能用熱就不用電，能用電就不用氣；
③任何產品都要遵循標準原則：干燥器無論設計、生產、銷售還是使用，有標準盡量參照標準執行，沒有標準應該咨詢專業院校、機構和人士，切勿拍腦袋。
〈全文連載完〉
參考資料
JB_T 10526-2017 《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》；
JB_T 10526-2017 《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》；
ISO 8573-1 2010 《壓縮空氣 第1部分：污染物和純度等級》；
T/CGMA033001-2018《壓縮空氣站能效分級指南》;
T/CGMA ××××—××××《一般用壓縮空氣干燥器選型指南》征求意見稿；
《壓縮空氣干燥與凈化設備》；
《壓縮空氣應用指南》；
《容積式壓縮機技術手冊 化工、動力、制冷》。
作者簡介
第一作者：梁柳生，廣西柳州，大學本科。高級工程師，1990開始從事空壓機行業工作；有在國企、合資及外企工作經歷，其中22年在AC集團工作。先后從事過空壓機及后處理設備的產品設計、產品工藝、生產管理、產品質量跟蹤服務等及全國銷售總監，并有在歐洲學習和工作的經歷。2017年創辦上善氣體工作室，專業從事壓縮空氣系統研究，精益生產管理及銷售的培訓工作。國家標準JBT10526-2005《一般用冷凍式壓縮空氣干燥器》第一起草人，全國壓縮機標準化技術委員會副主任委員。
第二作者：梁翰林，上善氣體工作室講師助理。
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