Odzysk ciepła ze sprężarki

Obecnie żyjemy w czasach, gdy każda watogodzina jest na wagę złota. Dotyczy to gospodarstw domowych jak i dużych firm produkcyjnych. Energię staramy się wykorzystywać jak najrozsądniej i jak najmniej za nią płacić.  Oszczędność zazwyczaj rozumiemy przez ograniczanie zużywania czegoś. Aczkolwiek trzeba pamiętać, że są jeszcze inne możliwości i właśnie o  nich będzie można przeczytać w poniższym artykule. 

Około 10% całej energii elektrycznej zużywanej w przemyśle jest wykorzystywane przez systemy sprężonego powietrza. W okresie dziesięcioletnim cena zakupu i koszty serwisowania to zaledwie 20% wszystkich kosztów wytworzenia sprężonego powietrza. Pozostałe 80% to koszty energii elektrycznej. Zgodnie z zasadą termodynamiki około 95% tej energii przekształcane jest w ciepło, a następnie bezpowrotnie tracone poprzez emisję do atmosfery. 

Przyjmuje się, że sprawność energetyczna procesu sprężania to około 15%, co za tym idzie około 85% energii elektrycznej pobieranej przez sprężarkę zamieniana jest w energię o wysokiej temperaturze. I tu właśnie pojawia się ciekawa możliwość pozwalająca odzyskać i wykorzystać ciepło w innych warunkach oraz wytworzyć realne oszczędności. 

Istnieją dwa sposoby na wykorzystanie ciepła ze sprężarek. Pierwszym, powszechnie znanym i często wykorzystywanym jest wykorzystanie ciepłego, ogrzanego powietrza z otworu wentylacyjnego sprężarki. Drugi opiera się na wykorzystaniu ciepła obwodu olejowego sprężarki. Jedno rozwiązanie nie wyklucza drugiego. Tak można wykorzystać energię sprężarki na powyższe dwa sposoby jednocześnie, ale dzisiaj skupmy się na wymienniku.

Wymiennik ciepła to urządzenie wpinane w obieg oleju kompresora przed chłodnicą, które przekazuje to ciepło do sieci centralnego ogrzewania. Dzięki wymiennikowi nawet 75% energii elektrycznej, która jest pobierana przez sprężarkę można wykorzystać w sieci ciepłowniczej do ogrzewania pomieszczeń lub wody użytkowej do celów sanitarnych.

Moc zasilania [kW]Moc odprowadzana [kW/h]Wykorzystana ilość cieplna [MJ/h]
118,932
1512,344,2
18,514,853,2
2217,763,7
3024,487,8
3730,3109
Tabela 1 Przykładowe wartości cieplnej spalania dla oleju opałowego. Oparte na podstawie konwencjonalnego ogrzewania olejowego.

Ogrzany olej z instalacji olejowej sprężarki przepływa przez wiązkę rur. Ciecz separacyjna oraz odpowiedni system orurowania przewodzi ciepło do wody użytkowej w drugiej wiązce rur. Przepływająca w drugą stronę woda może zostać ogrzana do temperatury ok 55 °C. Ilość ogrzanej wody jest uzależniona od wydajności urządzenia. Gorąca woda zostaje odprowadzona do odpowiedniego zbiornika (bojlera), skąd może być rozprowadzona instalacja ciepłej wody. Zarówno przed jak i za wymiennikiem jest zainstalowany zawór termostatyczny oraz regulacyjny oleju. 

Należy pamiętać, że zastosowanie wymiennika ciepła do sprężarki śrubowej ma również korzystny efekt na obniżenie temperatury pracy kompresora, co powoduje przegrzewanie się urządzenia oraz pojawiające się przy tym straty (np. oleju).

Przedstawione procedury to opcjonalne możliwości. To od właściciela sieci zależy czy się na nie zdecyduje. Niezależnie od podjętych kroków energia i tak musi zostać odprowadzona. Dlatego zdrowy rozsądek i zmysł przedsiębiorczości przemawia za wykorzystaniem tych metod w codziennej pracy, tym bardziej że modyfikacja ta finansowo wypada bardzo korzystnie.