Brugerdefineret finnet rørvarmeveksler til luftkompressor spildvarmeudnyttelse
På mange fabrikker kører luftkompressoren i timevis hver dag og udfører stille og roligt sit arbejde i hjørnet af anlægget. Den leverer trykluft til ventiler, værktøj, pakkelinjer og produktionsudstyr, men den smider også en overraskende mængde energi væk i form af varme. Derfor er kompressorvarmegenvinding begyndt at få mere opmærksomhed. Atlas Copco bemærker, at mere end 90 % af den elektriske energi, der bruges af en kompressor, omdannes til kompressionsvarme, mens Kaeser oplyser, at i det væsentlige 100 % af den elektriske energi, der går ind i en industriel luftkompressor, ender som varme et sted i systemet, og en meget stor del af denne varme kan genvindes til nyttige formål.
Det er her en lamelrørsvarmeveksler bliver en meget praktisk løsning. Ideen er enkel: I stedet for at lade kompressorvarmen forsvinde ud i atmosfæren, overfører systemet denne varme til en anden luftstrøm eller væskestrøm, som faktisk kan bruges i anlægget. Et ribbet rørdesign fungerer særligt godt, når luft er et af medierne, fordi finnerne øger varmeoverførselsoverfladen og hjælper med at flytte varmen mere effektivt mellem rørets-sidevæske og den omgivende luft. Det amerikanske energiministeriums referencer til damp og proces-opvarmning bemærker specifikt, at varmevekslere med ribber almindeligvis bruges til opvarmning af luft i applikationer til tørring og rumopvarmning, og det er netop derfor, de passer så naturligt ind i kompressorvarmegenvindingsprojekter.
Ved rigtig industriel brug kan varmen fra en luftkompressor genvindes på to almindelige måder. Den første er at opfange den varme udsugningsluft fra en luft-kølet kompressor og lede den til et andet område, der har brug for varme. Kaeser beskriver dette som en ligetil metode til rumopvarmning, ved hjælp af kanalsystemer og styringer til at sende den opvarmede luft til værksteder, lagerbygninger eller nærliggende lokaler. Den anden metode er at genvinde varme til en vand- eller proces-væskesløjfe og derefter føre den varme væske gennem en varmeveksler til et andet nyttigt formål. Atlas Copco forklarer, at vand-kølede kompressorsystemer kan genvinde varmen til varmtvandskredsløb, og Kaeser bemærker, at væskeopvarmning fra kompressorer kan bruges til applikationer som kedeltilsætningsvand, proces-væskeopvarmning, mad- og drikkevareprocesser og varmtvandsservice.
For mange anlæg er en ribbet rørvarmeveksler attraktiv, fordi den omdanner den genvundne energi til noget umiddelbart brugbart: opvarmet luft. For eksempel kan en fabrik genvinde varme fra kompressorens oliekøler eller køle-vandsløjfe, sende den varme væske gennem en spole med ribber og bruge en blæser til at blæse omgivende luft hen over finnerne. Resultatet er varm luft, der kan tilføres et værksted, et tørrerum, en frisk-luftsminkeenhed- eller et produktionsområde i de kolde måneder. Det får systemet til at føles mindre som et-energieffektivitetstillæg-og mere som et stykke arbejdende anlægsudstyr, der udligner andre varmebehov hver dag, kompressoren kører. DOE-vejledning om kompressorsystemer siger, at kompressorspildvarme kan bruges effektivt til rumopvarmning og proces-vandopvarmning, ofte med attraktiv tilbagebetaling, fordi varmen alligevel allerede produceres.
Det, der gør den ribbede rørstil særligt velegnet, er luftens beskaffenhed. Luft er et relativt dårligt-varmeoverførselsmedium sammenlignet med vand, så bare rør alene er ofte ikke nok, hvis du vil have en kompakt, effektiv spole. Ved at tilføje finner får veksleren meget mere kontaktareal på luftsiden, hvilket forbedrer ydeevnen uden at gøre enheden for stor. Det er derfor, ribbede rørspoler er så udbredt i luftvarmere, kanalvarmere, makeup-luftenheder og tørreudstyr. I et kompressorvarmegenvindingssystem hjælper det samme princip med at konvertere billig-overskudsvarme til en stabil og anvendelig strøm af varm procesluft.
Et godt kompressorvarmegenvindingsdesign handler ikke kun om selve varmeveksleren. Hele systemet skal matches korrekt. Kaeser understreger vigtigheden af et termisk match mellem den varme, der er tilgængelig fra kompressoren, og den varme, der faktisk er behov for til processen. Det punkt betyder mere, end mange mennesker er klar over. Hvis kompressoren kun kører intermitterende, men varmebehovet er kontinuerligt, er den genvundne varme muligvis ikke nok alene. Hvis den tilgængelige vandtemperatur er for lav, er luften, der forlader ribberørsspolen, muligvis ikke varm nok til anvendelsen. Og hvis spolen kun vælges ved gætværk, kan resultatet være et stort trykfald, svag luftstrøm eller skuffende udgangstemperatur. Et vel-designet system skal balancere kompressordriftstimer, tilgængelig varme, væsketemperatur, luftstrøm og målluft-fra-tilstande.
En anden grund til, at disse systemer fortjener opmærksomhed, er omfanget af besparelserne. Atlas Copco siger, at op til 94 % af kompressionsvarmen kan genvindes, og Kaeser siger, at op til 96 % af varmen kan tages i brug under de rigtige forhold. Det er ikke løfter for enhver installation, men de viser, hvorfor varmegenvinding fra kompressorer ofte er et af de mere praktiske energiprojekter på en fabrik. I stedet for at forbrænde nyt brændsel eller tilføje elektriske varmelegemer til hver opvarmning, kan anlægget genbruge varme, som det allerede har betalt for én gang, gennem kompressorens strømforbrug.
Fra et anlægs-operatørsynspunkt er det virkelig det stærkeste argument for en ribberørsvarmeveksler i denne type systemer. Det er ikke glamourøst udstyr. Den får normalt ikke fokus. Men det hjælper med at gøre en kompressor fra en ren strømforbruger til en delvis energikilde. Det kan reducere varmeomkostningerne, forbedre den samlede systemeffektivitet og gøre bedre brug af udstyr, der allerede kører hver dag. I mange tilfælde er den smarteste varme på en fabrik slet ikke ny varme. Det er varmen, der allerede var der og ventede på at blive genvundet og brugt rigtigt.
