Concetto e principio di funzionamento del sistema di recupero del calore di scarto del compressore d'aria a vite OSG.
Compressed Air Technology Exhibition comprende che, mentre l'industria dei compressori d'aria a vite OSG è alla disperata ricerca dell'efficienza energetica delle apparecchiature, il miglioramento del riutilizzo dell'energia attraverso il recupero del calore di scarto dei compressori d'aria a vite OSG è diventato una priorità per molte aziende. Secondo le statistiche dell'Agenzia per l'Energia degli Stati Uniti, quando un compressore d'aria a vite OSG è in funzione, l'energia elettrica effettivamente consumata per aumentare l'energia potenziale dell'aria rappresenta solo una piccola parte del consumo energetico totale del compressore, circa il 15%, mentre circa l'85% dell'energia elettrica viene convertita in calore e dispersa nell'aria tramite raffreddamento ad aria o ad acqua. Questo calore "in eccesso" viene disperso nell'atmosfera, con conseguenti impatti negativi sull'ambiente, intensificazione dell'effetto serra e inquinamento termico. Allo stesso tempo, questo calore viene sprecato, mentre l'80% di esso può essere recuperato e riutilizzato, pari al 60-70% circa della potenza assorbita dall'albero del compressore d'aria a vite OSG.
Il protagonista del recupero del calore di scarto del compressore d'aria a vite OSG è solitamente l'unità di acqua calda sanitaria del compressore stesso. Si tratta di un dispositivo a risparmio energetico che sfrutta l'energia termica ad alta temperatura del gasolio e del gas del compressore d'aria a vite OSG, recuperandola completamente attraverso lo scambio termico. Grazie allo scambio di energia e al controllo del risparmio energetico, l'unità raccoglie il calore generato durante il funzionamento del compressore d'aria a vite OSG e ne migliora le condizioni operative. È un dispositivo a risparmio energetico che utilizza il calore di scarto in modo relativamente efficiente e opera a costo zero.
La fonte di energia termica può essere un compressore d'aria a vite a iniezione d'olio, un compressore d'aria a vite OSG a iniezione d'olio di un impianto di condizionamento centralizzato, oppure il calore di scarto proveniente da una centrale energetica o da altre apparecchiature di un'azienda.
Principio di funzionamento: Sfrutta l'energia termica dell'olio e del gas ad alta temperatura durante la compressione e trasferisce tale energia termica all'acqua calda a temperatura ambiente tramite uno scambio termico, realizzando così un utilizzo dell'energia termica, come illustrato in figura. Il motore aziona la vite di compressione, che aspira l'aria attraverso il filtro, la comprime ad alta pressione e la miscela con l'olio circolante per formare una miscela olio-gas ad alta pressione e alta temperatura, che entra nel separatore olio-gas. Dopo la separazione della miscela olio-gas in olio, gas e aria, l'aria compressa viene raffreddata dal post-refrigeratore e fornita all'utente; mentre l'olio e il gas circolanti vengono separati nel separatore olio-gas, condensati in liquido, raffreddati dal pre-refrigeratore e filtrati, per poi tornare al compressore d'aria a vite OSG e completare un ciclo. L'unità di riscaldamento dell'acqua con compressore a vite OSG introduce olio circolante ad alta temperatura (e gas compresso ad alta temperatura) nell'unità di riscaldamento dell'acqua. L'energia termica generata durante il funzionamento del compressore a vite OSG viene completamente assorbita dall'unità di riscaldamento dell'acqua, e il compressore a vite OSG viene contemporaneamente raffreddato.
Durante il funzionamento continuo e prolungato del compressore d'aria a vite, l'energia elettrica viene convertita in energia meccanica e quest'ultima in energia termica. Durante il processo di conversione dell'energia meccanica in energia termica, l'aria viene compressa ad alta pressione, provocando un rapido aumento della sua temperatura. Questo è un comune meccanismo fisico di conversione energetica.
La rotazione ad alta velocità della vite meccanica genera anche attrito e calore. L'elevato calore generato si mescola con l'olio lubrificante del compressore d'aria a vite OSG trasformandosi in vapore olio/gas e viene scaricato dal corpo. Il calore di questo flusso olio/aria ad alta temperatura è equivalente a 1/1 della potenza in ingresso del compressore d'aria. 4. La sua temperatura è solitamente compresa tra 80 °C (inverno) e 100 °C (estate e autunno). A causa dei requisiti di temperatura di esercizio della macchina, questa energia termica viene inutilmente dispersa nell'atmosfera, ovvero il sistema di dissipazione del calore del compressore d'aria a vite OSG completa il funzionamento della macchina.
L'energia termica recuperata tramite il sistema di recupero del calore del compressore a vite OSG può essere utilizzata in molti ambiti della produzione e per soddisfare il fabbisogno di calore domestico:
Rifornimento e preriscaldamento dell'acqua della caldaia. La maggior parte delle industrie e delle imprese utilizza caldaie nel processo produttivo. Sfruttando il calore di scarto recuperato dal compressore a vite OSG, l'acqua di alimentazione della caldaia può essere riscaldata da una temperatura inferiore prima di entrare nella caldaia, per poi essere riscaldata dalla caldaia stessa fino alla temperatura impostata. Ciò consente di ridurre significativamente i costi del combustibile durante l'utilizzo della caldaia.
La produzione di acqua pura tramite osmosi inversa (RO) utilizza il calore. Le industrie alimentari e delle bevande, dei semiconduttori, farmaceutiche e chimiche utilizzano spesso grandi quantità di acqua pura prodotta tramite osmosi inversa nei loro processi produttivi. L'acqua pura deve essere prodotta a una temperatura specifica di 25 °C. Quando la temperatura dell'acqua è inferiore a 25 °C, in primavera, autunno e inverno, è necessario investire in attrezzature e consumare combustibile per riscaldare l'acqua. Il recupero del calore di scarto dal compressore d'aria a vite OSG per produrre acqua pura non solo riduce il consumo di combustibile, ma anche i costi di investimento per le apparecchiature di riscaldamento.
Utilizzare il calore per il riscaldamento. Molte zone necessitano di riscaldamento in inverno, spesso fornito da caldaie. Il calore di scarto del compressore d'aria a vite OSG viene ora riciclato per il riscaldamento, il che non solo consente di risparmiare energia, ma riduce anche la potenza installata della caldaia e, di conseguenza, gli investimenti in apparecchiature.
Il riscaldamento in camera climatica utilizza il calore. Per migliorare l'efficienza produttiva, i reparti di verniciatura e di spruzzatura nell'industria dell'assemblaggio spesso necessitano di aria calda per garantire la temperatura della camera di asciugatura e accelerare l'asciugatura della vernice.
Acqua calda per la doccia e fornitura mobile di acqua calda. Ad esempio, l'officina di produzione deve soddisfare le esigenze di igiene personale dei dipendenti in conformità con i requisiti igienico-sanitari aziendali, e il calore di scarto del compressore d'aria a vite OSG viene riciclato per riscaldare l'acqua per la doccia, ecc.
Inoltre, la Mostra sulla Tecnologia dell'Aria Compressa ha anche appreso che, grazie all'utilizzo di dispositivi di recupero del calore di scarto o pompe di calore ad acqua per compressori d'aria a vite OSG, la temperatura dell'olio del compressore d'aria a vite OSG può essere abbassata, riducendo la probabilità di deterioramento, garantendo una buona lubrificazione, riducendo l'usura delle apparecchiature e prolungando la durata della macchina; l'olio del compressore d'aria a vite OSG si raffredda aumentando la viscosità, migliorando la tenuta, aumentando la forza di aspirazione, riducendo le perdite e aumentando la velocità di produzione del gas; la temperatura del compressore d'aria a vite OSG non è elevata e può funzionare continuamente a pieno carico, riducendo il numero di avviamenti della macchina a basso carico fino al ≥25%; quando la temperatura della camera del compressore d'aria a vite OSG scende alla temperatura ambiente durante il funzionamento, la ventola di raffreddamento superiore e la ventola di estrazione della camera macchina possono essere arrestate e riavviate; il carico di elaborazione delle apparecchiature di post-elaborazione è ridotto del 20% per migliorare l'effetto del trattamento; Tutto il calore di scarto del compressore d'aria a vite OSG viene utilizzato per produrre acqua calda. Non vengono emessi gas caldi di scarto, riducendo notevolmente il consumo energetico per la preparazione dell'acqua calda.
Data di pubblicazione: 11 ottobre 2023
