Kohandatud ribidega torusoojusvaheti õhukompressori heitsoojuse kasutamiseks
Paljudes tehastes töötab õhukompressor iga päev tunde, tehes vaikselt tehase nurgas oma tööd. See varustab suruõhku ventiilidele, tööriistadele, pakkimisliinidele ja tootmisseadmetele, kuid paiskab ära ka üllatavalt palju energiat soojuse kujul. Seetõttu on hakatud rohkem tähelepanu pöörama kompressori soojustagastusega. Atlas Copco märgib, et enam kui 90% kompressori kasutatavast elektrienergiast muundatakse kompressioonisoojuseks, Kaeseri sõnul jõuab aga sisuliselt 100% tööstuslikku õhukompressorisse suunatavast elektrienergiast kuhugi süsteemi soojusena, kusjuures väga suur osa sellest soojusest on kasulikul otstarbel taaskasutatav.
Siin muutub ribidega torusoojusvaheti väga praktiliseks lahenduseks. Idee on lihtne: selle asemel, et lasta kompressori soojusel atmosfääri kaduda, edastab süsteem selle soojuse teise õhu- või vedelikuvoogu, mida saab tehases tegelikult kasutada. Uimega toru konstruktsioon toimib eriti hästi siis, kui üheks vahendiks on õhk, kuna ribid suurendavad soojusülekande pinda ja aitavad soojust tõhusamalt liigutada toru -küljevedeliku ja ümbritseva õhu vahel. USA energeetikaministeeriumi auru- ja protsessikütte{6}}viidetes märgitakse konkreetselt, et ribidega torusoojusvahetiid kasutatakse tavaliselt õhu soojendamiseks kuivatus- ja ruumi-kütterakendustes, mistõttu sobivad need nii loomulikult kompressori soojustagastusprojektidesse.
Tõelises tööstuslikus kasutuses saab õhukompressorist soojust tagasi saada kahel tavalisel viisil. Esimene on õhkjahutusega kompressori sooja väljatõmbeõhu püüdmine-ja suunamine teise soojust vajavasse piirkonda. Kaeser kirjeldab seda kui lihtsat meetodit ruumide kütmiseks, kasutades kanaleid ja juhtseadiseid, et suunata soojendatud õhk töökodadesse, ladudesse või lähedalasuvatesse ruumidesse. Teine meetod on soojuse taastamine vette või protsessi{4}}vedeliku ahelasse, seejärel juhitakse see kuum vedelik läbi soojusvaheti muul kasulikul eesmärgil. Atlas Copco selgitab, et vesijahutusega kompressorsüsteemid suudavad soojust kuuma vee ringlusse taastada, ja Kaeser märgib, et kompressoritest vedelikku soojendamiseks saab kasutada näiteks katla lisavee, protsessivedeliku kuumutamise, toidu- ja joogiprotsesside ning kuuma vee teenindamise jaoks.
Paljude taimede jaoks on ribidega torusoojusvaheti atraktiivne, kuna see muudab saadud energia kohe kasulikuks: soojendatud õhuks. Näiteks võib tehas koguda soojust kompressori õlijahutist või jahutus{1}}veeahelast, saata selle kuuma vedeliku läbi ribidega torumähise ja kasutada ventilaatorit ümbritseva õhu puhumiseks üle ribide. Tulemuseks on soe õhk, mida saab külmematel kuudel tarnida töökotta, kuivatusruumi, värske-õhu meigistus-või tootmispiirkonda. See muudab süsteemi vähem energiatõhususe-lisandaks-ja pigem töötava seadme osaks, mis kompenseerib muud küttevajadust iga päev, kui kompressor töötab. DOE juhised kompressorisüsteemide kohta ütlevad, et kompressori heitsoojust saab tõhusalt kasutada ruumide kütmiseks ja protsessivee{9}}kütmiseks, mis on sageli atraktiivne tasuvus, kuna soojust toodetakse juba niikuinii.
Uimega torustiili teeb eriti sobivaks õhu iseloom. Õhk on veega võrreldes suhteliselt kehv soojus{1}}kandja, nii et sageli ei piisa ainult tühjadest torudest, kui soovite kompaktset ja tõhusat spiraali. Uimede lisamisega saavutab soojusvaheti palju rohkem kontaktpinda õhupoolel, mis parandab jõudlust, muutmata seadet liiga suureks. Seetõttu kasutatakse ribidega toruspiraale nii laialdaselt õhusoojendites, kanalisoojendites, lisaõhuseadmetes-ja kuivatusseadmetes. Kompressori soojustagastusega süsteemis aitab sama põhimõte muuta odava-jääksoojuse stabiilseks ja kasutatavaks sooja protsessiõhu vooluks.
Hea kompressori soojustagastusega disain ei seisne ainult soojusvahetis endas. Kogu süsteem tuleb korralikult sobitada. Kaeser rõhutab kompressorist saadava soojuse ja protsessi jaoks tegelikult vajamineva soojuse soojusliku sobivuse tähtsust. See punkt on olulisem, kui paljud inimesed mõistavad. Kui kompressor töötab vaid katkendlikult, kuid küttevajadus on pidev, ei pruugi taastuvast soojusest üksi piisata. Kui saadaolev veetemperatuur on liiga madal, ei pruugi ribidega torupoolist väljuv õhk olla rakenduse jaoks piisavalt soe. Ja kui mähis valitakse ainult oletuste põhjal, võib tulemuseks olla suur rõhulangus, nõrk õhuvool või pettumust valmistav väljalasketemperatuur. Hästi{7}}konstrueeritud süsteem peab tasakaalustama kompressori töötunde, saadaoleva soojuse, vedeliku temperatuuri, õhuvoolu ja sihtõhu{8}}väljalülitustingimusi.
Teine põhjus, miks need süsteemid tähelepanu väärivad, on kokkuhoiu ulatus. Atlas Copco ütleb, et kuni 94% kompressioonisoojust saab tagasi saada ja Kaeseri sõnul saab õigetes tingimustes kasutada kuni 96% soojusest. Need ei ole lubadused iga paigalduse kohta, kuid näitavad, miks kompressoritest soojuse taaskasutamine on sageli üks praktilisemaid energiaprojekte tehases. Selle asemel, et põletada uut kütust või lisada igaks küttetööks elektrisoojendid, saab jaam korduvkasutada soojust, mille eest on kompressori voolutarbimise kaudu juba makstud.
Tehase{0}}operaatori seisukohast on see tõesti tugevaim argument seda tüüpi süsteemide ribidega torusoojusvaheti kasuks. See ei ole glamuurne varustus. Tavaliselt ei satu see tähelepanu keskpunkti. Kuid see aitab muuta kompressori puhtast energiatarbijast osaliseks energiaallikaks. See võib vähendada küttekulusid, parandada süsteemi üldist tõhusust ja kasutada paremini juba iga päev töötavaid seadmeid. Paljudel juhtudel pole tehase kõige targem küte üldse uus soojus. See on soojus, mis oli juba olemas, ootas taastamist ja õiget kasutamist.