Эффективное охлаждение промышленных компрессоров

Почти 100% потребляемой компрессором электроэнергии преобразуется в тепло. Даже сравнительно небольшая компрессорная установка мощностью 18,5 кВт способна своей тепловой энергией отопить небольшой коттедж. Поэтому для бесперебойной работы компрессорной станции необходимо обязательно обеспечить эффективное охлаждение.

Тепло, излучаемое компрессорами, может быть использовано в целях экономии энергии. С помощью систем рекуперации тепла можно использовать до 96 % от затраченной энергии, заметно снизив затраты на производство сжатого воздуха (см. „Экономия энергии благодаря системе рекуперации тепла„).

Тем не менее, пневмоустановки с системой рекуперации тепла должны быть оборудованы системой охлаждения, позволяющей также сэкономить значительные средства. Так, например, затраты на воздушное охлаждение могут быть на 30 % ниже, чем при водяном охлаждении. Поэтому, где это возможно, отдается предпочтение воздушному охлаждению.

1. Окружающая среда установок

1.1 Главные козыри – чистота и прохлада

В правилах по профилактике несчастных случаев VBG 16 («13.4 Компрессоры», § 12, раздел 1) написано: «Компрессоры должны устанавливаться таким образом, чтобы к ним был обеспечен хороший доступ и необходимое охлаждение». Исполнительные инструкции указывают на то, что температура окружающего воздуха для установок с воздушным и масляным охлаждением не должна превышать +40 °С.

Кроме того, содержит следующее указание: «...в зоне всасывания компрессора запрещается нахождение опасных примесей.» Данные инструкции являются всего лишь минимальными требованиями. Для экономичной работы компрессоров и снижения потребности в техобслуживании требуется гораздо больше.

1.2. Помещение компрессорной станции – не кладовка

Помещение компрессорной станции – не кладовка. Т.е. в нем не должно находиться постороннее оборудование, пыль и грязь. Пол должен быть износостойким.

Ни в коем случае охлаждающий воздух, а также воздух, предусмотренный для компрессии, не должен всасываться без предварительной интенсивной фильтрации от пыли и частиц сажи и под. Даже в нормальных условиях эксплуатации воздух, всасываемый компрессором для сжатия или для охлаждения, должен проходить через фильтр.

1.3 Поддержание температурного режима

Значительное влияние на надежность работы компрессора и потребности в техническом обслуживании оказывают температурные условия: воздух, всасываемый для сжатия и охлаждения, не должен быть слишком холодным (менее +3 С) или слишком горячим (более +40 С).

Так, например, летом южная, а иногда и западная сторона здания сильно нагрета от солнца - более 40°C. Поэтому входные проемы для воздуха не рекомендуется размещать на стороне, где возможны сильные прямые солнечные лучи. Размер проемов зависит от производительности компрессора и типа вентиляции.

2. Вентиляция компрессорного помещения

Независимо от типа охлаждения компрессоров (водяного или воздушного) необходимо обеспечить требуемую вентиляцию компрессорного помещения. В любом случае необходимо отводить тепло, излучаемое компрессорной установкой и электрическим двигателем (прим. 10% приводной мощности компрессора).

3. Различные типы вентиляции

3.1 Естественная вентиляция

Охлаждающий воздух всасывается и нагревается компрессором, поднимается вверх и под действием избыточного давления отводится из помещения через расположенный вверху вытяжной проем (рис. 1).

компрессор с воздушным охлаждением
рис. 1 Естественная вентиляция для установок мощностью менее 5,5 кВт

Такой тип вентиляции рекомендуется использовать только в исключительных случаях и для компрессоров мощностью менее 5,5 кВт. Поскольку солнечные лучи или ветер, направленные на проем, могут привести к сбою естественной вентиляции.

3.2 Искусственная вентиляция

3.2 Искусственная вентиляция Этот метод использует направленный поток охлаждающего воздуха. Во избежание снижения температуры ниже +3 °С (в холодное время года) необходимо установить регулятор термостата. Слишком низкие температуры могут привести к нарушению работоспособности компрессоров, ухудшению отвода и обработки конденсата.

Регулирование с помощью термостата необходимо, поскольку при искусственной вентиляции в помещении компрессорной станции происходит определенное снижение давления, препятствующее возврату нагретого воздуха в помещение. Существует две возможности:

3.2.1 Вентиляция с внешним вентилятором

Установленный в вытяжном проеме компрессорного помещения и регулируемый термостатом внешний вентилятор (рис. 2) вытягивает теплый воздух.

компрессор с водяным охлаждением
рис. 2 Искусственная вентиляция с вентилятором для установок от 5,5 до 11 кВт

При таком варианте вентиляции важно, чтобы входной проем (на рисунке внизу справа) не был слишком маленьким. В противном случае может возникнуть слишком большое разрежение, сопровождаемое повышенным шумом, вызванное большой скоростью воздушного потока.

роме того, это ухудшило бы охлаждение станции. Вентиляция должна быть организована таким образом, чтобы повышение температуры за счет тепла, излучаемого компрессором, не превышало 7К. Иначе это может привести к чрезмерно высокой температуре в помещении и сбою в работе компрессоров.

3.2.2 Вентиляция с вытяжным каналом

Конструкции современных винтовых компрессоров идеально подходят для создания вентиляции с помощью вытяжного канала. Воздух поступает в компрессор через приточный проем, теплый отработанный воздух выходит из него через канал, который ведет непосредственно из помещения компрессорной станции (рис. 3).

охлаждение компрессора
рис. 3 Искусственная вентиляция для установок более 11 кВт

Основным преимуществом этого метода является то, что поток охлаждающего воздуха может сильно нагреться, а именно до 20К. При этом сокращается необходимый объем охлаждающего воздуха. Обычно для отвода отработанного воздуха вполне достаточно серийно устанавливаемого вентилятора в компрессоре. В отличие от вентиляции с внешним вентилятором отсутствует дополнительное потребление энергии.

Это возможно только в том случае, когда не превышается избыточная напорная мощность вентилятора. Кроме того, в вытяжном канале должны быть установлены жалюзи, управляемые термостатом (рис. 4), чтобы в зимний период избежать переохлаждения компрессорного помещения.

система охлаждения компрессора
Fig. 4: O clapetă controlată termostatic redirecționează aerul cald în camera compresorului pe timp de iarnă

Если в компрессорном помещении установлен осушитель, это также необходимо учесть. Воздушные потоки компрессора и осушителя не должны мешать друг другу. Кроме того, при температуре выше + 25 С рекомендуется, увеличить объем поступающего охлаждающего воздуха посредством дополнительного вентилятора, управляемого термостатом.

Share: