Sprężanie to w dużej mierze produkcja ciepła

Sprężanie powietrza podnosi jego temperaturę. To nie efekt uboczny konstrukcji, lecz konsekwencja fizyki procesu: energia włożona w sprężenie gazu w zdecydowanej większości zamienia się w ciepło, które trzeba odebrać, żeby maszyna mogła pracować dalej. W typowej instalacji ciepło to trafia przez chłodnicę do powietrza w sprężarkowni albo do obiegu wody chłodzącej i zostaje wyprowadzone na zewnątrz budynku.

Z punktu widzenia zakładu oznacza to strumień energii, za który już zapłacono i który w większości przypadków jest po prostu wyrzucany. Odzysk ciepła polega na przechwyceniu tego strumienia zanim zniknie i skierowaniu go tam, gdzie i tak trzeba by grzać.

Gdzie realnie da się to ciepło wykorzystać

Kluczowe ograniczenie dotyczy temperatury. Ciepło odzyskane ze sprężarki chłodzonej powietrzem to strumień ciepłego powietrza o umiarkowanej temperaturze, a ze sprężarki chłodzonej cieczą można uzyskać wodę na poziomie użytecznym dla instalacji niskotemperaturowych. To wyznacza sensowne zastosowania.

• ogrzewanie hali, magazynu lub warsztatu w sezonie grzewczym,
• wstępne podgrzewanie wody użytkowej, na przykład do umywalni i natrysków,
• zasilanie nagrzewnic w kurtynach powietrznych przy bramach,
• wspomaganie procesów suszenia o niskim wymaganiu temperaturowym,
• podgrzewanie powietrza wentylacyjnego doprowadzanego do hali.

Zastosowania wymagające wysokiej temperatury zwykle odpadają. Odzysk ze sprężarki nie zastąpi kotła technologicznego i nie należy go planować jako samodzielnego źródła ciepła dla procesu, który potrzebuje stabilnego, wysokiego poziomu temperatur.

Trzy warunki, które decydują o sensie inwestycji

Pierwszy warunek to jednoczesność. Ciepło jest dostępne wtedy, gdy sprężarka pracuje pod obciążeniem, a odbiorca ciepła musi go potrzebować w tym samym czasie. Zakład pracujący na trzy zmiany z całoroczną potrzebą ciepłej wody znajduje się w zupełnie innej sytuacji niż zakład jednozmianowy z zapotrzebowaniem wyłącznie zimowym.

Drugi warunek to odległość. Każdy metr przewodu między sprężarkownią a odbiorcą oznacza koszt wykonania i straty na przesyle. Instalacje, w których punkt odbioru znajduje się blisko maszyny, wypadają nieporównanie lepiej niż projekty przerzucające ciepło przez pół zakładu.

Trzeci warunek to sezonowość. Odzysk wykorzystywany wyłącznie do ogrzewania działa przez część roku, co bezpośrednio przekłada się na czas zwrotu. Połączenie odbiorcy sezonowego z całorocznym, na przykład ogrzewania hali z podgrzewaniem wody użytkowej, wyraźnie poprawia bilans całości.

Czego nie wolno zepsuć przy okazji

Odzysk ciepła nie może pogorszyć warunków pracy samej maszyny. Sprężarka musi mieć zapewnione chłodzenie także wtedy, gdy odbiorca ciepła nie pracuje, dlatego układ projektuje się z możliwością odprowadzenia ciepła w sposób standardowy. Rozwiązanie, w którym wyłączenie odbiorcy podnosi temperaturę pracy sprężarki, przynosi więcej szkody niż pożytku.

Nie należy też mylić odzysku ciepła z oszczędzaniem powietrza. To dwa niezależne kierunki: jeden zagospodarowuje energię już wydatkowaną, drugi zmniejsza ilość energii potrzebnej na starcie. Zakład, który ma nieszczelną instalację i zawyżone ciśnienie robocze, powinien zająć się tym najpierw, bo dopiero potem ma sens optymalizowanie tego, co zostaje. Podobnie właściwy dobór sprężarki do potrzeb zakładu daje efekt szybciej i taniej niż większość rozwiązań dodatkowych.

Od czego zacząć

Punktem wyjścia jest odpowiedź na proste pytanie: czy w zakładzie istnieje odbiorca ciepła o umiarkowanym poziomie temperatury, położony blisko sprężarkowni i pracujący w tych samych godzinach co sprężarka. Jeżeli tak, warto sprawdzić w dokumentacji maszyny, czy przewidziano dla niej fabryczny zestaw odzysku, bo takie rozwiązanie jest zwykle prostsze i pewniejsze niż układ budowany od zera.

Jeżeli takiego odbiorcy nie ma, uczciwa odpowiedź brzmi, że odzysk poczeka. Lepiej wrócić do tematu przy okazji przebudowy instalacji grzewczej lub zmiany organizacji pracy niż budować instalację, która przez większość roku pozostanie nieużywana.