余热回收：数据中心实现能源独立和可持续性的关键 (余热回收工作原理)

文章编号：24876 / 分类：互联网资讯 / 更新时间：2024-06-29 22:13:17 / 浏览：次

引言

随着全球对数据存储和计算能力需求的不断增长，数据中心的能源消耗也随之飙升。因此，寻找创新的节能解决方案至关重要，而余热回收技术成为了数据中心实现能源独立和可持续性的关键。

余热回收工作原理

余热回收利用数据中心服务器和设备产生的废热，将其转化为可利用的热能，用于其他用途，例如加热或制冷。这种做法可以大大减少能源消耗，提高数据中心的能源效率。余热回收系统主要包括以下组件：热交换器：用于从数据中心设备中提取热量，将其传递到热能载体中。热能载体：通常使用水或其他液体，在热交换器中吸收热量并将其传输到其他位置。热利用设备：将热能用于加热、制冷或其他用途。

余热回收的优势

实施余热回收系统为数据中心提供了以下优势：降低能源消耗：利用废热，从而减少对传统能源的依赖。提高能源效率：通过减少对外部供热或制冷源的需要，提高数据中心的整体能源效率。减少碳排放：通过减少能源消耗，有助于降低温室气体排放，促进环境可持续性。降低运营成本：通过节省能源成本，降低数据中心的运营成本。提高能源独立性：减少对外部能源来源的依赖，提高数据中心的能源独立性。

余热回收的应用

余热回收技术在数据中心中有着广泛的应用，包括：加热：将余

工业余热回收

1 热管的工作原理及特性热管的组件及工作原理见图1.图1 热管的组件及工作原理图从图1可见，外热源在蒸发段把热量加进去，使该段的工质蒸发，由此造成的压差把蒸汽从蒸发段驱送到冷凝段，在此，蒸汽进行凝结，并把汽化潜热释放出来传给冷源。蒸发消耗了液相工质，结果使蒸发段的液～汽分界面缩进吸液芯表面，从而造成毛细压力。该压力把凝结下来的液相工质传送到蒸发段，重新进行蒸发。为此，热管余热锅炉比普通余热锅炉提高效率50%,压降减小热管连续不断地把汽化潜热从蒸发段传到冷凝段而不烧干吸液芯。只要工质的流动通道不被阻塞，并维持足够大的毛细压力，便可不断地工作。以汽化潜热方式所传递的热量，一般要比在常用的对流系统中以显热方式所传递的热量大几个数量级，因而热管尺寸虽小，所能传递的热量却很大。热管的温降等于蒸发段、蒸汽流道和冷凝段等各部分温降之和。因为热管的吸液芯结构很薄，蒸汽流的温降很小，所以其热力特性要比已经研制出来的任何已知固体导体强很多。由于热管轴向热阻小于径向热阻，所以热管的总热阻基本上是由蒸发段和冷凝段的径向热阻决定的。 50%,在实现同样热能效果的前题下，前者的重量和占地空间均为后者的一半。与固体导体不同，热管的特性不仅跟尺寸、形状和材料有关，而且跟结构、工质及传热率有关。并且，热管还具有若干传热限，有时还会碰到麻烦的启动力学问题。但是，热管这种高效传由于热管轴向热阻小于热元件，通过合理设计，应用到锅炉上，对节省能源起到了重要作用。 2 热管余热锅炉结构与特性2.1 结构普通的热管余热锅炉全套装置安装在一个钢制底座上，主要包括锅炉壳体、热管管束、管箱等。锅炉壳体是一个带椭圆形封头的圆筒形压力容器。热管管束受热段置于一个矩形管箱中。热管余热锅炉的结构形式有重力式热管余热锅炉、轴向沟槽吸液芯热管余热锅炉和桥式双流道热管余热锅炉。其中，桥式双流道热管余热锅炉克服了清灰不利的情况，改善了锅筒受力的条件，其简图如图2所示。图2 桥式双流道热管余热锅炉简图设计采用双流道，热管分两组装入锅筒，翅片平面与烟气流方向一致，可以达到“自吹灰”的效果，整个流道为“V”字形，其进气段、出气段和连接通道均采用不同截面积，达到强化传热的效果，连通段截面积较大，烟气速度下降，有利于灰尘的沉落，因此，该装置得到了较好的应用。但其不能较好地适应脉冲式热负荷，仅能适用了稳定工况。该装置适用范围是排烟温度为300～500℃，质流量为1000～2000kg/h,产汽可达1～1.5t/h,压力为4kg/cm2.其热力计算参数如表1、表2所示。表1 烟气焓值计算名称参数入口平均温度ty1/℃ 400 入口平均比热容Cp1/（-1.℃） 1.151 入口焓值hy1（-1） 460.4 平均质流量Gy（-1） 1500 入口热焓Q1（-1） 6.91×106 排烟温度ty2/℃ 220 烟气出口平均比热容Cp2/（-1.℃） 1.102 表2 热平衡计算名称参数烟气出口焓值hy2 242.44 排烟带走的热焓Q2/（-1） 3.64×106 散热损失Q3/(kg.h-1) 0.28×106 余热锅炉有效利用热Q1/（-1） 2.99×106 蒸汽温度tb/℃ 151.7 蒸汽焓值hq/（-1） 2747.2 给水焓值hs/（-1） 84 锅炉排污率p/% 5 排污水焓值hp/（-1） 639 产生1kg蒸汽所需吸热量q/（-1） 2690 余热锅炉产生蒸汽量D/(t.h-1) 1.11 2.2 特性热管余热锅炉在设计原理上，结合水管锅炉的烟气流经管外，通过外翅片强化传热的长处和火管锅炉水在汽包中稳定沸腾的优点。因此结构紧凑，经济性好，从成本_效率角度来看，比其他型式的热回收装置更为合理。由于烟气侧的热管一端装有翅片，强化了传热，加之热管极其有效的传热特性，使热管余热锅炉比普通余热锅炉效率高50%,而压降却小50%.在同等性能基础上相比，前者的重量和占地空间均为后者的一半。在结构设计上，每个热管是独立安装的，互不相连。这样不仅使装拆和更换方便，而且个别管子损坏，亦不必停车，因为工艺气流与蒸汽产生区是完全隔离的。并且，热管余热锅炉由于本身所具有的传热效率高，结构紧凑，尺寸小、重量轻，蒸汽与热源之间有双重隔离，热应力显著减小，阻力小、压降低，维修方便，安全可靠等特点，可以将管壁温度控制在硫化物露点之上，所以低温回收成为可能。

谁能告诉我空压机余热回收的原理吗？

空压机余热回收是指一款新型高效的余热利用设备，靠吸收空压机废热来把冷水加热的，没有能源消耗。作为一种新型高效的余热利用设备，主要用于解决员工的生活、工业用热水等问题，因为企业本身就现在用螺杆式空压机，只是增加了螺杆空压机的功用，为企业节省能源的消耗，从而节省大量的成本。核心--技术篇（1）空压机余热回收首创直热式加热技术，引领空压机余热回收节能新锋。（2）高效强力的换热技术，最大限度地回收空压机的多余热量。（3）精细独特的油控技术，根据空压机的负荷情况自动精确调节。（4）安全可靠的监控技术，保障空压机安全、高效、长期稳定工作。设计--优势篇（1）安全，生产过程中我们始终坚持把“污染风险”可控在“零”。（2）最小能耗，做为节能产品“0”能耗是我们遵循的核心设计要求。（3）最高效率，效率第一的设计理念是我们永远成为行业引领者的保障。（4）优化产品，余热回收不再是一个系统工程，我们只是一台设备。技术--服务篇（1）我们拥有充足的人力资源和一支团结、积极、求精、奋进的团队。（2）我们不断地扩充系统多元化的专业工程师，这客户提供更迅速、更优质、更全面的服务。（3）我们选择与最优质的备件供应商合作，永远超越你的期望。（4）我们热衷为每一位用户提供专的空压机服务。机组--数据篇（1）直热式原理，热回收率达99.2%，制热水量提高41%，出水温度最高可达90℃。（2）恒温空压机运行温度在70-90℃之间，100%保障空压机安全、高效的运行。（3）有效降低压缩空气温度至常温，后处理设备效率提高60%。（4）停止空压机散热系统，设备每运行一年为您额外节省电能耗kw以上。（5）自身运行能耗不超过35w/h，转嫁自来水管网压力，无泵运行，减少运行成本。

无油螺杆空压机余热回收原理是什么？

无油空压机余热回收设备的工作原理：

常温水经过加压水泵进入预加热换热器，吸收循环水的热量，得到预热水。预热水进入无油螺杆式空压机余热回收系统，进一步吸收末级压缩空气的热量，一次性达到使用温度范围，满足生活和工业用热要求。

附无油螺杆空压机余热回收设备工作原理图：

工业锅炉余热回收利用

热管余热回收装置工作原理:

热管是余热回收装置的主要热传导元件，与普通的热交换器有着本质的不同。热管余热回收装置的换热效率可达98％以上，这是普通热交换器无法比拟的。

热管余热回收装置体积小，只是普通热交换器的1/3。其工作原理如下图所示：左边为烟气通道，右边为清洁空气（水或其它介质）通道，中间有隔板分开互不干扰。高温烟气由左边通道排放，排放时高温烟气冲刷热管，当烟气温度＞30℃时，热管被激活便自动将热量传导至右边，这时热管左边吸热，高温烟气流经热管后温度下降，热量被热管吸收并传导至右边。常温清洁空气（水或其它介质）在鼓风机作用下，沿右边通道反方向流动冲刷热管，这时热管右边放热，将清洁空气（水或其它介质）加热，空气流经热管后温度升高。

三、热管余热回收装置的性能特点:

1、安全可靠性高：

常规的换热设备一般都是间壁换热，冷热流体分别在器壁的两侧流过，如管壁或器壁有泄露，则将造成停产损失。热管余热回收器则是二次间壁换热，即热流要通过热管的蒸发段管壁和冷凝段管壁才能传到泠流体。

2、热管余热回收器传热效率高，节能效果显著。

3、热管余热回收器具有良好的防腐蚀能力

热管管壁的温度可以调节，可以通过适当的热流变换把热管管壁温度调整在低温流体的露点之上，从而可防止露点腐蚀，保证设备的长期运行。由于避开烟气露点，使灰尘不易粘结于肋片和管壁上。同时热管在导热时会产生自振动，使灰不易粘附在管壁和翅片上，因而不会堵灰。

4、安装及结构布置灵活:

热管余热回收器的安装无需改变原工艺系统,结构设计和位置布置非常灵活,可适应各种复杂的场合。

5、使用寿命长：

使用寿命在10年以上，单根热管可拆卸更换，维护简单成本低。

6、投资回收期短：

余热回收装置原理图

余热回收装置的原理图主要包括以下几个部分：高温烟气管道、换热器、冷却水管道和热水储罐。具体来说，余热回收装置利用高温烟气中的余热，通过换热器将热量传递给冷却水，使其升温成为热水或蒸汽，进而加以利用或储存。这种装置可以有效地减少能源浪费和环境污染，同时提高能源利用率和经济效益。在具体操作中，高温烟气通过管道引入换热器，与冷却水进行热交换，将热量传递给冷却水，使其温度升高。冷却水被加热后，可以输送到热水储罐中储存备用，或直接输送到用热设备中加以利用。同时，烟气温度得以降低，减少了烟囱排气的热损失，也减轻了对环境的热污染。举个例子来说，某钢铁厂利用余热回收装置回收高温烟气中的余热，生产蒸汽供给生产线使用。这不仅减少了能源浪费，也降低了生产成本，同时还达到了环保要求，可谓一举多得。总之，余热回收装置的原理图并不复杂，但其应用却可以带来显著的节能减排效果和经济效益。因此，在各种工业生产过程中，都应该重视余热回收装置的应用和推广。

什么是余热回收？

工业余热回收：绿色能源的新里程

在现代工业生产中，余热回收不仅是一项经济策略，更是推动能源高效利用的重要手段。它涵盖了烟气、冷却介质、废汽废水、化学反应热、高温产品和炉渣，甚至废气废料的热能回收，旨在通过系统设计与综合运用，提升能源效率，降低能耗。

技术分类：创新与高效并存

余热回收技术根据能量传递和转换原理，主要分为热交换技术、热功转换技术和余热制冷制热技术。其中，热交换技术凭借直接、高效的特点，通过间壁式换热、余热锅炉、蓄热式热交换和热管等设备，直接将余热传递给工艺过程，显著减少一次能源的消耗。

热功转换技术的革新

与传统的压缩式制冷相比，吸收式和吸附式制冷系统利用廉价能源，将低品位热能转化为电力，降低了能耗。吸收式余热制冷机组适用于大规模热量回收，以其高效著称，而吸附式制冷则因结构简单、无噪音污染，适用于小规模热量回收，或是冷热电联产等复杂环境。

热泵技术的绿色应用

热泵技术更是巧妙地利用电能或机械能，通过热力循环，将相对较低温度的余热转化为高温热能，如回收30至60℃的废热，成为节能降耗的利器。它在工业领域的广泛应用，不仅提升了能源利用率，还对环保产生了积极影响。

定制化解决方案的未来

我国工业余热资源丰富，但其利用需因企制宜。企业需根据自身余热类型、温度特性和生产需求，定制工厂整体节能综合性解决方案。这不仅有助于降低能耗，还能实现可持续的经济效益，推动企业绿色转型。

空压机余热回收工作原理是什么？

所谓空压机余热回收，就是对离心式|无油式|螺杆空压机工作时产生的热量进行回收利用，主要回收空压机由电能转化为机械能所产生的热量。回收方式通过油回收为主，气回收为辅。空压机应用广泛，在其长期连续的运行过程中，根据能量守恒原理把电能转换为机械热能，在工作时产生大量热能，最后以风冷或者水冷的形式把热能浪费到环境中。空压机余热回收机是指一款新型高效的余热利用设备，靠吸收空压机废热来把冷水加热的，没有能源消耗。空压机工作产生热能，不仅营运成本高，而且对环境高温污染严重。空压机热能转换设备|回收机就是将该部分的热能回收利用，用于企业生活热水、工业热水、空调热水，清洗池加热，冬季取暖等，必将为企业消减大量的热水使用成本，更有可能成为企业利润来源之一。除此之外，回收空压机的热量，降低空压机工作温度，减少了机器的故障，延长了设备的使用寿命，降低了维修保养成本，增大了机油、机油格、油气分离器更换时限，相应延长更换期限。

空压机余热回收的原理是什么？

原理：空气通过进气过滤器将大气中的灰尘或杂质滤除后，由进气控制阀进入压缩机主机，在压缩过程中与喷入的冷却润滑油混合，经压缩后的混合气体从压缩腔排入油气分离罐，从而分别得到高温高压的油、气。由于机器工作温度的要求，这些高温高压的油、气必须送入各自空压机余热回收系统的冷却系统，其中压缩空气经冷却器冷却后，最后送入使用系统；而高温高压的润滑油经冷却器冷却后，返回油路进入下一轮循环。