Възстановяване на енергията в компресорните инсталации- Energy Recovery System

Една компресорна централа, при мощните индустрии с консумация около 500 kW за 8,000 раб. часа годишно, консумира енергия в порядъка на 4 млн. kWh. И възможностите за възстановяване на значителни количества от тази енергия под формата на отпадна топлина като горещ въздух или гореща вода, са абсолютно реални. До 94% от енергията, може да бъде възстановена, например, под формата на гореща вода с температура 90°C , от един безмаслен компресор. Това е факт, който показва, че мерките за спестяване бързо осигуряват значителна възвръщаемост. Възвръщаемостта на инвестицията за оползотворяване на енергия обикновено е само за 1-3 години. В допълнение, енергията, възстановена чрез затворена охладителна система, подобрява условията на работа на компресора, надеждността и експлоатационния живот поради изравненото температурно ниво и високото качество на охлаждащата вода. Скандинавските страни са донякъде предшественици в тази област и възстановяването на енергия е стандартна практика при тях, от доста време насам. Повечето средни до големи компресори от основните доставчици сега са адаптирани за монтиране със стандартно оборудване за оползотворяване на отпадната топлина.

Физичните закони обуславят факта, че почти цялата енергия подадена към компресорната инсталация, се преобразува в топлина. Колкото повече енергия може да бъде възстановена и използвана в други процеси, толкова по-висока е общата ефективност на цялата системата.

В много случаи степента на възстановяване на топлината може да надхвърли 90%, ако енергията, получена от охлаждането на компресорната инсталация, се използва ефективно. Функцията на охладителната система, разстоянието до точката на потребление и степента на необходимост от топлина, са решаващи фактори. При големи топлинни потоци продажбата на възстановената топлинна енергия е възможност, която не трябва да се пренебрегва. Доставчикът на електрическа енергия може да бъде ваш потенциален клиент. Съществува възможност за спестяване и чрез координиране на възстановяването на енергия от няколко различни процеса.

Топлината обаче, не винаги е резултат от възстановяването на енергия от инсталациите за сгъстен въздух. Количеството възстановена енергия варира с времето, ако компресорът има променливо натоварване. За да бъде осъществимо възстановяването, е необходимо съответно относително стабилно търсене на топлинна енергия. Възстановената отпадна топлинна енергия се използва най-добре за допълване на енергията, доставена към системата. По този начин наличната енергия винаги се използва, когато компресорът работи. Вариантите за компресори с въздушно охлаждане, които произвеждат висок дебит на горещ въздух при относително ниска температура, са директно отопление на сградата или топлообмен към батерия за предварително нагряване. След това нагрятият охлаждащ въздух се разпределя с помощта на вентилатор. Когато сградите не се нуждаят от допълнително отопление, горещият въздух се евакуира в атмосферата или автоматично чрез термостатно управление, или ръчно чрез управление на въздушната клапа. Ограничаващ фактор е разстоянието между компресорите и сградата, която трябва да се отоплява. Това разстояние трябва да бъде минимално (за предпочитане разстоянието между съседните сгради). Освен това възможността за възстановяване може да бъде ограничена до по-студените периоди от годината. Въздушното възстановяване на енергия е по-често срещано при малки и средни компресори. Възстановяването на отпадъчната топлина от компресорните системи за въздушно охлаждане води до малки загуби от разпределението и изисква малко инвестиции.

Охлаждащата вода от компресор с водно охлаждане с температура до 90°, може да допълни системата за отопление с гореща вода. Ако горещата вода се използва вместо това за миене или почистване, все още е необходим бойлер с нормално основно натоварване. Възстановената енергия от системата за сгъстен въздух образува допълнителен източник на топлина, който намалява натоварването на котела, спестява гориво за отопление и потенциално може да доведе до използването на по-малък котел. Предпоставките за оползотворяване на енергия от компресори за сгъстен въздух, частично се определят от вида компресор. Един стандартен безмаслен компресор е сравнително лесен за модифициране за възстановяване на енергията. Този тип компресор е идеален за интегриране в отоплителна система за гореща вода, тъй като осигурява температурата на водата (90°C), необходима за ефективното възстановяване на енергия. При маслените компресори маслото, което участва в процеса на компресия, е фактор, който ограничава възможностите за високи температури на охлаждащата вода. При центробежните компресори, температурните нива обикновено са по-ниски поради по-ниското съотношение на налягането при самото компресиране и по този начин се ограничава степента на възстановяване. Оползотворяването на отпадъчната енергия чрез вода е най-подходящо за компресори с мощност на електромотора над 10 kW. Възстановяването на отпадъчната енергия чрез вода изисква по-сложна инсталация от това чрез въздуха. Основното оборудване се състои от флуидни помпи, топлообменници и регулиращи вентили. Топлината може също да се разпределя към отдалечени сгради, като се използват сравнително малки диаметри на тръбите (40-80 mm) без значителни топлинни загуби, като се използва оползотворяване на енергия от вода. Високата начална температура на водата означава, че отпадъчната енергия може да се използва за повишаване температурата на връщащата се вода от котела. Поради това оригиналният източник на отопление може периодично да се изключва и да се заменя от системата за възстановяване на отпадната топлина на компресора. Отпадъчната топлина от компресорите в преработващата промишленост също може да се използва за повишаване на температурата на процеса. Възможно е също така да се използват винтови компресори с въздушно охлаждане, смазани с масло, за да се приложи оползотворяване на отпадъчната енергия чрез вода. Това изисква топлообменник в масления кръг и системата ще осигури вода при по-ниски температури (50° - 60°), отколкото при безмаслени компресори.