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摘 要：能源与动力工程致力于传统能源的利用及新能源的开发和如何更高效地利用能源。能源与动力工程中的节能技术多种多样，本文重点对热管、空压机、变频调速等技术进行探讨。
关键词：热管;空压机;变频调速
一、热管在能源工程中的应用
1.热管的工作原理
热管共有蒸发段、绝热段、冷凝段三个基本的工作段结构，其中位于两端部分的分别是蒸发段和冷凝段，位于中间部分的是绝热段。当热管蒸发段的一端发生受热作用时，在毛细材料中就会产生液体蒸发的物理效果，并且蒸汽流会向冷凝段的一端移动，在冷凝段的一端由于受到冷却的物理作用蒸汽流又会重新凝结成液体，然后再一次向蒸发段的一端移动，如此循环反复移动，热量就会在蒸发段和冷凝段两端互相传播。
2.热管技术所属领域
目前，工业企业各类生产装置中高温尾气、高温反应气、高温废液、高温废渣等工艺流体中含有的大量的热量可以回收利用。合理、有效地利用这部分热量，不仅会降低相关装置的生产成本、给企业带来可观的经济效益，同时还能达到减少污染、净化环境的目的，符合国家节能减排的大政策。目前以热管技术为核心的节能装备已在众多的高耗能企业大量应用，较为典型的有冶金行业（钢铁企业）及各类窑炉：在焦炉烟道、干熄焦、烧结大烟道、烧结冷却机、高炉热风炉、高炉煤气锅炉、电炉炼钢、转底炉炼铁、轧钢加热炉、各类窑炉烟气（废气）等余热回收等系统中有大量应用;石化、化工行业（石化、化工企业）：加热炉烟气、炼油催化裂化工艺再生烟气、一段炉烟气等化工装置烟气的余热回收及制硫酸过程工艺气等余热回收系统中有大量应用;电力行业（电力企业）：电力行业锅炉烟气利用，如空预器、低温省煤器、GGH、MGGH等设备;交通行业：在道路交通的冻土灾害治理工程中热管被誉为“青霉素”式的治理技术。
3.热管技术的应用
目前，我国空调市场平均COP不超过3。而日本国内的空调器的能效比一般都在4.0～5.0左右。目前应用该技术可实现节能量2万tce/a，CO2减排约5万t/a。根据室内外温度和室内负荷情况，热管/制冷复合型空调机组自动选择运行制冷模式或热管模式，在保证室内降温要求的前提下达到节能运行的目标。
如新华社发行中心UPS机房位于大楼地下一层，机房内共配置三台空调，一台海尔5HP空调（已坏），一台格力5HP空调，一台大金3HP机房专用空调及一台制冷量为4kW的中央空调风机盘管;风机盘管仅在夏季的白天开启。送风采用直吹自由回风的形式。空调室外机安装于UPS室外B1层的大厅内。改造前，以大金3HP空调、一台5HP格力空调以及白天有风机盘管工作的状态，在设定温度20℃的情况下，室内温度能保持22℃。原空调系统全年能耗为56239.2kWh，折合22.72tce/a。该项目对新华社发行中心UPS机房、电力二科配电室机房、配电中心机房三个机房分别实施改造，总改造机房面积537m2。综合考虑节能效益和用户需求，项目共配置两台型号为DYRG125-60的热管/蒸气压缩制冷复合空调机组，总制冷量达到24kW，一用一备，最大限度提高机房安全性。同时，由于改造空间限制，拆除了两台5HP空调，仅保留3HP大金机房专用空调以作节能效果对比。改造后，两台热管/蒸气压缩制冷复合空调机组全年运行能耗为38244.7kWh，折合15.45tce/a。全年节能量为17994.5kWh，折合7.27tce/a。全年节能率为32%。节能技改总投资为235016元，建设期5个月，全年实际节能量22863.2 kWh，节能效益为22863.2元/年，静态投资回收期8年。
二、空压机余热回收技术
空压机是一个能耗比较大的动力设备，在工作过程中，输入电能的80%左右会变成热量，剩下的20%最终会变成压缩空气能。压缩机在工作过程中所耗电能转变成热量后，另有一部分的能量以废热的形式被排放到空气中散失掉。空压机余热回收节电设备的出现通过在螺杆式空气压缩机中加装余热回收设备，根据冷热交换原理，将空压机运行中的高温油温，收集利用起来，加热为55°～70℃热水。某生产汽车配件的专业企业，部分产品生产需要使用到空压机和压铸机。使用空压机和压铸机进行生产时会产生大量的热量，之前多余的热量只能白白排放到空气中，浪费不少电能，造成了能源的浪费。如何将白白外排的余热回收利用起来，成了企业最想要突破的问题。企业现有员工近400人，多年来一直采用电热水器解决生活热水，每年耗用的电费也是一笔不小的费用。该企业决定用余热热回收热水器代替现有的电热水器为员工提供生活热水。空压机热水器采用热力转换技术，直接利用空压机工作时产生的高温进行加热热水的空压机余热回收热水器，能够直接完全免费地产出高达60℃的热水。热能回收项目启动以来，厂区原有的电热水器已经全部停用，每年可为企业节省用电量达82万千瓦时。
三、变频调速技术
在实现电机控制中经常会用到的设备是变频器，该设备实现对电机控制的方式是改变电源输出的频率。在企业的生产过程中，对泵类和风机设备的应用非常广泛，而这类设备的电能消耗非常大，其耗能占企业总耗能比重很大。变频调速应用在风机、水泵中节能效果显著。因此，变频调速具有无可比拟的优势。
参考文献：
[1]杨万.能动力系统与应用的研究方法[J].城市建设理论研究，2014（15）.
[2]张杰.热管在空调热回收中的应用[J].环境工程，2009（3）.
关键词：热管;空压机;变频调速
一、热管在能源工程中的应用
1.热管的工作原理
热管共有蒸发段、绝热段、冷凝段三个基本的工作段结构，其中位于两端部分的分别是蒸发段和冷凝段，位于中间部分的是绝热段。当热管蒸发段的一端发生受热作用时，在毛细材料中就会产生液体蒸发的物理效果，并且蒸汽流会向冷凝段的一端移动，在冷凝段的一端由于受到冷却的物理作用蒸汽流又会重新凝结成液体，然后再一次向蒸发段的一端移动，如此循环反复移动，热量就会在蒸发段和冷凝段两端互相传播。
2.热管技术所属领域
目前，工业企业各类生产装置中高温尾气、高温反应气、高温废液、高温废渣等工艺流体中含有的大量的热量可以回收利用。合理、有效地利用这部分热量，不仅会降低相关装置的生产成本、给企业带来可观的经济效益，同时还能达到减少污染、净化环境的目的，符合国家节能减排的大政策。目前以热管技术为核心的节能装备已在众多的高耗能企业大量应用，较为典型的有冶金行业（钢铁企业）及各类窑炉：在焦炉烟道、干熄焦、烧结大烟道、烧结冷却机、高炉热风炉、高炉煤气锅炉、电炉炼钢、转底炉炼铁、轧钢加热炉、各类窑炉烟气（废气）等余热回收等系统中有大量应用;石化、化工行业（石化、化工企业）：加热炉烟气、炼油催化裂化工艺再生烟气、一段炉烟气等化工装置烟气的余热回收及制硫酸过程工艺气等余热回收系统中有大量应用;电力行业（电力企业）：电力行业锅炉烟气利用，如空预器、低温省煤器、GGH、MGGH等设备;交通行业：在道路交通的冻土灾害治理工程中热管被誉为“青霉素”式的治理技术。
3.热管技术的应用
目前，我国空调市场平均COP不超过3。而日本国内的空调器的能效比一般都在4.0～5.0左右。目前应用该技术可实现节能量2万tce/a，CO2减排约5万t/a。根据室内外温度和室内负荷情况，热管/制冷复合型空调机组自动选择运行制冷模式或热管模式，在保证室内降温要求的前提下达到节能运行的目标。
如新华社发行中心UPS机房位于大楼地下一层，机房内共配置三台空调，一台海尔5HP空调（已坏），一台格力5HP空调，一台大金3HP机房专用空调及一台制冷量为4kW的中央空调风机盘管;风机盘管仅在夏季的白天开启。送风采用直吹自由回风的形式。空调室外机安装于UPS室外B1层的大厅内。改造前，以大金3HP空调、一台5HP格力空调以及白天有风机盘管工作的状态，在设定温度20℃的情况下，室内温度能保持22℃。原空调系统全年能耗为56239.2kWh，折合22.72tce/a。该项目对新华社发行中心UPS机房、电力二科配电室机房、配电中心机房三个机房分别实施改造，总改造机房面积537m2。综合考虑节能效益和用户需求，项目共配置两台型号为DYRG125-60的热管/蒸气压缩制冷复合空调机组，总制冷量达到24kW，一用一备，最大限度提高机房安全性。同时，由于改造空间限制，拆除了两台5HP空调，仅保留3HP大金机房专用空调以作节能效果对比。改造后，两台热管/蒸气压缩制冷复合空调机组全年运行能耗为38244.7kWh，折合15.45tce/a。全年节能量为17994.5kWh，折合7.27tce/a。全年节能率为32%。节能技改总投资为235016元，建设期5个月，全年实际节能量22863.2 kWh，节能效益为22863.2元/年，静态投资回收期8年。
二、空压机余热回收技术
空压机是一个能耗比较大的动力设备，在工作过程中，输入电能的80%左右会变成热量，剩下的20%最终会变成压缩空气能。压缩机在工作过程中所耗电能转变成热量后，另有一部分的能量以废热的形式被排放到空气中散失掉。空压机余热回收节电设备的出现通过在螺杆式空气压缩机中加装余热回收设备，根据冷热交换原理，将空压机运行中的高温油温，收集利用起来，加热为55°～70℃热水。某生产汽车配件的专业企业，部分产品生产需要使用到空压机和压铸机。使用空压机和压铸机进行生产时会产生大量的热量，之前多余的热量只能白白排放到空气中，浪费不少电能，造成了能源的浪费。如何将白白外排的余热回收利用起来，成了企业最想要突破的问题。企业现有员工近400人，多年来一直采用电热水器解决生活热水，每年耗用的电费也是一笔不小的费用。该企业决定用余热热回收热水器代替现有的电热水器为员工提供生活热水。空压机热水器采用热力转换技术，直接利用空压机工作时产生的高温进行加热热水的空压机余热回收热水器，能够直接完全免费地产出高达60℃的热水。热能回收项目启动以来，厂区原有的电热水器已经全部停用，每年可为企业节省用电量达82万千瓦时。
三、变频调速技术
在实现电机控制中经常会用到的设备是变频器，该设备实现对电机控制的方式是改变电源输出的频率。在企业的生产过程中，对泵类和风机设备的应用非常广泛，而这类设备的电能消耗非常大，其耗能占企业总耗能比重很大。变频调速应用在风机、水泵中节能效果显著。因此，变频调速具有无可比拟的优势。
参考文献：
[1]杨万.能动力系统与应用的研究方法[J].城市建设理论研究，2014（15）.
[2]张杰.热管在空调热回收中的应用[J].环境工程，2009（3）.