Poniżej znajduje się fragment artykułu Recover Heat from Air Compression autorstwa Deepaka Vetala, menedżera ds. marketingu produktów, bezolejowych sprężarek śrubowych, odśrodkowych i wysokociśnieniowych, Atlas Copco Compressors. Pełną wersję artykułu można przeczytać online lub we wrześniowym wydaniu czasopisma Chemical Processing.
Producenci stoją w obliczu bardziej rygorystycznych przepisów ograniczających emisję dwutlenku węgla. Odzyskiwanie ciepła ze sprężonego powietrza jest jednym z kroków, które zakłady przetwórcze mogą podjąć, aby zmniejszyć emisję CO2 i ryzyko kar za niespełnienie nowych norm środowiskowych. Zmniejszy to również całkowity koszt cyklu życia.
W procesie sprężania powietrza energia elektryczna wykorzystywana do sprężania powietrza jest przekształcana w ciepło. Nie jest to jednak jedyne źródło energii podczas sprężania powietrza. Innym ważnym źródłem jest wilgoć zawarta w powietrzu wpływającym do wlotu sprężarki. Po sprężeniu wilgoć ta jest skraplana do postaci cieczy, gdy powietrze jest schładzane w chłodnicy międzystopniowej i chłodnicy końcowej. W procesie chłodzenia tego powietrza, utajone ciepło kondensacji jest uwalniane do wody chłodzącej. (Ilość utajonego ciepła kondensacji zależy od temperatury i wilgotności względnej zasysanego powietrza).
Proces sprężania powietrza obejmuje kilka przypadków, w których ciepło jest generowane i przekazywane do układu wody chłodzącej. Część ciepła sprężania przechodzi do wody chłodzącej wokół elementów sprężających poprzez płaszcze chłodzące elementów; znaczna ilość ciepła jest uwalniana do układu wody chłodzącej chłodnic. Dodatkowo, ciepło usunięte z gorącego oleju w chłodnicy oleju jest odprowadzane do układu wody chłodzącej.
Procent odzyskiwanej energii elektrycznej zależy od warunków pracy sprężarki. Pewną rolę odgrywają temperatura powietrza wlotowego, wilgotność względna, temperatura wody i ciśnienie.
Część energii jest tracona przez nieefektywność silnika, promieniowanie komponentów takich jak element i chłodnica oraz ciepło resztkowe i ciepło kondensacji pozostające w powietrzu wylotowym.
Jeśli połączymy wszystkie te czynniki w ogólnym widoku (rysunek 1), wynik netto jest taki, że w typowych warunkach przemysłowych możemy odzyskać 90-95% energii elektrycznej. W szczególnych warunkach możliwe jest odzyskanie ponad 95%. System odzysku energii wykorzystuje tę energię do produkcji ciepłej wody.
Podstawy odzyskiwania energii
Sprężarki wyposażone w technologię odzyskiwania energii mają zmodyfikowany obieg wody chłodzącej, aby zagwarantować odzyskanie jak największej ilości energii w jak najwyższej temperaturze. Pętla chłodząca przepływa przez chłodnicę oleju, następnie przez płaszcze elementów sprężających, a na końcu przez chłodnice. Woda opuszczająca sprężarkę z odzyskiem energii może mieć temperaturę nawet 194°C; temperaturę można regulować w celu spełnienia wymagań procesu.
Jednostka sterująca zaprojektowana specjalnie dla systemów odzysku energii (rysunek 2) może przekazywać odzyskaną energię, zapewniając jednocześnie optymalną ochronę sprężarki. Jednostka sterująca jest instalowana między sprężarką powietrza a oddzielnym obiegiem wody chłodzącej, tworząc całkowicie niezależny i zamknięty obieg odzyskiwania energii.
Jednostka sterująca odzyskiem energii może zarządzać odzyskiwaną energią i przepływem wody z wielu sprężarek - aż do maksymalnego limitu dostarczanej energii. Jednostka jest często wyposażona w kilka funkcji bezpieczeństwa, system odpowietrzania, zawór bezpieczeństwa i zawór rozprężny, który kontroluje ciśnienie w układzie wodnym.
Czytaj dalej...
Pełny artykuł na temat procesu i korzyści płynących z odzyskiwania ciepła ze sprężarek można przeczytać tutaj. Aby dowiedzieć się więcej o linii sprężarek Atlas Copco i oferowanych przez nie oszczędnościach energii, skontaktuj się z naszymi ekspertami już dziś lub zostaw komentarz poniżej.
