Our solutions
Аренда
Solutions
Безмасляные воздушные компрессоры
Маслосмазываемые воздушные компрессоры
Аренда
Маслосмазываемые воздушные компрессоры
Маслосмазываемые воздушные компрессоры
Генераторы азота
Компрессорная техника
Solutions
Продукты
Компрессорная техника
Линейка промышленных решений для удаления конденсата
Продукты
Линейка промышленных решений для удаления конденсата
Линейка промышленных решений для удаления конденсата
Линейка промышленных решений для удаления конденсата
Линейка промышленных решений для удаления конденсата
Оборудование для медицинского газоснабжения
Продукты
Оборудование для медицинского газоснабжения
Оборудование для медицинского газоснабжения
технологическое газовое и воздушное оборудование
Продукты
технологическое газовое и воздушное оборудование
технологическое газовое и воздушное оборудование
технологическое газовое и воздушное оборудование
технологическое газовое и воздушное оборудование
Обслуживание и запасные части
Компрессорная техника
Глобальные услуги сервисного обслуживания для турбинной техники
Обслуживание и запасные части
Глобальные услуги сервисного обслуживания для турбинной техники
Увеличьте эффективность работы вашего оборудования
Обслуживание и запасные части
Увеличьте эффективность работы вашего оборудования
Увеличьте эффективность работы вашего оборудования
Увеличьте эффективность работы вашего оборудования
Увеличьте эффективность работы вашего оборудования
Промышленные инструменты и решения
Solutions
Промышленные инструменты и решения

Рекуперация энергии в компрессорных системах

Compressor Installations Compressed Air Wiki Energy Recovery Compressors

Многие установки по производству сжатого воздуха предлагают значительные и редко используемые возможности экономии энергии в виде рекуперации потерянной энергии. На крупных предприятиях затраты на электроэнергию могут составлять до 80% от общей стоимости производства сжатого воздуха. Но немалую часть этой энергии можно восстановить, тем самым сэкономив большие суммы денег.

Что такое рекуперация энергии в компрессорных установках?

Рекуперация тепловой энергии в компрессорных системах, схема

При сжатии воздуха образуется тепло. Перед тем, как сжатый воздух поступает в трубопровод, тепловая энергия отводится и рассеивается. Для каждой установки сжатого воздуха необходимо решить вопрос достаточного и надежного охлаждения. Охлаждение выполняется либо с привлечением внешнего воздуха, либо системой водяного охлаждения, которая использует водопроводную, проточную или техническую воду и может быть как открытого, так и закрытого типа.

 Центральная компрессорная установка на крупном предприятии, которая работает на протяжении 8000 часов в год и потребляет 500 кВт, за год расходует 4 миллиона кВтч. Значительную часть отводимого тепла можно направить на подогрев воздуха или воды. До 94% подаваемой на компрессор энергии можно восстановить, например, нагревая воду до 90 °C теплом, выделяющимся при работе безмасляных винтовых компрессоров. Этот пример показывает, что меры по экономии средств быстро обеспечивают значительную прибыль.

Срок окупаемости вложений в рекуперацию энергии обычно не превышает 1–3 лет. Кроме того, восстановление энергии в закрытой системе охлаждения улучшает условия работы компрессора, повышает его надежность и продлевает срок службы благодаря равномерной температуре, высокому качеству охлаждающей воды и другим преимуществам. Скандинавские страны являются первопроходцами в этой области и уже довольно давно внедрили рекуперацию энергии в качестве стандартной практики при эксплуатации компрессорных установок. Большинство современных средних и крупных компрессоров от основных поставщиков совместимы со стандартным оборудованием для рекуперации энергии.

Как рассчитать потенциал рекуперации?

Согласно физическим законам, практически вся энергия, подаваемая на компрессорную установку, преобразуется в тепло. Чем больше энергии можно восстановить и использовать в других процессах, тем выше КПД системы.

Рекуперация энергии в кВт·ч/год:
Экономия в год (евро):
TR = Продолжительность спроса на восстановленную энергию (ч/год)
K1 = часть TR с нагруженным компрессором (ч/год)
K2 = часть TR с разгруженным компрессором (ч/год)
Q1 = Действительная мощность теплоносителя на нагруженном компрессоре (кВт)
Q2 = Действительная мощность теплоносителя на разгруженном компрессоре (кВт)
ep = Уровень цен на энергию (евро/кВт·ч)
η = КПД обычного источника тепла (%)

Во многих случаях при эффективном использовании полученной при охлаждении компрессора энергии степень рекуперации тепла может превысить 90%. Это значение зависит от работы системы охлаждения, расстояния до точки потребления, а также степени и продолжительности потребности в тепловой энергии. Большие тепловые потоки позволяют продавать рекуперированную тепловую энергию, и эту возможность не стоит игнорировать. Поставщик электроэнергии может стать вашим потенциальным покупателем, с которым вы легко договоритесь о вложениях, суб-заказе и поставках. Кроме того, экономить средства можно путем согласования рекуперации энергии от нескольких процессов.

Как восстановить энергию в системе с воздушным охлаждением?

Рекуперация энергии на установках сжатого воздуха не всегда позволяет получить тепло в нужный момент времени и в достаточном объеме. Если компрессор работает с переменной нагрузкой, количество рекуперируемой энергии со временем изменяется. Чтобы сделать рекуперацию выгодной, нужен относительно устойчивый спрос на тепловую энергию. Лучше всего использовать восстановленную тепловую энергию в дополнение к энергии, поступающей в систему. В этом случае доступная энергия используется на протяжении всего времени работы компрессора. Компрессоры с воздушным охлаждением, которые производят горячий воздух с большим расходом при относительно низкой температуре, могут напрямую обогревать помещения или участвовать в теплообмене с батареей предварительного нагрева. Нагретый охлаждающий воздух распространяется с помощью вентилятора.

Если дополнительный обогрев помещений не требуется, горячий воздух выводится в атмосферу либо автоматически, с помощью термостата, либо вручную, через открытую воздушную заслонку. Ограничивающим фактором является расстояние между компрессорами и зданием, которое нуждается в обогреве. Это расстояние не должно быть слишком большим (лучше всего, чтобы здания располагались рядом). Кроме того, в некоторых случаях рекуперация возможна только в холодное время года. Рекуперация переносимой по воздуху энергии чаще встречается на малых и средних компрессорах. Рекуперация отработанного тепла от систем воздушного охлаждения компрессора требует минимальных вложений и сопровождается незначительными потерями при распределении.

Как рекуперировать энергию в системе с водяным охлаждением?

Охлаждающая вода из компрессора с водяным охлаждением при температуре до 90° может поступать в систему водяного отопления. Если вместо этого предполагается использовать горячую воду для мойки, чистки или принятия душа, дополнительно требуется установить водогрейный котел для базовой нагрузки. Восстанавливаемая в системе сжатого воздуха энергия образует дополнительный источник тепла, который снижает нагрузку на котел, экономит топливо и позволяет установить котел меньшего размера.

Предварительные требования к рекуперации энергии в компрессорах сжатого воздуха различаются в зависимости от типа компрессора. В конструкцию стандартных безмасляных компрессоров можно с легкостью внести изменения, необходимые для восстановления энергии. Этот тип компрессора идеально встраивается в систему водяного отопления, которая работает с температурой воды (90 °C), благодаря чему становится возможной эффективная рекуперация энергии. На маслосмазываемых компрессорах масло, которое участвует в процессе сжатия, ограничивает допустимую температуру охлаждающей воды. В центробежных компрессорах температура обычно ниже из-за низких коэффициентов сжатия на каждой ступени компрессора, что также ограничивает степень рекуперации.

Наиболее эффективная рекуперация переносимой с водой энергии достигается на компрессорах с электрическим двигателем мощностью свыше 10 кВт. Рекуперация переносимой с водой энергии требует более сложного оборудования, чем рекуперация энергии, переносимой по воздуху. Основное оборудование состоит из насосов, теплообменников и регулирующих клапанов.

Рекуперация переносимой с водой энергии позволяет передавать полученное тепло в отдаленные здания по трубам относительно небольшого диаметра (40-80 мм) без значительных потерь. Высокая начальная температура воды означает, что избыточную энергию можно использовать для повышения температуры возвратной воды из водогрейного котла. В этом случае обычный источник тепла периодически можно выключать, заменяя его системой рекуперации тепла компрессора.

В перерабатывающей промышленности избыточное тепло компрессора также используется для повышения температуры процесса. Кроме того, маслосмазываемые винтовые компрессоры с воздушным охлаждением можно использовать для рекуперации переносимой с водой энергии. Для этого требуется установить теплообменник в масляном контуре, после чего система будет подавать воду более низкой температуры (50° - 60°) по сравнению с безмасляными компрессорами.

Другие статьи по этой теме

Установка компрессора

В последнее время процесс установки компрессорных систем заметно упростился. Но все же нужно помнить о ряде условий, а также о том, где лучше всего разместить компрессор и как организовать пространство вокруг него. Здесь вы найдете всю необходимую информацию.