Sérsniðin Finned Tube varmaskiptir fyrir loftþjöppu úrgangshitanýtingu

Í mörgum verksmiðjum gengur loftþjöppan klukkutíma á hverjum degi og vinnur hljóðlega vinnu sína í horni verksmiðjunnar. Það útvegar þjappað loft fyrir loka, verkfæri, pökkunarlínur og framleiðslutæki, en það kastar líka frá sér furðu mikilli orku í formi hita. Þess vegna er varmaendurheimtur þjöppu farinn að fá meiri athygli. Atlas Copco bendir á að meira en 90% raforkunnar sem þjöppur notar er breytt í þjöppunarhita, en Kaeser segir að í rauninni 100% raforkunnar sem fer inn í iðnaðarloftþjöppu endi sem hiti einhvers staðar í kerfinu, með mjög stóran hluta þess varma sem hægt er að endurheimta í gagnlegum tilgangi.

Þetta er þar sem lauflaga varmaskiptir verður mjög hagnýt lausn. Hugmyndin er einföld: í stað þess að láta þjöppuhita hverfa út í andrúmsloftið, flytur kerfið þann varma í annan loftstraum eða vökvastraum sem raunverulega er hægt að nota í álverinu. Hönnun með finndu röri virkar sérstaklega vel þegar loft er einn af miðlunum, vegna þess að uggarnir auka hitaflutningsyfirborðið og hjálpa til við að flytja hita á skilvirkari hátt milli rörsins -hliðarvökvans og loftsins í kring. Gufu- og ferlihitunartilvísanir-orkumálaráðuneytis Bandaríkjanna taka sérstaklega fram að varmaskiptar með rifnum slöngum eru almennt notaðir til að hita loft í þurrkunar- og -rýmishitun, sem er einmitt ástæðan fyrir því að þeir passa svo náttúrulega inn í varmaendurheimtarverkefni þjöppu.

Í raunverulegri iðnaðarnotkun er hægt að endurheimta hita frá loftþjöppu á tvo algenga vegu. Hið fyrra er að fanga heitt útblástursloftið úr loftkældri þjöppu- og beina því á annað svæði sem þarfnast hita. Kaeser lýsir þessu sem einfaldri aðferð til að hita upp rými, með því að nota leiðslukerfi og stýringar til að senda hlýtt loft í verkstæði, vöruhús eða nærliggjandi herbergi. Önnur aðferðin er að endurheimta varma í vatns- eða vinnslu-vökvalykkju og láta svo heita vökvann í gegnum varmaskipti í öðrum gagnlegum tilgangi. Atlas Copco útskýrir að vatns-kæld þjöppukerfi geti endurheimt varma inn í heitavatnsrásir og Kaeser bendir á að hægt sé að nota vökvahitun frá þjöppum til notkunar eins og tilbúnarvatns fyrir katla, vinnslu-vökvahitunar, matar- og drykkjarferla og heitavatnsþjónustu.

Fyrir margar plöntur er varmaskiptir með rifnum rörum aðlaðandi vegna þess að hann breytir þeirri endurheimtu orku í eitthvað sem er strax gagnlegt: upphitað loft. Til dæmis getur verksmiðja endurheimt varma úr olíukæli þjöppunnar eða kælivatnslykkjunni-, sent þennan heita vökva í gegnum spólu með uggum og notað viftu til að blása umhverfislofti yfir uggana. Niðurstaðan er heitt loft sem hægt er að veita til verkstæðis, þurrkherbergis, ferskt-loftsaðbúnaðar- eða framleiðslusvæðis á kaldari mánuðum. Það gerir það að verkum að kerfið finnst minna eins og orku-nýtniviðbót- og meira eins og búnaður sem vinnur verksmiðju sem vegur upp á móti annarri hitaþörf á hverjum degi sem þjöppan er í gangi. Leiðbeiningar DOE um þjöppukerfi segja að hægt sé að nota úrgangshita þjöppu á áhrifaríkan hátt til húshitunar og vinnslu-vatnshitun, oft með aðlaðandi endurgreiðslu vegna þess að hitinn er þegar framleiddur hvort sem er.

Það sem gerir finnið rörið sérstaklega hentugan er eðli loftsins sjálfs. Loft er tiltölulega lélegur-hitaflutningsmiðill samanborið við vatn, þannig að berar slöngur einar og sér duga oft ekki ef þú vilt þétta, áhrifaríka spólu. Með því að bæta við uggum fær skiptarinn miklu meira snertiflötur á lofthliðinni, sem bætir afköst án þess að gera eininguna of stóra. Það er ástæðan fyrir því að spólur með rifnum slöngum eru svo mikið notaðar í lofthitara, lofthitara, -smíði lofteiningar og þurrkbúnað. Í varmaendurvinnslukerfi þjöppu hjálpar þessi sama meginregla að umbreyta litlum-afgangshita í stöðugan og nothæfan straum af heitu ferli lofts.

Góð þjöppuhitahönnun snýst ekki aðeins um varmaskiptinn sjálfan. Allt kerfið verður að passa vel saman. Kaeser leggur áherslu á mikilvægi þess að hitasamsvörun sé á milli þess varma sem er tiltækur frá þjöppunni og varans sem raunverulega þarf til í ferlinu. Það atriði skiptir meira máli en margir gera sér grein fyrir. Ef þjöppan gengur aðeins með hléum, en hitaþörfin er stöðug, getur verið að endurheimtur varmi dugi ekki einn og sér. Ef tiltækt hitastig vatns er of lágt getur verið að loftið sem fer út úr spólu rörsins sé ekki nógu heitt fyrir notkunina. Og ef spólan er aðeins valin með getgátum getur niðurstaðan verið mikið þrýstingsfall, veikt loftflæði eða vonbrigði úttakshita. Vel-hannað kerfi þarf að halda jafnvægi á vinnutíma þjöppu, tiltækan hita, vökvahita, loftstreymi og markmiðsskilyrði fyrir slökkt loft-.

Önnur ástæða þess að þessi kerfi verðskulda athygli er umfang sparnaðarins. Atlas Copco segir að hægt sé að endurheimta allt að 94% af þjöppunarhitanum og Kaeser segir að hægt sé að nýta allt að 96% af hitanum við réttar aðstæður. Þetta eru ekki loforð fyrir hverja uppsetningu, en þau sýna hvers vegna varmaendurheimtur frá þjöppum er oft eitt af hagnýtari orkuverkefnum í verksmiðju. Í stað þess að brenna nýju eldsneyti eða bæta við rafmagnsofnum fyrir hverja hitunarskyldu getur álverið endurnýtt varma sem hún hefur þegar greitt fyrir einu sinni með orkunotkun þjöppu.

Frá sjónarhóli rekstraraðila-verksmiðjunnar er það í raun sterkasta röksemdin fyrir varmaskipti með rifnum rörum í þessari tegund kerfis. Það er ekki glæsilegur búnaður. Það fær venjulega ekki sviðsljósið. En það hjálpar til við að breyta þjöppu úr hreinum orkuneytanda í orkugjafa að hluta. Það getur dregið úr upphitunarkostnaði, bætt heildarnýtni kerfisins og nýtt betur búnað sem er þegar í gangi á hverjum degi. Í mörgum tilfellum er snjallasti hitinn í verksmiðju alls ekki nýr hiti. Það er hitinn sem þegar var til staðar og beið eftir að verða endurheimtur og notaður á réttan hátt.