Система с водяным охлаждением
Воду из компрессора с водяным охлаждением, температура которой достигает 90°С, можно добавлять в систему снабжения предприятия горячей водой. Если горячая вода используется для мойки, умывания и душа, обычный бойлер все равно необходим. Энергия, которая рекуперируется из системы сжатого воздуха, обеспечивают лишь добавку, снижающую нагрузку на бойлер, сберегающую топливо и, возможно, позволяющую использовать бойлер меньших размеров.
Предпосылки для рекуперации энергии сжатого воздуха в некоторой степени зависят от типа компрессора. Безмасляные компрессоры даже в стандартном исполнении легко модифицировать для рекуперации энергии. Компрессор такого типа с водяным охлаждением обеспечивает температуру воды 90°С, требуемую для эффективной рекуперации.
В маслосмазываемых компрессорах масло, участвующее в процессе сжатия, является лимитирующим фактором в достижении более высоких температур охлаждающей поды.
В центробежных компрессорах температурные уровни ниже и потому меньше степень рекуперации. К тому же повышенная температура охлаждающей воды отрицательно сказывается па работе таких компрессоров.
Рекуперация энергии компрессоров с водяным охлаждением наилучшим образом подходит для компрессоров с мощностью двигателя более 10 кВт. Рекуперация энергии с использованием воды означает использование установки более сложной, чем при использовании воздуха. В этом случае основное оборудование состоит из насосов, теплообменника и регулирующих клапанов.
Используя водяную рекуперацию энергии, можно также подводить тепло к удаленным зданиям с помощью труб относительно малых диаметров (40-80 мм) без существенных потерь тепла. Высокая первоначальная температура дает возможность использовать энергию для повышения температуры обратной воды водогрейного котла. Поэтому обычный нагревательный источник можно периодически отключать и заменять отходящим теплом компрессора. В производственных процессах тепло, отводимое от компрессора можно также использовать для повышения температуры технологического процесса. Возможно, осуществить водяную рекуперацию даже при использовании винтовых маслосмазываемых компрессоров с воздушным охлаждением. Для этого потребуется установка теплообменника в масляном контуре, но такая система выдает более низкую температуру, чем безмасляный компрессор.
Одним из высокотехнологичных агрегатов, обеспечивающих энергосбережение, являются рекуперативные теплообменники. В настоящее время и в ближайшем будущем они, по всей вероятности, останутся предметом импорта, поскольку их изготовление на современном уровне требует внедрения дорогостоящих автоматизированных линий, реализующих замкнутый цикл компьютерного проектирования и компьютеризированного производства (CAD/CAM). Помимо использования в составе централизованных вентиляционных агрегатов, большой практический интерес рекуперативные теплообменники представляют сами по себе как наиболее доступное средство внедрения энергосберегающих технологий при реконструкции существующих систем вентиляции путем осуществления обмена теплом между притоком и вытяжкой. Установка рекуперативного теплообменника при этом принципиально возможна без замены основных узлов существующей системы.
Имея в виду возникающие проблемы выбора и обоснования, внедряемых в каждом конкретном случае средств рекуперации тепловой энергии, рассмотрим последовательно имеющиеся на этот счет практические возможности с учетом преимуществ и недостатков, характерных для каждого из известных типов рекуперативных теплообменников. В наиболее общем виде задача рекуперации тепловой энергии может быть схематизирована, как это представлено на рис. 7. Условные обозначения, использованные на схеме, сведены в табл. 1. При сопоставлении различных средств обмена теплом между притоком и вытяжкой следует различать следующие основные понятия.
