Warmte terugwinnen uit luchtcompressie

Het volgende is een fragment uit het artikel Warmte terugwinnen uit luchtcompressie door Deepak Vetal, productmarketingmanager, olievrije schroef, centrifugaal en hogedruklucht, Atlas Copco Compressors. De volledige versie is online te lezen of in het septembernummer van Chemische verwerking .

Fabrikanten worden geconfronteerd met strengere mandaten om de uitstoot van kooldioxide te beperken. Het terugwinnen van het warmtebijproduct van perslucht is een van de stappen die procesfabrieken kunnen nemen om de CO2-uitstoot en het risico op boetes te verminderen als ze niet voldoen aan nieuwe milieunormen. Als u dit doet, worden ook de totale levenscycluskosten verlaagd.

Bij luchtcompressie wordt de elektrische energie die wordt gebruikt om lucht te comprimeren, omgezet in warmte. Het is echter niet de enige energiebron tijdens luchtcompressie. Een andere belangrijke bron is de vochtigheid in de lucht die de inlaat van de compressor binnenkomt. Na compressie wordt deze vochtigheid gecondenseerd tot vloeistof terwijl de lucht wordt gekoeld in de tussenkoeler en nakoeler. Tijdens het koelen van deze lucht komt de latente condensatiewarmte vrij in het koelwater. (De hoeveelheid latente condensatiewarmte hangt af van de temperatuur en relatieve vochtigheid van de inlaatlucht.)

Het proces van het comprimeren van de lucht omvat verschillende gevallen waarin warmte wordt gegenereerd en overgedragen aan het koelwatersysteem. Een deel van de compressiewarmte gaat via de koelmantels van het element naar het koelwater rond de compressie-elementen; een aanzienlijke hoeveelheid warmte wordt afgegeven aan het koelwatersysteem van de koelers. Bovendien wordt de warmte die aan de hete olie in de oliekoeler wordt onttrokken, afgevoerd naar het koelwatersysteem.

Het percentage recupereerbare elektrische energie is afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden van de compressor. Inlaatluchttemperatuur, relatieve vochtigheid, watertemperatuur en -druk spelen allemaal een rol.

Een deel van de energie gaat verloren door motorinefficiënties, door straling van componenten zoals het element en de koeler, en door restwarmte en condensatiewarmte die achterblijven in de uitlaatlucht.

Als we al deze factoren in een totaalbeeld combineren (figuur 1), is het netto resultaat dat we onder typische industriële omstandigheden 90-95% van de elektrische input-energie kunnen terugwinnen. En onder specifieke omstandigheden is herstel van meer dan 95% mogelijk. Een energieterugwinningssysteem gebruikt deze energie om warm water te produceren.

Basisprincipes van energieterugwinning

Compressoren die zijn uitgerust met energieterugwinningstechnologie hebben een aangepast koelwatercircuit om de terugwinning van de grootst mogelijke hoeveelheid energie bij de hoogst mogelijke temperatuur te garanderen. De koellus stroomt door de oliekoeler, vervolgens door de mantels van de compressie-elementen en uiteindelijk door de koelers. Het water dat een compressor met energieterugwinning verlaat, kan zo heet zijn als 194?F; de temperatuur kan worden geregeld om aan de procesvereisten te voldoen.

Een regeleenheid die speciaal is ontworpen voor energieterugwinningssystemen (Figuur 2) kan de teruggewonnen energie overdragen en tegelijkertijd een optimale bescherming van de compressor bieden. De regeleenheid wordt geïnstalleerd tussen de luchtcompressor en het gescheiden koelwatercircuit, waardoor een volledig onafhankelijk en gesloten energieterugwinningscircuit ontstaat.

De regeleenheid voor energieterugwinning kan de terugwinbare energie- en waterstroom van meerdere compressoren beheren - tot aan de maximale limiet voor geleverde energie. De unit wordt vaak geleverd met verschillende veiligheidsvoorzieningen, een ontluchtingssysteem, een overdrukventiel en een expansieventiel dat de druk in het watersysteem regelt.

Blijf lezen…

U kunt het volledige artikel over het proces en de voordelen van het terugwinnen van warmte uit compressoren hier lezen. Neem vandaag nog contact op met onze experts of laat hieronder een opmerking achter voor meer informatie over de serie compressoren van Atlas Copco en de energiebesparingen die ze bieden.