Персонализиран топлообменник с оребрена тръба за оползотворяване на отпадната топлина от въздушен компресор

В много фабрики въздушният компресор работи с часове всеки ден, тихо вършейки работата си в ъгъла на завода. Той доставя сгъстен въздух за клапани, инструменти, опаковъчни линии и производствено оборудване, но също така изхвърля изненадващо количество енергия под формата на топлина. Ето защо на оползотворяването на топлината на компресора започна да се обръща повече внимание. Atlas Copco отбелязва, че повече от 90% от електрическата енергия, използвана от компресора, се преобразува в компресионна топлина, докато Kaeser заявява, че по същество 100% от електрическата енергия, влизаща в промишлен въздушен компресор, завършва като топлина някъде в системата, като много голям дял от тази топлина може да се възстанови за полезни цели.

Тук топлообменникът с оребрена тръба се превръща в много практично решение. Идеята е проста: вместо да остави топлината на компресора да изчезне в атмосферата, системата прехвърля тази топлина към друг въздушен поток или флуиден поток, който действително може да се използва в завода. Дизайнът на оребрената тръба работи особено добре, когато въздухът е една от средите, тъй като ребрата увеличават повърхността за пренос на топлина и спомагат за по-ефективното преместване на топлина между флуида-от страната на тръбата и околния въздух. Референциите на Министерството на енергетиката на САЩ за парно-отопляване изрично отбелязват, че топлообменниците с оребрени тръби обикновено се използват за нагряване на въздуха при приложения за сушене и-отопление на помещения, което е точно причината, поради която те се вписват толкова естествено в проекти за възстановяване на топлината на компресори.

При реална промишлена употреба топлината от въздушен компресор може да се възстанови по два често срещани начина. Първият е да се улови топлият отработен въздух от компресор с въздушно{1}}охлаждане и да се насочи към друга зона, която се нуждае от топлина. Kaeser описва това като лесен метод за отопление на помещения, използвайки тръбопроводи и контроли за изпращане на затопления въздух до работилници, складове или близки помещения. Вторият метод е да се възвърне топлината във вода или процес-флуидна верига, след което да се прекара тази гореща течност през топлообменник за друга полезна цел. Atlas Copco обяснява, че компресорните-системи с водно охлаждане могат да възстановят топлината във вериги за гореща вода, а Kaeser отбелязва, че отоплението на флуида от компресори може да се използва за приложения като вода за подхранване на котел, отопление-на флуид, процеси на храни и напитки и обслужване на топла вода.

За много инсталации топлообменникът с оребрена тръба е привлекателен, защото превръща възстановената енергия в нещо незабавно полезно: нагрят въздух. Например, една фабрика може да възстанови топлината от масления охладител на компресора или охладителния-воден контур, да изпрати този горещ флуид през намотка с оребрена тръба и да използва вентилатор, за да издуха околния въздух през ребрата. Резултатът е топъл въздух, който може да се подава в работилница, сушилня, агрегат за-свеж въздух-или производствена зона през по-студените месеци. Това кара системата да се чувства по-малко като добавка-за енергийна ефективност-, а повече като част от работещо инсталационно оборудване, което компенсира другите нужди от отопление всеки ден, когато компресорът работи. Ръководството на Министерството на енергетиката относно компресорните системи казва, че отпадната топлина от компресора може да се използва ефективно за отопление на помещения и-затопляне на вода, често с атрактивна възвръщаемост, тъй като топлината така или иначе вече се произвежда.

Това, което прави стила с оребрена тръба особено подходящ, е природата на самия въздух. Въздухът е сравнително слаба топлопреносна-среда в сравнение с водата, така че сами по себе си тръби често не са достатъчни, ако искате компактна, ефективна намотка. Чрез добавяне на перки топлообменникът получава много повече контактна площ от страната на въздуха, което подобрява производителността, без да прави уреда прекалено голям. Ето защо серпентините с оребрени тръби се използват толкова широко във въздухонагреватели, канализационни нагреватели, въздушни-комплекти и сушилно оборудване. В компресорна система за оползотворяване на топлина, същият принцип помага за преобразуването на евтина-отпадъчна топлина в стабилен и използваем поток от топъл технологичен въздух.

Добрият дизайн за възстановяване на топлината на компресора не се отнася само до самия топлообменник. Цялата система трябва да бъде правилно съчетана. Kaeser подчертава важността на топлинното съответствие между топлината, налична от компресора, и топлината, която действително е необходима на процеса. Тази точка има повече значение, отколкото много хора осъзнават. Ако компресорът работи само периодично, но нуждата от отопление е непрекъсната, възстановената топлина може да не е достатъчна сама по себе си. Ако наличната температура на водата е твърде ниска, въздухът, напускащ серпентината с ребра, може да не е достатъчно топъл за приложението. И ако намотката е избрана само чрез предположения, резултатът може да е голям спад на налягането, слаб въздушен поток или разочароваща температура на изхода. Добре-проектираната система трябва да балансира работните часове на компресора, наличната топлина, температурата на флуида, въздушния поток и целевите условия за-изключване на въздуха.

Друга причина тези системи да заслужават внимание е мащабът на спестяванията. Atlas Copco казва, че до 94% от компресираната топлина може да бъде възстановена, а Kaeser казва, че до 96% от топлината може да се използва при правилните условия. Това не са обещания за всяка инсталация, но показват защо оползотворяването на топлина от компресори често е един от по-практичните енергийни проекти във фабриката. Вместо да изгаря ново гориво или да добавя електрически нагреватели за всяко отопление, централата може да използва повторно топлината, за която вече е платила веднъж чрез консумация на енергия от компресора.

От гледна точка на-оператора на централата, това наистина е най-силният аргумент за топлообменник с оребрена тръба в този тип система. Това не е бляскаво оборудване. Обикновено не попада в светлината на прожекторите. Но той помага да превърнете компресора от чист консуматор на енергия в частичен източник на енергия. Може да намали разходите за отопление, да подобри цялостната ефективност на системата и да използва по-добре оборудването, което вече работи всеки ден. В много случаи най-интелигентното отопление в една фабрика изобщо не е ново отопление. Това е топлината, която вече беше там, чакайки да бъде възстановена и използвана правилно.