Ca urmare a creșterii continue a prețurilor la energia electrică, utilizarea eficientă a energiei nu este importantă doar pentru mediu, ci este și o tot mai mare necesitate economică. Producătorii de compresoare pot să furnizeze diverse soluții în acest sens, precum de ex. sistemele de recuperare a căldurii produse de compresoarele cu șurub.
1. Compresoarele generează în primul rând căldură
Greu de crezut, adevărul este că 100% din energia electrică utilizată de compresoare se transformă în căldură. Acțiunea de comprimare a aerului încarcă aerul din compresor cu energie potențială (fig. 1). Această energie este eliberată în momentul utilizării prin expansiunea aerului comprimat însoțită de absorbția căldurii din mediul înconjurător.
2. Modalități de recuperare a căldurii
Utilizatorii care doresc să economisească mai mult cu stația lor de aer comprimat pot alege una dintre următoarele metode de recuperare a căldurii:
a) Încălzirea aerului
Cea mai simplă și directă metodă de recuperare a căldurii generate de un compresor cu șurub răcit cu fluid/ulei constă în utilizarea căldurii din aerul de răcire încălzit rezultat de la compresor. Acest aer încălzit este direcționat cu ajutorul unei tubulaturi pentru a fi folosit la încălzirea încăperilor în depozite și ateliere.
Aerul cald poate fi de asemenea utilizat și în alte aplicații precum uscare, perdele de căldură și preîncălzire aer de ardere.
Când aerul încălzit nu este necesar, este eliberat în exterior printr-o clapetă sau jaluzea manuală sau automată. Jaluzeaua poate fi reglată cu ajutorul unui termostat pentru a menține temperatura constantă dorită.
Metoda de încălzire a încăperilor permite recuperarea a 96% din energia electrică consumată de un compresor cu șurub. Și acest lucru este avantajos chiar și pentru echipamente mici, deoarece un compresor de 7,5 kW poate să producă cu ușurință suficientă căldură pentru a încălzi o locuință obișnuită.
b) Apă caldă
Apa caldă poate fi recuperată pentru diverse scopuri de la un compresor răcit cu aer sau cu apă prin intermediul unui schimbător de căldură instalat în circuitul uleiului de răcire al blocului de compresie.
Se utilizează schimbătoare de căldură cu plăci, standard sau autoprotejate, în funcție de scopul în care este folosită apa: pentru încălzire, spălătorie sau dușuri, producție sau curățare industrială umedă. Cu ajutorul acestor schimbătoare de căldură pot fi atinse temperaturi ale apei de până la 70 °C.
Experiența arată că pentru compresoare cu capacitate de la 7,5 kW în sus, costurile adiționale pentru aceste sisteme de recuperare a căldurii se amortizează în doi ani. Desigur, cu condiția unei dimensionări corecte a stației de aer comprimat.
3. Considerente în ceea ce privește fiabilitatea
În mod normal, sistemele de răcire primare ale compresoarelor nu ar trebui niciodată utilizate atât pentru răcire cât și pentru sistemul de recuperare a căldurii. Motivul este că dacă sistemul de recuperare a căldurii s-ar defecta, răcirea compresorului, și deci producția de aer comprimat, ar fi în pericol.
Cea mai sigură metodă este de a instala în compresor un schimbător de căldură suplimentar, destinat numai recuperării de căldură. Astfel, în eventualitatea unei defecțiuni sau dacă apa caldă nu este necesară, compresorul poate utiliza sistemul de răcire primar cu aer sau apă și astfel poate continua să funcționeze (fig. 2).
4. Până la 96% energie utilizabilă
Cea mai mare parte a energiei recuperabile sub formă de căldură, aproximativ 76%, se găsește în uleiul de răcire al compresorului, aproximativ 15% chiar în aerul comprimat și până la 5% sunt pierderile prin căldură din motor. Într-un compresor cu șurub complet închis răcit cu fluid/ulei chiar și pierderile de căldură ale motorului electric pot fi recuperate sub formă de aer cald.
Aceasta face ca proporția totală a energiei disponibile sub formă de căldură să ajungă la 96%. Din energia rămasă, 2% radiază din compresor și 2% rămâne în aerul comprimat (fig. 1).
5. Concluzie
Recuperarea căldurii rezultată în urma compresiei în scopul utilizării ei constituie un mod inteligent de a îmbunătăți costurile producției de aer comprimat și de a proteja în același timp mediul înconjurător; efortul implicat este relativ mic. Investiția se recuperează rapid în funcție de condițiile locale, scopul pentru care se utilizează căldura și metoda de recuperare aleasă (fig. 4).
