سیستم‌های هوای فشرده در بسیاری از صنایع نقش حیاتی ایفا می‌کنند. این سیستم‌ها به‌طور معمول هوای فشرده را برای انجام فرآیندهای مختلف صنعتی تأمین می‌کنند، اما یکی از مشکلات رایج این سیستم‌ها، هدر رفت گرما است. در این مقاله به بررسی این مشکل و همچنین استفاده بهینه از گرما در سیستم‌های هوای فشرده خواهیم پرداخت.
مشکل هدر رفت گرما در سیستم‌های هوای فشرده
در فرآیند فشرده‌سازی هوا، گرما تولید می‌شود که به‌دلیل افزایش فشار در داخل کمپرسور، به‌صورت انرژی تلف‌شده باقی می‌ماند. این گرما معمولاً در کانال‌های خروجی کمپرسور هدایت می‌شود و به محیط اطراف منتقل می‌شود. در صورتی که این گرما به‌درستی مدیریت نشود، می‌تواند باعث اتلاف انرژی شود که به‌دنبال آن، هزینه‌های اضافی برای انرژی و کاهش کارایی سیستم را به همراه دارد.
یک نمونه عملی از هدر رفت گرما
یک کارخانه تولید قطعات خودرو را در نظر بگیرید که در آن هوای فشرده برای ابزارها و ماشین‌آلات مختلف استفاده می‌شود. به‌دلیل شرایط محیطی، این کارخانه نیاز دارد تا کمپرسورها هوای تمیز و بدون آلودگی مصرف کنند، بنابراین اتاق کمپرسور از فضای تولید جدا شده و هوای 100% بیرونی برای خنک کردن کمپرسورها وارد می‌شود.
اما مشکلی که پیش آمد این بود که در این منطقه زمستان‌های بسیار سردی وجود دارد و هوای ورودی به کمپرسور در دماهای پایین قرار می‌گرفت. برای جلوگیری از یخ زدن کمپرسورها، از هیتر برقی استفاده شد که هزینه‌های بالایی داشت. حتی با استفاده از هیتر، دما در اتاق کمپرسور به اندازه‌ای که باید بود، بالا نمی‌رفت و هزینه‌های عملیاتی سالانه به حدود 7,000 دلار رسید.
استفاده بهینه از گرما در سیستم‌های پنوماتیک
گرمای تولید شده در کمپرسورها می‌تواند به‌عنوان یک منبع انرژی مفید مورد استفاده قرار گیرد. در سیستم‌های پنوماتیکی، اغلب این گرما به‌صورت هدر رفته از سیستم خارج می‌شود، در حالی که می‌توان از آن برای اهداف مختلف بهره‌برداری کرد. به‌طور مثال، یکی از روش‌های استفاده بهینه از این گرما، بازیابی آن برای تأمین گرمای محیط است. در صورتی که گرمای کمپرسورها به‌طور صحیح هدایت و استفاده شود، می‌توان از آن برای گرم کردن فضاهایی که به گرما نیاز دارند (مانند اتاق‌های کمپرسور) استفاده کرد.
شناسایی گرمای هدر رفته
پس از بررسی‌های دقیق، محاسبات نشان داد که کمپرسورها در مجموع حدود 30 کیلووات انرژی مصرف می‌کنند و 24 کیلووات از این انرژی می‌تواند به گرمای ساختمان تبدیل شود. اما مشکل این بود که گرمای تولید شده توسط کمپرسورها به‌جای اینکه در داخل اتاق کمپرسور استفاده شود، به بیرون هدایت می‌شد.
راه‌حل‌ها و اصلاحات برای کاهش هدر رفت گرما
برای رفع این مشکل، تغییراتی در سیستم کانال‌کشی و هدایت گرمای کمپرسورها به داخل اتاق کمپرسور انجام شد. به این ترتیب، گرمای تولید شده توسط کمپرسورها به داخل اتاق هدایت شد و هوای ورودی به کمپرسور کمی گرم‌تر شد. این تغییر باعث کاهش نیاز به هیتر برقی و استفاده بهینه از گرمای تولید شده شد.
علاوه بر این، یک سیستم دمپر الکترونیکی برای کنترل دمای اتاق به‌طور خودکار نصب شد تا نیازی به تنظیمات دستی نباشد. این سیستم باعث شد تا دمای اتاق به‌طور مداوم کنترل شود و گرمای هدر رفته به‌طور مؤثری به داخل اتاق هدایت شود.
نتیجه‌گیری
نتیجه این تغییرات، کاهش چشمگیر هزینه‌های انرژی و بهره‌برداری بهینه از گرمای تولیدی بود. هزینه‌های هیتر برقی که قبلاً حدود 7,000 دلار در سال بود، به صفر رسید و سیستم به یک حالت پایدار و اقتصادی رسید. این مثال نشان می‌دهد که با مدیریت صحیح گرمای تولید شده در سیستم‌های هوای فشرده، می‌توان هزینه‌ها را کاهش داد و از هدر رفت انرژی جلوگیری کرد.
نکات کلیدی در استفاده بهینه از گرمای تولید شده در سیستم‌های پنوماتیک
- بازیابی گرما برای تأمین گرمای محیط: گرمای تولید شده در کمپرسورها می‌تواند برای تأمین گرمای اتاق کمپرسور یا فضاهای مشابه استفاده شود.
- بهینه‌سازی جریان هوای فشرده: با هدایت صحیح گرما و جلوگیری از هدر رفت آن، می‌توان کارایی سیستم را افزایش داد.
- استفاده از سیستم‌های خودکار برای کنترل دما: نصب سیستم‌های دمپر الکترونیکی و خودکار می‌تواند به بهینه‌سازی دما کمک کرده و نیاز به تجهیزات گرمایی اضافی را کاهش دهد.
بنابراین، در سیستم‌های هوای فشرده، گرما به‌عنوان یک انرژی تولیدی می‌تواند در صورت مدیریت صحیح، تبدیل به یک منبع ارزشمند برای کاهش هزینه‌ها و بهبود عملکرد سیستم شود.
مجموعه پنومات
مجموعه پنومات با بیش از سال‌ها تجربه در زمینه تأمین و ارائه تجهیزات پنوماتیکی، همواره در تلاش است تا راه‌حل‌های کارآمد و اقتصادی برای صنایع مختلف ارائه دهد. این مجموعه به کمک دانش فنی و مهندسی روز دنیا، توانسته است سیستم‌های هوای فشرده و پنوماتیکی را با بهره‌وری بالا و کمترین هدررفت انرژی طراحی و پیاده‌سازی کند.
