Система рекуперации в компрессоре

Сжатие воздуха в компрессоре сопровождается выделением тепла. Тепловая энергия концентрируется во вес уменьшающемся объеме, а излишек тепла выводится из компрессора прежде, чем воздух попадет в трубопроводную систему. В каждой установке по производству сжатого воздуха нужно обеспечивать охлаждение, надежно отводящее нужное количество избыточного тепла. Охлаждение производится либо наружным воздухом, либо водой из городской водопроводной сети или из реки, или технической водой, движущейся по открытой или замкнутой системе.

Видео:Как работает системы рекуперации энергии для компрессоровСкачать

Рекуперация тепловой энергии

Во многих производящих сжатый воздух установках возможность сбережения энергии путем ее рекуперации значительна, но зачастую не используется. В большинстве отраслей промышленности в цене сжатого воздуха расходы на энергию составляют практически 80%. В крупногабаритных безмасляных винтовых компрессорах можно рекуперировать до 94% поставляемой компрессором энергии в виде горячей воды с температурой 90°С. Это означает, что все мероприятия по сбережению энергии характеризуются быстрой экономической отдачей.

Предположим, что компрессорная централь на большом предприятии потребляет 500 кВт в течение 8000 часов в год. Это соответствует не менее чем 4 миллионам кВт х ч/год. Отсюда следует, что вполне возможно рекуперировать это тепло в виде горячей воды или горячего воздуха.

Срок оправдания затрат на рекуперацию энергии обычно составляет не более 1-8 лег. Кроме того, рекуперация энергии с помощью замкнутой системы охлаждения означает улучшение условий эксплуатации компрессора, повышение надежности его работы и увеличение сроков службы благодаря поддержанию в компрессоре постоянной температуры и использованию большого количества охлаждающей воды. В странах Северной Европы, самых передовых странах в области рекуперации энергии, уже давно используется горячая вода, поступающая от компрессоров.

В настоящее время большинство компрессоров основных производителей позволяют подключать стандартное оборудование для рекуперации энергии.

Видео:Компрессоры Gardner Denver инновационная система рекуперации теплаСкачать

Расчет потенциала рекуперации

Практически вся энергия, поставляемая в компрессорную установку, преобразуется в тепло. Чем больше энергии можно рекуперировать и использовать в других процессах, тем выше эффективность системы. Каждая компрессорная установка располагает большими возможностями для рекуперации энергии. В больших безмасляных винтовых компрессорах можно рекуперировать до 95% энергии, поставляемой компрессором.Во многих случаях можно рекуперировать более 90% энергии при условии, что охлаждение компрессорной установки выполнено тщательно. Решающими факторами в этом случае являются работа системы охлаждения, расстояние до места потребления тепла, степень и продолжительность потребности в тепловой энергии.

При выделении значительных объемов тепловой энергии может возникнуть вопрос о продаже рекуперированной тепловой энергии. Потребителями этой энергии могут стать поставщики энергии, и вы сможете подписать договор об инвестициях, субподряде и поставках. Существует также возможность координированной рекуперации энергии, поступающей из нескольких технологических процессов.

Видео:Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

Способы рекуперации

Рекуперация энергии, полученной при эксплуатации установки по производству сжатого воздуха, не всегда дает тепло тогда, когда оно требуется, и, возможно, в недостаточных количествах.

Количество производимой рекуперируемой энергии изменяется, если компрессор находится под переменной нагрузкой. Для того чтобы рекуперация была возможна, необходим соответствующий уровень потребления энергии, обеспечиваемый обычной энергосистемой.

Рекуперируемую энергию лучше использовать как дополнительную к обычной системе и добавлять ее всегда, когда компрессор работает.

Видео:Влагоотделитель для компрессора. Устройство, принцип работы, реальный тест эффективности.Скачать

Системы с воздушным охлаждением

Возможными вариантами использования компрессоров с воздушным охлаждением: производящих большой поток горячего воздуха с относительно низкой температурой, являются непосредственный обогрев зданий или теплообмен с батареями предварительного нагрева. В этих случаях нагретый охлаждающий воздух распределяется с помощью вентиляторов.

Когда зданию не нужно дополнительное тепло, горячий воздух выводится в атмосферу автоматически, с использованием термостата, или вручную— путем изменения положения воздушной заслонки.

Фактором, ограничивающим использование рекуперируемой энергии, выступает расстояние от компрессора до обогреваемого здания. Оно должно быть коротким, желательно, чтобы обогревалось соседнее с компрессорной здание.

Кроме того, такая возможность рекуперации энергии ограничивается холодным временем года. Рекуперация энергии при переносе тепла воздухом чаще всего используется в компрессорах малой или средней мощности. Рекуперация приводит к уменьшению потерь энергии и не требует значительных капиталовложений.

Видео:Устройство пневмолинии в гараже. Как избежать ошибок. Принцип устройстваСкачать

Система с водяным охлаждением

Воду из компрессора с водяным охлаждением, температура которой достигает 90°С, можно добавлять в систему снабжения предприятия горячей водой. Если горячая вода используется для мойки, умывания и душа, обычный бойлер все равно необходим.

Читайте также: Упорные подшипники винтовой компрессор

Энергия, которая рекуперируется из системы сжатого воздуха, обеспечивают лишь добавку, снижающую нагрузку на бойлер, сберегающую топливо и, возможно, позволяющую использовать бойлер меньших размеров.

Предпосылки для рекуперации энергии сжатого воздуха в некоторой степени зависят от типа компрессора. Безмасляные компрессоры даже в стандартном исполнении легко модифицировать для рекуперации энергии. Компрессор такого типа с водяным охлаждением обеспечивает температуру воды 90°С, требуемую для эффективной рекуперации.

В маслосмазываемых компрессорах масло, участвующее в процессе сжатия, является лимитирующим фактором в достижении более высоких температур охлаждающей поды.

В центробежных компрессорах температурные уровни ниже и потому меньше степень рекуперации. К тому же повышенная температура охлаждающей воды отрицательно сказывается па работе таких компрессоров.

Рекуперация энергии компрессоров с водяным охлаждением наилучшим образом подходит для компрессоров с мощностью двигателя более 10 кВт. Рекуперация энергии с использованием воды означает использование установки более сложной, чем при использовании воздуха. В этом случае основное оборудование состоит из насосов, теплообменника и регулирующих клапанов.

Используя водяную рекуперацию энергии, можно также подводить тепло к удаленным зданиям с помощью труб относительно малых диаметров (40-80 мм) без существенных потерь тепла. Высокая первоначальная температура дает возможность использовать энергию для повышения температуры обратной воды водогрейного котла. Поэтому обычный нагревательный источник можно периодически отключать и заменять отходящим теплом компрессора.

В производственных процессах тепло, отводимое от компрессора можно также использовать для повышения температуры технологического процесса. Возможно осуществить водяную рекуперацию даже при использовании винтовых маслосмазываемых компрессоров с воздушным охлаждением. Для этого потребуется установка теплообменника в масляном контуре, но такая система выдает более низкую температуру, чем безмасляный компрессор.

Оборудование компрессорного цеха

Компрессор представляет собой устройство, обеспечивающее получение и дальнейшее использование энергии сжатого газа.

Винтовые компрессоры мощностью 15 кВт

Ключевой особенностью винтовых компрессоров малой мощности является низкий уровень вибраций и полное отсутствие пульсаций газа на выходе из компрессора.

Винтовые компрессоры с осушителем и ресивером

Когда на производстве есть потребность в большом количестве сжатого воздуха, прибегают к использованию винтовых компрессоров.

Видео:Винтовой Компрессор 11 кВт. Сопло 3.5мм ТЕСТСкачать

Статьи

Видео:Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать

Рекуперация тепла при производстве сжатого воздуха

Рекуперация тепла от винтового компрессора, для отопления помещения или нагрева воды, позволяет существенно снизать издержки предприятия, при этом затраты на оборудования для рекуперации быстро окупаются.

Не смотря на все преимущества сжатого воздуха, как энергоносителя, компрессоры потребляют не малое количество энергии, которая в процессе сжатия преобразуется в тепло. Выделяемое тепло может быть использовано для отопления помещения, нагрева воды, что поможет снизить расходы предприятия. Благодаря рекуперации тепла, возможно полезно использовать до 80% мощности от номинальной мощности электромотора компрессора.

Использование тепла для отопления помещений.
Наиболее эффективным и простым способом использования тепла, выделяемого компрессором, в процессе сжатия воздуха, является использование тепла для отопления помещения. Так как не требуется дополнительных теплообменников. Зимой горячий воздух подается в помещение, летом горячий воздух можно отводить на улицу, через систему приточно-вытяжной вентиляции. Но следует отметить, что длина воздуховодов (по которым подается горячий воздух) не должна быть длинной, причиной служит падение давления и охлаждение горячего воздуха в канале вентиляции.

Нагрев воды.
Для использования тепла для нагрева воды системы отопления используется теплообменник встроенный в компрессор, или стоящий отдельно. Горячее масло проходит через теплообменник, отдавая свое тепло воде, при этом температура воды может достигать 50-70 о С. При этом компрессор имеет две системы охлаждения: воздушное и водяное. При использовании водяного охлаждения в сочетании с системой вентиляции возможна установка компрессора в небольшое помещение. Следует отметить, что рекуперация тепла происходит только когда компрессор под нагрузкой. Потому рекуперация для нагрева воды, используется в поддержку основного цикла нагрева.
Для предотвращения попадания масла в воду, могут быть использованы специальные теплообменники, что позволяет рекуперировать тепло но при этом температура нагретой воды снижается. При использовании специальных теплообменников возможен нагрев бытовой воды. Средняя окупаемость оборудования для рекуперации (теплообменника) составляет не более года.

Читайте также: Где находится компрессор кондиционера рено сандеро

При использовании встроенного теплообменника изначальные инвестиции незначительны, но с учетом роста цен на электроэнергию, рекуперация позволяет экономить предприятию значительные средства.

Видео:Устройство и принцип работы компрессора кондиционераСкачать

XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2020

Видео:Пескоструй сверхзвуковой.Скачать

Рекуперация энергии в компрессорных системах

Сжатый воздух — один из важнейших ресурсов, необходимых промышленным предприятиям. В то же время его использование связано с затратами большого количества электроэнергии. Поэтому экономия электроэнергии с помощью компрессора оказывает существенное влияние на состояние окружающей среды и позволяет снизить затраты.

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?

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. В больших безмасляных винтовых компрессорах можно рекуперировать до 95% энергии, поставляемой компрессором. Во многих случаях можно рекуперировать более 90% энергии при условии, что охлаждение компрессорной установки выполнено тщательно. 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.

1.1 Как работает рекуперация?

Масло в винтовых маслозаполненных компрессорах поглощает теплоту сжатия. Перед подачей в маслоохладитель горячее масло проходит через теплообменник внутри рекуператора, где тепло передается в водяной контур. Объём рекуперированной тепловой энергии и сэкономленные средства зависят от мощности компрессора и коэффициента использования (количества рабочих часов в год). Рекуператор — компактное устройство, не занимающее много места. Оно устанавливается между компрессором и контуром отопления. Модульная конструкция гарантирует простоту установки и идеальную интеграцию.

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:

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 (%)

Практически вся энергия, поставляемая в компрессорную установку, преобразуется в тепло. Чем больше энергии можно рекуперировать и использовать в других процессах, тем выше эффективность системы. Каждая компрессорная установка располагает большими возможностями для рекуперации энергии. Решающими факторами в этом случае являются работа системы охлаждения, расстояние до места потребления тепла, степень и продолжительность потребности в тепловой энергии.

При выделении значительных объемов тепловой энергии может возникнуть вопрос о продаже рекуперированной тепловой энергии. Потребителями этой энергии могут стать поставщики энергии, и вы сможете подписать договор об инвестициях, субподряде и поставках. Существует также возможность координированной рекуперации энергии, поступающей из нескольких технологических процессов.

Читайте также: Переходник для накачки сапа от автомобильного компрессора

Как восстановить энергию в системе с воздушным охлаждением?

Возможными вариантами использования компрессоров с воздушным охлаждением: производящих большой поток горячего воздуха с относительно низкой температурой, являются непосредственный обогрев зданий или теплообмен с батареями предварительного нагрева. В этих случаях нагретый охлаждающий воздух распределяется с помощью вентиляторов.

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.

На основе всего сказанного можно сделать вывод, что рекуперация тепла снижает энергозатраты компании , а так же уменьшает поражающее воздействие на окружающую среду.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/sistema-rekuperatsii-v-kompressore

  🎬 Видео

  Холодильный компрессор | Как это устроено? | DiscoveryСкачать

  

  Как работает ротационный компрессор Принцип работы ротационного компрессораСкачать

  

  Подготовка, настройка и запуск компрессора. Как не допустить ошибокСкачать

  

  Подробно о автоматике для компрессора \ Автоматика \ Пресостат \ ВклычательСкачать

  

  Система рекуперации абразива ContacorСкачать

  

  ПневмоРазводка в Гараже, Своими Руками. Правильный Вариант Исполнения!Скачать

  

  Как запускать компрессор и как он работает. Компрессор SIGMA 7043711.Скачать

  

  Компрессор травит воздух. Как работает обратный клапан компрессораСкачать

  

  Пескоструй за 800 рублей и его доработка.Без пыли и расхода песка.Скачать

  

  Почему ломается компрессор кондиционера? Ремонтировать или купить новый?Скачать

  

  Как настроить КОМПРЕССОР правильноСкачать