Energigenvinding i kompressorsystemer

 Et kompressorcentralt anlæg i en stor industri, der forbruger 500 kW over 8,000 driftstimer om året, repræsenterer et årligt e-energiforbrug på 4 millioner kWh. Mulighederne for at genvinde betydelige mængder spildvarme via varm luft eller varmt vand er reelle. Op til 94 % af den energi, der leveres til kompressoren, kan genvindes, f.eks. 90 C varmt vand fra oliefri skruekompressorer. Dette viser, at besparelsesforanstaltningerne hurtigt giver et betydeligt afkast. Investeringsafkastet for energigenvinding er normalt så kort som 1-3 år. Derudover forbedrer energi genvundet ved hjælp af et lukket kølesystem kompressorens driftsforhold, pålidelighed og levetid på grund af et ensartet temperaturniveau og høj kølevandskvalitet, for blot at nævne nogle få fordele. De nordiske lande er noget af forløberen på dette område, og energigenvinding har været almindelig praksis i lang tid nu for kompressorinstallationer. De fleste mellemstore og store kompressorer fra de store leverandører er nu tilpasset til montering med standardudstyr til genvinding af spildvarme.

Fysikkens love foreskriver, at næsten al energi, der leveres til en kompressorinstallation, omdannes til Varme. Jo mere energi, der kan genvindes og udnyttes i andre processer, jo højere er systemets samlede effektivitet.

I mange tilfælde kan varmegenvindingen overstige 90%, hvis den energi, der opnås ved at køle kompressorinstallationen, kan udnyttes effektivt. Kølesystemets funktion, afstanden til forbrugsstedet og varmebehovet for grad og kontinuitet er alle afgørende faktorer. Ved store termiske strømme er salg af den genvundne varmeenergi en mulighed, der ikke bør ignoreres. Leverandøren af elektrisk energi kan være en potentiel kunde, og investeringer, underordrer og levering kan nemt forhandles. Der er også mulighed for besparelser ved at koordinere energigenvinding fra flere processer.

Energigenvinding fra trykluftanlæg resulterer ikke altid i varme, når det er nødvendigt og ofte ikke i tilstrækkelige mængder. Mængden af genvundet energi vil variere over tid, hvis kompressoren har en variabel belastning. For at genindvinding kan lade sig gøre, er der behov for et tilsvarende relativt stabilt varmeenergiforbrug. Genvundet varmeenergi udnyttes bedst til at supplere den energi, der leveres til systemet. På den måde udnyttes den tilgængelige energi altid, når kompressoren er i drift. Ekstraudstyr til luftkølede kompressorer, som producerer en høj flowhastighed for varm luft ved en relativt lav temperatur, er direkte opvarmning af bygninger eller udskiftning af Varme til et forvarmningsbatteri. Den opvarmede køleluft fordeles derefter vha. en ventilator.Hvis bygninger ikke kræver ekstra Varme, tømmes den varme luft ud i atmosfæren, enten automatisk ved hjælp af termostatstyring eller manuelt ved at styre luftdæmperen. En begrænsende faktor er afstanden mellem kompressorerne og den bygning, der skal opvarmes. Denne afstand bør begrænses (helst afstanden mellem tilstødende bygninger). Desuden kan muligheden for genopretning være begrænset til årets koldere perioder. Luftbåret energigenvinding er mere almindeligt for små og mellemstore kompressorer. Genvinding af spildvarme fra kompressorens luftkølesystemer medfører kun små tab fra distributionen og kræver kun få investeringer.

Kølevandet fra en vandkølet kompressor med en temperatur på op til 90 °C kan supplere et varmtvands-opvarmningssystem. Hvis det varme vand i stedet bruges til vask, rengøring eller brusebad, er en normal varmtvandskedel med grundbelastning stadig nødvendig. Den energi, der genvindes fra trykluftsystemet, danner en supplerende varmekilde, der reducerer belastningen på kedlen, sparer på brændstoffet til opvarmning og kan potentielt resultere i brug af en mindre kedel. Forudsætningerne for energigenvinding fra trykluftkompressorer varierer delvist afhængigt af kompressortypen. Standardkompressorer uden olie er nemme at ændre med henblik på energigenvinding. Denne type kompressor er ideel til integration i et varmtvands-varmesystem, da den leverer den vandtemperatur (90 °C), der kræves for effektiv energigenvinding. På oliesmurte kompressorer er olien, der indgår i kompressionsprocessen, en faktor, der begrænser mulighederne for høje kølevandstemperaturer. I centrifugalkompressorerer temperaturniveauerne generelt lavere pga. det lavere trykforhold pr. kompressionstrin, hvilket begrænser genvindingsgraden. Genvinding af vandbaseret affaldsenergi er bedst egnet til kompressorer med en elmotorkraft på over 10 kW. Vandbaseret genvinding af spildenergi kræver en mere kompleks installation end energigenvinding af luftbåren affald. Basis udstyret består af væskepumper, varmevekslere og reguleringsventiler. Varme kan også distribueres til fjerntliggende bygninger med relativt små rør diametre (40-80 mm) uden betydelige varmetab ved hjælp af vandbaseret energigenvinding. Den høje start vand temperatur betyder, at spildenergi kan bruges til at øge temperaturen på returvandet fra en varmtvandskedel. Derfor kan den normale varmekilde med jævne mellemrum slukkes og udskiftes med kompressorens spildvarme genvindingssystem. Spildvarme fra kompressorer i procesindustrien kan også bruges til at øge temperaturen i processen. Det er også muligt at anvende luftkølede, oliesmurte skruekompressorer til energigenvinding af vandbåret affald. Dette kræver en varmeveksler i oliekredsløbet, og systemet leverer vand ved lavere temperaturer (50-60) end med oliefrie kompressorer.