Verksamheter av alla storlekar har nu de verktyg som krävs för att förbättra energieffektiviteten och utnyttja värmen från sina tryckluftssystem

Av: David De Pril, produkt- och marknadschef, ELGi Europe

Varför återvinner inte fler små och medelstora tillverkningsindustrier värmen från sina tryckluftssystem? Varför har den vanliga "trickle-down"-effekten från större verksamheter tagit så lång tid? De potentiella energibesparingarna är uppenbara. Fördelarna med minskade utsläpp är tydliga och avkastningen på investeringen (ROI) är hög på kort tid.

Allt talar för energieffektivitet och reduktion eller -eliminering av värmeförluster, och det av bra anledningar! Det uppskattas att industrisektorn inom den Europeiska unionen svarar för 20-25 % av den totala energiförbrukningen. Om EU vill uppnå koldioxidneutralitet år 2050 så finns det enorma och i stort sett outnyttjade möjligheter i industriell energieffektivitet och förlusteliminering att tillgå. Oavsett den fortsatta "Force Majeure"-klausulen är det inte bara rätt att eliminera energislöseri, utan det är även bra för affärerna, oavsett storleken på din verksamhet. Det är uppenbart. I den här artikeln kommer jag försöka illustrera de betydande fördelarna med värmeåtervinningssystem, Heat Recovery Systems, (HRS) för små och medelstora tillverkningsindustrier.

Hur mycket värme pratar vi om?

I ett typiskt kompressionssystem är den teoretiska återvinningsbara värmen 96 % av den totala elektriska energiförbrukningen. Den består av värme som sprids i oljekylaren (78 %), efterkylaren (13 %) samt värme som strålar ut från drivmotorn (5 %).

Värmen som sprids av oljekylaren kan användas för att värma vatten och värme som avleds från efterkylaren och drivmotorn kan användas för extra rumsuppvärmning. De återstående 4 % av värmen kan inte återvinnas eftersom 2 % strålar ut genom chassit och de resterande 2 % ventileras ut inne i själva chassit.

Det finns ingen standardmetod som passar all värmeåtervinning. Faktorer såsom placeringen av luftkompressorn till processvärmen och varmvatten- eller luftsystem spelar en viktig roll, men det gör även den typ av kompressor som används. Oljesmorda kompressorer är de allra vanligaste kompressorerna i industriella applikationer, tack vare den beprövade tekniken och tillförlitligheten. Det uppskattas att över 90 % av alla skruvkompressorinstallationer i Europa är oljesmorda. De förser en mängd olika industrier, såsom bilindustrin, allmän tillverknings- och förpackningsindustrin, med pålitlig tryckluft. För att passa de flesta industrier fungerar värmeåtervinningssystemet bra tillsammans med alla oljesmorda skruvkompressorer.

Från början

Användning av spillenergi är naturligtvis inget nytt koncept. I årtionden infördes energibesparingar inom olika branscher där den omedelbara återbetalningen från en liten initialinvestering var tydlig. Den dyraste komponenten i den totala tryckluftkostnaden är energi. Faktum är att under en typisk kompressors livslängd är energikostnaden vanligtvis flera gånger högre än kompressorns inköpspris. Kort sagt; att maximera energieffektiviteten sparar pengar. Stora verksamheter inom industrisektorn var några av de första drivkrafterna, med verksamheter med tryckluftssystem med hög kapacitet som körs dygnet runt och vars drift kräver processvärme. Sådana industrier inkluderade livsmedels-, dryckes-, läkemedels- och textilsektorn. Enkelt uttryckt; ju större storlek på verksamheten, desto högre energibesparingar.

Samtidigt omvandlade, eller skapade, små ingenjörsföretag avknoppningsföretag som även kallas energitjänsteföretag, Energy Services Companies (ESCO). Deras levebröd är ett brett utbud av energilösningar, inklusive design och genomförande av energibesparingsprojekt, eftermontering, energibesparing, energiinfrastrukturentreprenad, energiproduktion och energiförsörjning samt riskhantering.

Införandet av HRS bland små och medelstora verksamheter har dock varit ganska lågt. Den Europeiska kommissionen noterade i sin rapport om "Tillvaratagande av spillvärme: förbättring av energieffektiviteten inom processindustrin" att "Potentialen för industriell återvinning av spillvärme är fortfarande outnyttjad på grund av flera tekniska och icke-tekniska hinder. Bland annat behovet av effektiva och kostnadseffektiva tekniker för att återvinna värmeförluster och för att återanvända, uppgradera eller omvandla denna värme för att tillvaratas."

Värmeåtervinningstillämpningar

Som tidigare nämnts är de operationer som vinner mest på värmeåtervinning vanligtvis även de som kräver processvärme och har dygnet-runt-drift. Vanligtvis ser vi att för dessa typer av operationer kommer de få en betydande avkastning på värmeåtervinningsinvesteringar, ofta inom ett år och nästan alltid inom två år.

Även om inte all återvunnen värme är likvärdig finns det fortfarande stora fördelar för andra verksamheter. Under vintermånaderna ger det till exempel betydande kostnads- och koldioxidutsläppsfördelar. Dessa fördelar har utnyttjats av många i branschen, där värmeåtervinningsapplikationer för både rums- och vattenuppvärmning för mänsklig komfort, (anläggningsuppvärmning) blivit allt mer populära under de senaste åren.

I dessa fall används värmen som en ytterligare värmekälla, vilket i sin tur minskar behovet av traditionella oljepannoretc, vilket minskar separata uppvärmningsbränslekostnader och resulterar i minskade koldioxidutsläpp. I de fall där den återvunna värmen används för uppvärmning av vatten ser vi en verkningsgrad på upp till 85 %, den stiger till 96 % i helt optimerade verksamheter, och i fallet med rumsuppvärmning (luft) kan en effektivitet på 60-70 % uppnås. Med sådana resultat ser verksamheten ofta en kortfristig avkastning på sin investering på mellan ett och tre år. Så även om det finns fördelar oavsett storlek eller bransch och operativa processaspekter, finns det betydande fördelar med att återvinna och återuppta värme från ditt tryckluftssystem. Men varför är adaptionen så långsam?

Tekniktillämpning

I många små och medelstora verksamheter har värmeåtervinning helt enkelt inte varit en prioritet. Typiskt, och med rätta, är de viktigaste prioriteringarna vanligtvis kapacitet, tillförlitlighet, energieffektivitet och sedan värmeåtervinning. Där HRS hamnar på en avlägsen sista plats!

Vi bevittnar nu en förändring inom bearbetningsindustrin. Regulatoriska och politiska tryck driver nödvändiga åtaganden för energieffektivitet. Konsumenternas förväntningar på att hållbara produkter förlänger den långa spårbarhetskedjan och distributionskedjans ansvarsskyldighet för förbättrad effektivitet (och slutligen, det viktigaste av allt; kunskapen och systemen för värmeåtervinning) blir mer utbredd och kostnadsmässigt konkurrenskraftig.

Tryckluftsindustrin har gjort stora framsteg när det gäller att förbättra kapaciteten, tillförlitligheten och energieffektiviteten för tryckluftssystem som hanterar dessa prioriteringar för alla driftstorlekar. Även om takten på denna innovation oförminskat fortsätter introducerar ELGi kostnadskänsliga "plug and play"-värmeåtervinningssystem på marknaden. I kombination med ett större operativt fokus på energirevision och systemprestanda som överensstämmer med globala standarder för energihantering (såsom ISO50001) kan små och medelstora verksamheter skörda fördelarna med värmeåtervinning lättare än någonsin tidigare.

Matematiken talar sitt tydliga språk

Verktygen och teknologierna finns tillgängliga för verksamheter av alla storlekar att dra nytta av värmeåtervinning. En hög avkastning på investeringen medför omedelbara kostnadsbesparingar och, än viktigare, minskade koldioxidutsläpp som hjälper dig att sänka företagets nettokoldioxidavtryck. Värmeåtervinning är inte bara rätt för vår planets framtid utan det är även bra för affärerna.

Små och medelstora företag har nu verktyg och möjligheter att hålla sig steget före alla regelförändringar, för att möta kundernas (och deras kunders) krav på förbättrad hållbarhet och i slutänden förbättra sina oändliga produktivitetsmål.

Förutom denna potentiella&kostnadsfria energikälla finns det andra viktiga aspekter att tänka på. Ett exempel är en tryckluftsinstallation i rätt storlek inklusive kompressorrummet och dess placering i förhållande till användningsstället (där tryckluften behövs). Det slutgiltiga målet är därför att återvinna värme från ett system med rätt storlek som placeras så nära användningsstället som möjligt. För att få hjälp med detta kan du alltid förlita dig på samarbetet mellan din ESCO och din lokala tryckluftexpert. Om den här artikeln inte räcker för att övertyga dig så säger den Europeiska Kommissionen: "Förbättrad energieffektivitet inom industriella processer kan leda till betydande primära energibesparingar, minskning av olja &kolanvändning för energiförsörjning med efterföljande minskning av koldioxidutsläpp. Minskningen av energikostnaderna möjliggör även ökad konkurrenskraft."