Recupero di calore nei compressori per aria compressa

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La questione del recupero di calore nel settore dei compressori e degli impianti di aria compressa non è sempre affrontata con la dovuta determinazione. Questo può essere spiegato dal fatto che i produttori di compressori ed i fornitori di centrali complete di aria compressa non considerano in modo adeguato l’efficienza del sistema e non mettono a conoscenza gli utilizzatori di questa possibilità estremamente efficiente di recupero energetico. In qualunque modo la si guardi, la generazione di aria compressa come fonte di energia non è nella realtà molto efficace. Questa proprietà che ha l’aria compressa, è comune a molti altri processi di conversione dell’energia. Una centrale elettrica a carbone raggiunge un’efficienza di circa il 45 per cento. Un generatore eolico, funzionante al 50%, non è tanto più efficiente, sebbene ciò non sia un grande problema essendo il vento una fonte di energia rinnovabile.

 Aria compressa più energia termica – una combinazione estremamente efficiente.

Circa il 94 per cento dell’energia elettrica consumata da un compressore per
produrre aria compressa è trasformato in calore. Utilizzando questo calore residuo
è quindi possibile incrementare l’efficienza energetica di una stazione di aria
compressa

Analogamente alle centrali elettriche a carbone, circa il 94 per cento dell’energia elettrica necessaria alla produzione di aria compressa viene convertita in calore (fig.1). Questo calore viene purtroppo dissipato prima che possa essere riutilizzato, comportando una notevole perdita di efficienza energetica. Se il calore venisse riutilizzato nei processi produttivi, o come forma di riscaldamento, sarebbe possibile innalzare l’efficienza del sistema aria compressa ben oltre il 90 per cento. Infatti, sul totale dell’energia elettrica consumata, la parte che viene convertita in calore può essere riutilizzata dopo che sia stata recuperata. Questo non riduce il costo effettivo dell’aria compressa per metro cubo, ma permette di ottenere notevoli risparmi sotto diversi aspetti, quali il costo di riscaldamento degli ambienti o il riscaldamento di acqua per usi industriali e produttivi.

La scelta della corretta applicazione

E’ necessario, in via preliminare, esaminare in modo completo tutti i parametri del processo produttivo, in modo da selezionare il settore che può maggiormente beneficiare del riutilizzo del calore prodotto dal compressore. Molte aziende alimentari e chimiche sono favorite da questo punto di vista, in quanto utilizzano sistemi di produzione che necessitano di calore in modo costante. Anche i settori della verniciatura e della galvanica necessitano di apporto di calore costante nei loro processi produttivi. Nelle aziende dove non sono invece presenti processi produttivi che necessitino di apporto di calore per la produzione, è possibile utilizzare il calore recuperato per il riscaldamento di ambienti o per la produzione di acqua calda sanitaria.

Compressori come economizzatori di energia

I moderni compressori raffreddati ad acqua sono già predisposti all’inserimento di un sistema di recupero del calore nel circuito di raffreddamento. Ci sono però molte centrali di compressione molto vecchie che funzionano senza sistemi di recupero di calore. Per queste centrali, Boge ha messo a punto il nuovo sistema Duotherm, che può essere utilizzato sia sui compressori e centrali di compressione BOGE già funzionanti sia su quelli di altre marche. Questa apparecchiatura trasforma il compressore in un sistema di recupero di energia con un aumento complessivo dell’efficienza, indipendentemente dal modello. Duotherm è disponibile in cinque diverse versioni strutturate per livelli di potenza che vanno da 7,5 a 110 kW e realizzate per una agevole integrazione in compressori a vite lubrificati ad olio. Lo scambiatore di calore del sistema Duotherm di riscaldamento o sanitaria a cui è destinata. Duotherm trasferisce in modo estremamente efficiente il calore recuperato dalla produzione di aria compressa al processo desiderato senza alcun apporto di energia supplementare. Grazie al design compatto, il sistema richiede pochissimo spazio e permette di ottenere un miglioramento duraturo dell’efficienza energetica del compressore o della centrale di aria compressa.

 Si ripaga in poco tempo

I costi di investimento per i sistemi di recupero del calore dipendono in larga misura dalle condizioni delle strutture esistenti e dal luogo di utilizzo. Queste condizioni devono essere prese in considerazione, in quanto hanno una notevole influenza sul tempo di ammortamento. In base all’esperienza finora accumulata da Boge, gli investimenti effettuati in un sistema di recupero del calore si ammortizzano entro un periodo che varia tra i sei mesi e i dodici anni; nel caso del sistema Duotherm, questo si ottiene in genere in meno di dodici mesi. Nella propria sede produttiva, Boge utilizza un modello combinato di recupero termico: in inverno e nei periodi di passaggio tra la stagione fredda e la stagione calda, il calore del compressore viene utilizzato per il riscaldamento, mentre in estate è utilizzato per il riscaldamento di acqua sanitaria. Questo permette all’azienda di risparmiare circa 100.000 kW/h di energia di riscaldamento all’anno.

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