Рекуперация энергии в компрессорных установках

Что такое рекуперация энергии?

Это процесс возвращения ранее затраченной энергии в систему для повторного использования. В контексте компрессорных установок это означает использование тепла, выделяющегося при сжатии воздуха. Примерно 96% энергии, потребляемой компрессором, преобразуется в тепло, и лишь 4% остаётся в сжатом воздухе. Благодаря этому процессу, тепло может быть использовано для обогрева зданий, нагрева воды и других промышленных целей, что снижает затраты на электроэнергию и уменьшает выбросы CO2.

Степень рекуперации энергии в компрессорных установках

Степень зависит от типа компрессора и метода охлаждения. Для воздушно-охлаждаемых компрессоров рекуперация может достигать 72%, тогда как для водоохлаждаемых установок возможно восстановление до 60% тепла. Современные технологии позволяют вернуть до 94% энергии, что значительно сокращает эксплуатационные расходы. Для точного расчета потенциала необходимо учитывать такие факторы, как мощность компрессора, его режим работы, тип системы охлаждения и потребности предприятия в тепловой энергии.

Как работает рекуперация в промышленных компрессорных установках?

Сжатие воздуха сопровождается выделением большого количества тепла. В зависимости от типа компрессора (воздушно- или водоохлаждаемого) это тепло можно перенаправить для полезных целей. Например, в водоохлаждаемых системах горячая вода с температурой до 90°C может быть использована для отопления или других технологических процессов. В воздушно-охлаждаемых установках тёплый воздух может быть направлен в вентиляционные системы для обогрева помещений, что особенно актуально в холодное время года.

Промышленные применения 

Наиболее распространённые сценарии включают:

1. Отопление производственных помещений и административных зданий.

2. Подогрев воды для санитарных нужд, прачечных и производственных процессов.

3. Использование тепла в процессах сушки, пастеризации, стерилизации, особенно в пищевой, химической и фармацевтической промышленности.

Такой подход позволяет не только сэкономить на затратах на электроэнергию, но и уменьшить углеродный след предприятия, что может способствовать выполнению экологических норм и требований.

Преимущества внедрения систем рекуперации

Внедрение такой системы в компрессорные установки приносит ряд преимуществ, среди которых:

1. Экономия электроэнергии: Благодаря возвращению тепла в систему снижаются затраты на электроэнергию, которые составляют до 80% всех эксплуатационных расходов компрессора.

2. Снижение выбросов CO2: Позволяет сократить выбросы углекислого газа, что положительно сказывается на экологии и способствует выполнению нормативов по снижению эмиссии.

3. Быстрая окупаемость: Системы окупаются в течение 1-3 лет благодаря значительным сбережениям на электроэнергии и сокращению эксплуатационных расходов.

Рекуперация тепловой энергии и её использование

Одним из ключевых преимуществ компрессорных систем является возможность использования рекуперированной тепловой энергии. Эта энергия может быть направлена на обогрев помещений, подогрев воды для производственных нужд, а также на поддержание технологических процессов, таких как сушка и стерилизация. Например, тепло, выделяемое компрессором, может быть использовано для обогрева цехов в холодное время года или для предварительного подогрева воды в бойлерах.

Рекуперация электродвигателя

Компрессоры с электрическим приводом также могут внести вклад в систему. Электродвигатель компрессора выделяет тепло, которое также можно вернуть в систему для подогрева воды или обогрева помещений. Это дополнительный источник тепловой энергии, который, как правило, составляет около 9% от общего объема рекуперируемой энергии компрессорной установки.

Рекомендации по внедрению систем 

При выборе системы важно учитывать потребности предприятия в тепловой энергии, расположение оборудования и возможность интеграции в существующие системы отопления и водоснабжения. Водяные системы требуют более сложной установки, но обеспечивают более высокий потенциал использования тепловой энергии. Воздушные системы проще в установке, но их эффективность может зависеть от сезонных факторов.

Заключение

Внедрение таких систем позволяет не только сократить расходы, но и снизить углеродный след, что особенно важно в условиях ужесточения экологических стандартов. Промышленные предприятия, которые уже используют системы рекуперации тепла, получают значительные выгоды как в экономическом, так и в экологическом аспектах.

FAQ

Как работает рекуператор зимой?

В зимнее время он особенно эффективен, так как тепло, выделяемое компрессором, может быть использовано для обогрева помещений. В зависимости от системы тепло может быть направлено в вентиляцию или систему отопления.

Нужно ли выключать рекуператор?

В большинстве случаев продолжает работать без необходимости его отключения. Однако, в тёплое время года, если отопление не требуется, система может автоматически перенаправлять тепло в атмосферу.

Чем отличается рекуперация от рециркуляции?

Рекуперация — это процесс возврата и повторного использования энергии, а рециркуляция — это процесс повторного использования самого воздуха или газа в системе, без возвращения энергии.