2/2023

Zpětný zisk tepla u kompresorů výrazně zvyšuje efektivitu přivedené elektrické energie

| zdroj: TZ Veskom0

kompresor-veskom
zdroj: veskom.cz

Globálně je v oblasti průmyslu v Evropě spotřebováno 10 % el. energie na výrobu stlačeného vzduchu. S extrémním nárůstem ceny energií se doba návratnosti vložené investice zkracuje a samotný rostoucí finanční náklad významně ovlivňuje konkurenceschopnost firmy, a to zejména u firem s větší spotřebou stlačeného vzduchu. Je třeba si uvědomit i finanční hrozby související s následným překročením emisních limitů v jednotlivých oblastech průmyslu. Do budoucna se očekává další snížení emisních limitů a zvýšení případných postihů souvisejících s tzv. „uhlíkovou stopou“.

Nejčastějším zdrojem stlačeného vzduchu v průmyslu je pro tlak nad 3 bary šroubový kompresor. Při provozu tohoto zařízení vzniká velké množství tepla, které lze využít pro předehřev nebo ohřev TUV, vytápění budov nebo temperování skladových prostor a podobně.

Pojďme se zaměřit na možnosti, jak efektivně využit spotřebovanou energii nutnou k výrobě stlačeného vzduchu, snížit si tak provozní náklady a maximálně využít odpadní teplo.

Samotné stlačování vzduchu je doprovázeno vznikem poměrně velkého množství tepla, a to běžně o teplotě 70oC a vyšší. Díky chladicímu oleji nebo kapalině je možné toto teplo intenzivně odvádět mimo pracovní prostor šroubového kompresoru a ze samotného stlačeného vzduchu. Prostřednictvím vloženého výměníku dokážeme energii měnící se v teplo využít pro další účely a dočasně ho ukládat v izolovaných akumulačních nádržích nebo boilerech.

V případě využití odpadního tepla tak významně vzroste hospodárnost provozu zařízení. Účinnost systému ZZT je u běžných šroubových kompresorů až 95 % (tepelná energie/elektrickému příkonu). Vložení potřebného deskového výměníku a napojení na chladicí kapalinový systém kompresoru představuje dodatečnou investici řádově 300.000 Kč pro 100 kW zařízení. Návratnost této investice při průměrném dvousměnném provozu (6 000 motohodin za rok) je pak v porovnání s teplem vyrobeným pomocí el. energie méně než 3 měsíce.

Při porovnání se zemním plynem zhruba 6 měsíců (stav k 2/2022). V řadě případů lze využít i teplo obsažené v chladicím vzduchu kompresoru a pomocí VZT potrubí vytápět přilehlé prostory. Další možností využití tepla z čistého nedochlazeného stlačeného vzduchu (oil-free instalace) k regeneraci náplně adsorpčních sušiček případně v bubnových sušičkách.

Je třeba si uvědomit, že největší finanční náklad za předpokládanou dobu životnosti cca 10 let je za spotřebovanou el. energii a to cca 82 % z celkových nákladů. Samotná investice na pořízení zařízení je asi 8 % a celkové náklady za servis tohoto kompresoru pak zhruba 10 %. Z toho jasně vyplývá možnost potenciálních úspor, a to zejména při maximálním využití spotřebované elektrické energie i na další účely. Bezesporu je na tomto rozdělení nákladů vidět důležitost instalace kvalitního zařízení s vysokou účinností výroby stlačeného vzduchu.

veskom.png

A jaká vlastně je cena za vyrobený m3 stlačeného vzduchu v reálných podmínkách?

Při specifické spotřebě Pspec = 5,5 kWmin/m3 pro kompresor Gardner Denver ESM 90e (příkon 90 kW) a ceně 3 Kč/kWh je náklad 0,28 Kč za spotřebovanou energii na vyrobený 1 m3 stlačeného vzduchu o přetlaku 7 barů. Dále je nutné promítnout náklady související s pořízením zařízení a jeho servisem což představuje dalších 0,1 Kč/m3. Celkový náklad za vyrobený stlačený vzduch je tedy 0,38 Kč/m3. U standardních nových rozvodů stlačeného vzduchu je běžný únik kolem 10 % z celkového vyrobeného množství. V našem případě je pro tuto technologii roční finanční ztráta cca 356.000 Kč.

Pokud bychom porovnávali pneumatický systém s hydraulickým, pak doprava 1 m3 vody do výšky 70 metrů oběhovým čerpadlem WILO IP40/220 11-2 stojí zhruba 3,8 Kč při srovnatelné ceně elektrické energie. Přitom je voda cca 850x těžší než vzduch.

Z výše uvedeného porovnání jednoznačně vyplývá, jak drahý je stlačený vzduch včetně dalších nákladů souvisejících s provozem a jeho výrobou v reálných podmínkách.

Pro bližší informace kontaktujte specialistu na stlačený vzduch Ing. Reného Kunčara, technického ředitele VESKOM.

www.veskom.cz

Komentáře

  1. Tento článek zatím ještě nikdo neokomentoval.

Okomentovat

Partneři

Partner - SOVAK
EAGB
Inisoft
Seven energy
Energotrans
United Energy
SPVEZ
Povodí Vltavy
Ecobat
Veolia
AKU-BAT
Wasten
Solární asociace
Sensoneo
SmVaK
Vodárenství.cz
SKS
ITEC
Regartis
DENIOS
PSAS
ČB Teplárna
REMA
SEWACO
Grexenergia
SGEF
ČAObH
CASEC
Teplárenské sdružení
Envipur
EKO-KOM
S-POWER
INECS
BEERT CEE
SCHP