W czasach zrównoważonego rozwoju i dbałości o środowisko coraz większy nacisk kładzie się na rozwiązania ograniczające zużycie energii elektrycznej. Czy wymiennik ciepła do sprężarki śrubowej jest dla Ciebie?
Stosowane są sprężarki o konstrukcji zapewniającej najniższe wskaźniki zużycia energii elektrycznej do wyprodukowania jednostki objętości sprężonego powietrza, a sprzedawcy prześcigają się w wyliczeniach kosztu posiadania sprężarki.
Porównywany jest kompresor śrubowy z kompresorem łopatkowym, albo sprężarka stałoobrotowa ze sprężarką z falownikiem. W ramach jednego rozwiązania występują też różnice w kosztach obsługi serwisowej albo poziomu inwestycji w zakup sprężarki powietrza.
Jest jeszcze jeden aspekt brany pod uwagę tj. wymiennik ciepła lub jego brak.
Producenci sprężarek śrubowych i łopatkowych podają, że wartość ciepła odpadowego, które można odzyskać ze sprężarki jest na poziomie 94-96%. Sprężanie powietrza powoduje wytwarzanie ciepła, które dalej jest usuwane do otoczenia i tracone.
Gdy do produkcji sprężonego powietrza zużywane jest 100% energii elektrycznej to:
• 72% ciepła możesz odzyskać z układu oleju
• 13% jest do odzyskania z chłodnicy powietrza
• 9 % ciepła wypromieniowane jest przez silnik elektryczny do chłodzącego go powietrza
• 4% ciepła pozostaje w sprężonym powietrzu
• 2% to ciepło wypromieniowane do otoczenia przez sprężarkę
Jak widać 85% traconego ciepła można w prosty i szybki sposób odzyskać w każdym momencie eksploatacji sprężarki powietrza. Począwszy od wyposażenia jej w fabryce i montażu instalacji w sprężarkowni, skończywszy na wyposażeniu jej w późniejszym okresie.
Zastosowanie wyrzutni chłodzącego powietrza
Powietrze chłodzące przechodzące przez chłodnice oleju i powietrza ogrzewa się i jest usuwane poza sprężarkę. Montując kanał wyrzutni możesz to ciepło wykorzystać.
Możesz też je usunąć latem poza sprężarkownię i dzięki temu warunki otoczenia w sprężarkowni będą optymalne. Kanały wyrzutni wykonywane są blachy, która jest doskonałym przewodnikiem ciepła więc warto je zaizolować, aby nie oddawały odzyskanego ciepła z powrotem do otoczenia.
Jeżeli kanał wyrzutni wyposażony jest w kierownicę to zimą ciepłe powietrze może być kierowane do sprężarkowni. W takim przypadku w sprężarkowni bez systemu cieplnego ogrzewania temperatura nie spadnie poniżej 1ºC jeżeli kompresor będzie pracował cały czas.
Ciepło to można też skierować na halę produkcyjną ograniczając koszty ogrzewania.
Zastosowanie wymiennika ciepła
Wymiennik ciepła jest urządzeniem, w którym następuje przekazywanie ciepła pomiędzy dwoma płynami o różnych temperaturach. Może też to być rozwiązanie przepływu innych mediów tj. gaz-gaz lub gaz-ciecz.
Do wyboru jest kilka konstrukcji wymienników ale najbardziej popularnym w przemyśle sprężarkowym jest wielopłytowy wymiennik ciepła.
Do wyboru masz dwa rozwiązania:
• wymiennik ciepła zewnętrzny montowany na miejscu eksploatacji
• wewnętrzny wymiennik ciepła montowany fabrycznie albo montowany w miejscu eksploatacji
Zewnętrzny wymiennik ciepła Champion CHAirwatt
Przeznaczony jest do odzysku ciepła odpadowego, które powstaje przy sprężaniu powietrza i jest niezależnym urządzeniem wymagającym miejsca obok sprężarki.
Umożliwia on odzyskanie do 72% energii zużywanej przez sprężarkę łopatkową lub kompresor śrubowy.
Energię tą odzyskuje się w postaci ciepła. Odzyskane ciepło może być wykorzystane do ogrzewania ciepłej wody użytkowej, centralnego ogrzewania lub jako ciepło procesowe np. do podgrzewania kadzi fermentacyjnych w browarach.
Zewnętrzny wymiennik ciepła Champion CH-Airwatt jest na tyle uniwersalny, że może współpracować ze sprężarkami śrubowymi lub łopatkowymi innych producentów.
Jeżeli chcesz poznać ofertę na ten wymiennik ciepła do sprężarki śrubowej lub sprężarki łopatkowej to napisz do mnie.
Płytowe wymienniki ciepła zasada działania
Wymiennik ciepła Champion CHAirwatt posiada dwa oddzielne obiegi, którymi przepływa woda lub olej. Wymiennik ciepła jest podłączony do obiegu oleju w sprężarce łopatkowej lub kompresorze śrubowym. Wewnątrz wbudowanego płytowego wymiennika, olej ze sprężarki oddaje ciepło do wody użytkowej.
Wymiennik ciepła Champion CHAirwatt jest zabezpieczony zaworem termostatycznym, który utrzymuje temperaturę oleju powyżej zadanej.
Właściwa temperatura oleju ma kluczowe znaczenie dla bezpiecznej i długiej pracy sprężarki śrubowej.
Dopóki temperatura oleju nie osiągnie wartości ustawionej na zaworze, obieg wody jest nieaktywny. Gdy temperatura oleju osiągnie zadaną wartość, zawór termostatyczny otwiera przepływ wody przez płytowy wymiennik ciepła. Temperaturę włączenia zaworu termostatycznego można ustawić w zakresie od 60°C do 90°C.
Ciepło jest odbierane z oleju i jego temperatura spada, a woda użytkowa ogrzewa się.
Im mniejszy przepływ wody, tym wyższa jej temperatura na wylocie.
Wymiennik ciepła Champion CH-Airwatt posiada również dwa termometry zamontowane na obudowie do monitorowania temperatury wody na wlocie i wylocie.
Wymiennik ciepła Champion CH-Airwatt
Zewnętrzny wymiennik ciepła występuje w czterech wielkościach. W zależności od mocy silnika sprężarki śrubowej lub łopatkowej wymiennik charakteryzuje się odpowiednią zdolnością odzysku ciepła.
| Model wymiennika | Moc silnika sprężarki (kW) | Moc cieplna (kW) |
| CH-Airwatt 22 | 15 – 22 | 12 – 17,6 |
| CH-Airwatt 37 | 26 – 37 | 20,8 – 29,6 |
| CH-Airwatt 75 | 45 – 75 | 36 – 60 |
| CH-Airwatt 100 | 90 – 132 | 72 – 100 |
Wymiennik ciepła wewnętrzny montowany w sprężarce
Wymiennik ten jest oferowany jako opcja do montażu w fabryce albo jako zestaw modernizacyjny montowany przez serwis w miejscu eksploatacji kompresora śrubowego.
Zestaw taki składa się z wymiennika płytowego, regulowanego termostatu, zaworów przyłączeniowych, armatury i przewodów, a czasami też oleju syntetycznego.
W przypadku montażu wymiennika w fabryce nie ma problemu z doborem wymiennika do konkretnej sprężarki, bo zespół fabryczny ma określone opcje produkcyjne i dostępne wymienniki płytowe.
W przypadku montażu wymiennika w miejscu eksploatacji należy poradzić się serwisu w celu zamówienia odpowiedniej wielkości konstrukcji i kompletnego wyposażenia.
Źle dobrany wymiennik płytowy może:
• przeciekać – płyty wymiennika uszczelniane są nałożoną warstwą uszczelniacza. W przypadku zbyt dużych temperatur następuje przyspieszony proces starzenia się uszczelnienia i wycieki cieczy.
• generować zwiększone spadki ciśnień – kanały, którymi płyną ciecze w płytach wymiennika posiadają mały przekrój. Źle dobrany wymiennik będzie generować zwiększone koszty pompowania cieczy użytkowej.
Opłacalność inwestycji w wymiennik ciepła
Niezależnie od wybranej konstrukcji wymiennika zwrot z inwestycji jest bardzo szybki.
W poniższej tabelce zobaczysz jakie są potencjalne oszczędności podczas eksploatacji sprężarki śrubowej Champion o mocy znamionowej silnika 45 kW w zależności od rocznego wykorzystania.
Do kalkulacji przyjąłem tylko wymiennik ciepła, a przecież istnieje jeszcze potencjał oszczędności z odzysku ciepła z kanału wyrzutni.
| Znamionowa moc silnika sprężarki | 45 | kW |
| Maksymalny pobór energii elektrycznej | 52 | kW |
| Strumień ciepła do odzyskania | 72 | % – z chłodnicy oleju |
| Moc cieplna wymiennika ciepła | 36 | kW |
| Wykorzystanie roczne sprężarki | 150 | 250 | 366 | dni |
| Ilość godzin pracy sprężarki dziennie | 8 | 16 | 24 | godzin/dzień |
| Wykorzystanie roczne sprężarki | 1 200 | 4 000 | 8 784 | godzin |
| Cena oleju napędowego | 4,50 | PLN/l | ||
| Kaloryczność oleju opałowego | 9 861 | kWh/l | ||
| Sprawność spalania | 70 | % | ||
| Potencjalna oszczędność | 28 163 | 93 876 | 206 152 | PLN/rok |
Do wyboru masz dwie opcje – fabrycznie montowany wewnętrzny wymiennik lub wolnostojący zewnętrzny wymiennik, który jest droższy w zakupie, ale i tak zwrot z inwestycji jest bardzo szybki.
W przypadku rocznego wykorzystania sprężarki na poziomie 4000 godzin zwrot z inwestycji wynosi kilka miesięcy.
Jeżeli chcesz porozmawiać o szczegółach i kalkulacji to czekam na Twój telefon.
One thought on “Wymiennik ciepła do sprężarki śrubowej”