Odzysk energii cieplnej
Jak oszczędzać energię w sprężarkowni na przykładzie wykonanych prac w
GZELLA POLAND Sp. z o.o. Sp. k. W Osiu.
Odzysk energii cieplnej:
Do sprężania gazu jakim jest powietrze, wykorzystujemy kompresory różnej budowy:
-tłokowe
-membranowe
-łopatkowe
-śrubowe
Te ostatnie wykorzystywane są w zakładzie z Naszego przykładu. Są to 3 kompresory niemieckiej firmy Kaeser Kompressoren.
Podczas pracy kompresory oddają duże ilości ciepła, które wydmuchiwane jest do pomieszczenia sprężarkowni powodując znaczny wzrost temperatury. Warto też podkreślić, że urządzenia potrzebne do produkcji sprężonego powietrza najlepiej "czują się" w otoczeniu o temperaturze od 5 do 30 stopni Celsjusza. W przeciwnym razie najczęściej występującym problemem jest przegrzewanie się urządzeń lub niemożliwy rozruch w przypadku zbyt niskiej temperatury.
W celu zapewnienia optymalnej atmosfery w sprężarkowni zaprojektowano system wentylacyjny polegający na odprowadzeniu nadmiaru ciepła na zewnątrz budynku (tam gdzie to możliwe ciepło wykorzystuje się do ogrzewania hali np produkcyjnej czy magazynu). Systemu wykorzystuje układ zimowo-letni. Polega on na takim wykonaniu kanałów wentylacyjnych, aby była możliwość przesterowania wydmuchu w zależności od panujących warunków atmosferycznych.
Dla stworzenia takich możliwości potrzebujemy następujących elementów:
-kanały i kształtki o przekroju prostokątnym (wielkość dobierana na podstawie urządzeń).
-przepustnice wielopłaszczyznowe.
-czerpnie i wyrzutnie ścienne.
-skrzynka sterująca zawierająca elementy automatyki takie jak np. czujnik temperatury czy sterownik.
-wełna mineralna do zaizolowania kanałów.
-wkręty, kołki montażowe, uchwyty, klamry spinające, pręty gwintowane, narzędzia.
Aby zapewnić właściwą cyrkulację świeżego powietrza konieczne było zamontowanie czerpni ściennej, która grawitacyjnie doprowadza powietrze do sprężarkowni. Przy sprężarkach zamontowanych w zakładzie Gzella powierzchnia czerpni musiała wynosić 3m2. Takiej wielkości czerpnia zapewnia wystarczająco powietrza do sprężania, chłodzenia urządzeń i nie powoduje podciśnienia w pomieszczeniu.
Dodatkowo stosując siłowniki obrotowe możemy zautomatyzować system sprzężając je z kompresorem i skrzynką sterującą. Wówczas przy spadku temperatury w sprężarkowni przepustnica skierowana do pomieszczenia otworzy się, a ta która jest skierowana na zewnątrz będzie zamknięta. Gorące powietrze ogrzeje nam sprężarkownię. Kiedy temperatura wzrośnie do zadanej - siłowniki automatycznie zostaną przesterowane – wyrzutnia w sprężarkowni będzie zamknięta, a "zewnętrzna" otworzy się.
Rozwiązaniem koniecznym przy 2 lub większej ilości sprężarek okazuje się zamontowanie przepustnic dodatkowych nad każdą ze sprężarek. Celem tego zabiegu jest otwarcie danej przepustnicy dopiero po włączeniu sprężarki i zamknięcie jej po wyłączeniu po to, aby powietrze podczas postoju kompresora nie cofało się do niego.
Po zaizolowaniu termicznym kanałów, prawidłowym ich montażu, poprowadzeniu przewodów elektrycznych, skonstruowaniu skrzynki sterującej i jej montażu ustawiliśmy sterownik na optymalne warunki. Co rozumiemy poprzez wyrażenie "optymalne warunki"?
-temperatura, przy której zacznie się dogrzewanie sprężarkowni– 17 st. Celsjusza
-temperatura, przy której skończy się dogrzewanie sprężarkowni- 25 st. Celsjusza
-temperatura krytyczna (przeciwzamrożeniowa) – 7st. Celsjusza
Warto też przedstawić w tym artykule inny przykład odzysku ciepła ze sprężarek. Do tego celu przytoczę pracę wykonaną w CEZAR NORD PLAST SP. Z O.O.. w Suwałkach.
W w/w firmie został zakupiony kompresor HYDROVANE HV45ACE o mocy 45kW z wymiennikiem ciepła.
Decydując się na modernizację kompresorów poprzez zamontowanie wymienników ciepła możemy dodatkowo odzyskać energię. Wymiennik taki odbiera ciepło z oleju powstałe w wyniku pracy sprężarki. Potrzebna do tego będzie instalacja wodna odbierająca to ciepło i przekazująca je do ogrzewania wody. Wykorzystać to można do dodatkowego dogrzania instalacji C.O zmniejszając koszt zakupu opału lub najzwyczajniej do ogrzewania wody użytkowej zużywanej np do kąpieli pracowników. Sprawność takiej modernizacji to około 60%. Oznacza to, że z kompresora o mocy 45kW odzyskać możemy ciepło jak z pieca grzewczego o mocy około 27kW. Warto też zaznaczyć, że montaż takiego wymiennika zaczyna być opłacalny przy kompresorach od mocy 25-30kW.
Do wykonania takiej modernizacji potrzebowaliśmy:
-płytowy wymiennik ciepła dobrany do mocy kompresora
-przewody hydrauliczne giętkie
-złączki żeliwne lub mosiężne skręcane – kolana, mufy, nyple
-olej do kompresora, w tym przypadku Hydrovane.
-narzędzia: klucze płaskie, zaciskowe, wkrętarka, otwornice, wkrętaki.
Oszczędności z tym związane można w prosty sposób policzyć, ale to już pozostawimy ponieważ do precyzyjnego określenia ile ciepła możemy odzyskać w taki sposób potrzebne będą dodatkowe dane. Orientacyjnie jest to wcześniej wspomniane 60% mocy kompresora.
Podsumowując – co raz to więcej firm i zakładów produkcyjnych analizując koszta szuka oszczędności. Takim przedsiębiorcom wychodzimy naprzeciw i z niezrównaną determinacją szukamy rozwiązań spełniających oczekiwania. Niektóre z nich miałem przyjemność przedstawić, co mam nadzieję, przybliży Państwu poruszone zagadnienia.
W razie jakichkolwiek zapytań proszę o kontakt z biurem PressMann. Dane kontaktowe znajdą Państwo w zakładce "Kontakt"
