Energigjenvinning i kompressorsystemer

 Et kompressorsentral i en stor industri som bruker 500 kW over 8,000 driftstimer per år, representerer et årlig energiforbruk på 4 millioner kWh. Mulighetene for å gjenvinne store mengder spillvarme via varmluft eller varmtvann er reelle. Så mye som 94 % av energien som tilføres kompressoren, kan gjenvinnes, for eksempel, siden 90 °C varmt vann fra oljefrie skruekompressorer. Dette viser at sparetiltak raskt gir betydelig avkastning. Avkastningen på investeringer for energigjenvinning er vanligvis så kort som 1–3 år. I tillegg forbedrer energi gjenvunnet ved hjelp av et lukket kjølesystem kompressorens driftsforhold , pålitelighet og levetid på grunn av et utjevnet temperaturnivå og høy kjølevannskvalitet, for å nevne noen fordeler. Nordiske land er noe av en forerunner på denne arenaen, og energigjenvinning har vært standard praksis i en stund nå for kompressorinstallasjoner. De fleste mellomstore til store kompressorer fra de store leverandørene er nå tilpasset montering med standardutstyr for varmegjenvinning av avfall.

Fysikkens lover dikterer at nesten all energi som leveres til en kompressorinstallasjon, omdannes til varme. Jo mer energi som kan gjenvinnes og utnyttes i andre prosesser, jo høyere er systemets samlede effektivitet.

I mange tilfeller kan graden av varmegjenvinning overstige 90 % hvis energien som oppnås ved å kjøle kompressorinstallasjonen, kan utnyttes effektivt. Funksjonen til kjølesystemet, avstanden til forbrukspunktet, og graden og kontinuiteten til varmebehovet er alle avgjørende faktorer. Med store termiske strømmer er det mulig å selge den gjenvunne varmeenergien, som ikke bør ignoreres. Leverandøren av elektrisk energi kan være en potensiell kunde, og investering, underordre og levering kan lett forhandles. En mulighet for besparelser finnes også ved å koordinere energigjenvinning fra flere prosesser.

Energigjenvinning fra trykkluftanlegg fører ikke alltid til varme når det er nødvendig og ofte, ikke i tilstrekkelige mengder. Mengden gjenvunnet energi vil variere over tid hvis kompressoren har variabel belastning. For at det skal være mulig å få restitusjon, er det behov for et tilsvarende relativt stabilt varmeenergibehov. Gjenvunnet varmeenergi utnyttes best for å supplere energi som leveres til systemet. På den måten brukes den tilgjengelige energien alltid når kompressoren er i drift. Alternativer for luftkjølte kompressorer, som produserer en høy luftstrøm ved en relativt lav temperatur, er direkte oppvarming eller varmeveksler til et forvarmebatteri. Deretter fordeles den oppvarmede kjøleluften med en vifte.Når bygninger ikke krever ekstra varme, blir varmluften evakuert inn i atmosfæren, enten automatisk ved termostatstyring eller manuelt ved å kontrollere luftdemperen. En begrensende faktor er avstanden mellom kompressorene og bygningen som må varmes opp. Denne avstanden bør begrenses (fortrinnsvis avstanden mellom tilstøtende bygninger). Videre kan muligheten for utvinning være begrenset til de kaldere perioder av året. Luftbåren energigjenvinning er mer vanlig for små og mellomstore kompressorer. Gjenvinning av spillvarme fra kompressorens luftkjølesystemer resulterer i bare små tap fra distribusjonen og krever liten investering.

Kjølevannet fra en vannkjølt kompressor med en temperatur på opptil 90° kan supplere et varmtvannsvarmesystem. Hvis det varme vannet brukes i stedet for vask, rengjøring eller dusjing, er det fortsatt nødvendig med en vanlig baselast varmtvannsbereder. Energien som gjenvinnes fra trykkluftsystemet danner en supplerende varmekilde som reduserer belastningen på kjelen, sparer oppvarmingsdrivstoff og kan potensielt føre til bruk av en mindre kjele. Forutsetningene for energigjenvinning fra trykkluftkompressorer varierer delvis, avhengig av kompressortypen. Standard oljefrie kompressorer er enkle å endre for energigjenvinning. Denne typen kompressor er ideell for integrering i et varmtvannsoppvarmingssystem siden den gir vanntemperaturen (90 °C) som kreves for effektiv energigjenvinning. På oljesmurte kompressorer er oljen som inngår i kompresjonsprosessen, en faktor som begrenser mulighetene for høye kjølevannstemperaturer. I sentrifugalkompressorerer temperaturnivåene vanligvis lavere på grunn av det lavere trykkforholdet per kompresjonsstadium, og begrenser dermed graden av gjenoppretting. Vannbåren energigjenvinning er best egnet for kompressorer med elektrisk motoreffekt over 10 kW. Vannbåren gjenvinning av avfallsenergi krever en mer kompleks installasjon enn luftbåren energigjenvinning. Grunnutstyret består av væskepumper, varmevekslere og reguleringsventiler. Varme kan også distribueres til avsidesliggende bygninger ved hjelp av relativt små rørdiametre (40-80 mm) uten betydelige varmetap ved hjelp av vannbåren energigjenvinning. Den høye temperaturen på det første vannet betyr at spillenergien kan brukes til å øke temperaturen på returvannet fra en varmtvannsbereder. Derfor kan den normale varmekilden med jevne mellomrom slås av og byttes ut med kompressorens system for gjenvinning av spillvarme. Avfallsvarme fra kompressorer i prosessindustrien kan også brukes til å øke temperaturen i prosessen. Det er også mulig å bruke luftkjølte oljesmurte skruekompressorer til å påføre vannbåren energigjenvinning av avfall. Dette krever en varmeveksler i oljekretsen, og systemet vil gi vann ved lavere temperaturer (50° - 60°) enn med oljefrie kompressorer.