Bedrijven van elke omvang beschikken nu over de tools die nodig zijn om de energie-efficiëntie te verbeteren en de restwarmte uit hun persluchtsysteem te benutten

Author: David De Pril, Head of Product Management and Marketing, ELGi Europe

Waarom winnen niet meer kleine en middelgrote productiebedrijven de warmte van hun persluchtsystemen terug? Waarom heeft het gebruikelijke 'trickle-down'-effect van grotere operaties zo lang geduurd? Het potentieel in energiebesparing is duidelijk. De emissiereductievoordelen zijn duidelijk en de return on investment (ROI) is in korte tijd hoog. Er is veel gepraat over energie-efficiëntie en afvalvermindering of -eliminatie - en met een goede reden ook! Naar schatting is de industriële sector in de Europese Unie verantwoordelijk voor 20 tot 25 procent van het totale energieverbruik. Industrieën die prioriteit geven aan energie-efficiëntie dragen bij aan milieuduurzaamheid en voldoen aan de wettelijke vereisten voor emissiereducties. Energie-efficiënte compressoren zijn vaak uitgerust met geavanceerde besturingssystemen die een nauwkeurige bewaking en beheer van de persluchtproductie mogelijk maken. Dit helpt industrieën om hun energieverbruik op verschillende manieren te optimaliseren. Als de EU tegen 2050 koolstofneutraliteit wil bereiken, ligt er een enorme en grotendeels onbenutte kans in industriële energie-efficiëntie en restwarmtebenutting. Ongeacht de voortdurende 'Overmacht'-clausule, is het elimineren van afvalenergie niet alleen het juiste om te doen, maar is het ook zakelijk gezien verstandig - ongeacht de grootte van uw activiteiten.

Het schrift staat spreekwoordelijk op de fabrieksmuur. In dit artikel zal ik proberen de aanzienlijke voordelen van warmteterugwinningssystemen (HRS) voor kleine en middelgrote productieprocessen te illustreren.

Over hoeveel warmte hebben we het?

In een typisch oliegeïnjecteerd persluchtsysteem, is de theoretisch terugwinbare warmte door warmteterugwinning van de compressor ongeveer 96% van het totale elektriciteitsverbruik. Het bestaat uit warmte die wordt afgevoerd in de oliekoeler (78%), de nakoeler (13%) en de warmte die wordt uitgestraald door de aandrijfmotor (5%).

De warmte die door de oliekoeler wordt afgevoerd, kan worden gebruikt voor het verwarmen van water en de warmte die door de nakoeler en de aandrijfmotor wordt afgevoerd voor aanvullende ruimteverwarming. Compressor HRS systemen zijn ontworpen om de warmte die tijdens het compressieproces wordt gegenereerd, op te vangen en te hergebruiken. De resterende 4% warmte kan niet worden teruggewonnen omdat 2% door de omkasting straalt en de andere 2% door ventilatieopeningen in de omkasting. Energie-efficiënte luchtcompressoren genereren doorgaans minder warmte, wat cruciaal kan zijn in industrieën met temperatuurgevoelige processen of apparatuur.

Er is geen one-size-fits-all aanpak voor warmteterugwinning. Warmteterugwinning uit compressoren moet deel uitmaken van een algemene energiebeheerstrategie voor een faciliteit. Een warmteterugwinningssysteem in een oliegesmeerde compressor kan de algehele energie-efficiëntie en duurzaamheid aanzienlijk verbeteren door de warmte die tijdens compressie wordt gegenereerd, te benutten en opnieuw te gebruiken. Warmtewisselaars worden vaak gebruikt in persluchtwarmteterugwinningssystemen om warmte van perslucht over te dragen aan andere media zoals water of lucht. Factoren zoals de plaatsing van de luchtcompressor op het proceswarmte-, warmwater- of luchtsysteem spelen een belangrijke rol, maar dat geldt ook voor het type compressor dat wordt ingezet. Oliegesmeerde compressoren zijn veruit de meest gebruikte compressoren in industriële toepassingen, vanwege de acceptatie en betrouwbaarheid van de technologie. Oliegesmeerde compressoren kunnen stabielere bedrijfstemperaturen handhaven. Dit verbetert op zijn beurt de algehele efficiëntievan de compressor. Wanneer compressoren bij koelere temperaturen werken, verbruiken ze minder energie om het gewenste druk te bereiken. Naar schatting is 90+% van alle schroefcompressorinstallaties in Europa oliegesmeerd. Ze voorzien een verscheidenheid aan industrieën, zoals de automobielindustrie, algemene fabricage en de verpakkingsindustrie, van betrouwbare perslucht. Om de meeste industrieën te helpen, werkt het warmteterugwinningssysteem voor luchtcompressoren goed samen met alle oliegesmeerde luchtcompressoren . Een warmteterugwinningssysteem voor oliegesmeerde compressoren is een duurzame en kosteneffectieve oplossing die niet alleen het energieverbruik en de bedrijfskosten verlaagt, maar ook de milieudoelstellingen ondersteunt. Warmteterugwinningssystemen voor luchtcompressoren dragen bij aan de bescherming van het milieu door de uitstoot van broeikasgassen in verband met conventionele verwarmingsmethoden te verminderen. Het stelt industriële faciliteiten in staat om de waarde van hun luchtcompressorsystemen te maximaliseren en tegelijkertijd bij te dragen aan de algehele energie-efficiëntie en besparingsinspanningen.

Vanaf het begin

Het gebruik van afvalenergie is natuurlijk geen nieuw concept. Decennialang werden energiebesparingen erkend door verschillende industrieën waar de onmiddellijke terugverdientijd van een kleine initiële investering duidelijk was. Het duurste component in de totale kosten van perslucht is energie. In feite kost energie gedurende de levensduur van een typische compressor meestal meerdere malen meer dan de aanschafprijs van de compressor. Het komt erop neer dat het maximaliseren van de energie-efficiëntie u geld bespaart. Grote bedrijven in de industriële sector waren de eerste pioniers- met activiteiten met persluchtsystemen, met een grote capaciteit die 24/7 actief waren en proceswarmte nodig hadden in hun activiteiten. Dergelijke industrieën omvatten de voeding- en dranken-, farmaceutische en textielsector. Simpel gezegd, hoe groter de schaal van operaties, hoe hoger de energiebesparing.

Tegelijkertijd transformeerden of creëerden kleine ingenieursbureaus spin-off bedrijven die ook bekend staan als Energy Services Companies (ESCO's). Hun verdienste is een breed scala aan energieoplossingen, waaronder ontwerpen en implementatie van energiebesparingsprojecten, retrofitting, energiebesparing, uitbesteding van energie-infrastructuur, energieopwekking en energievoorziening, en risicobeheer.

De acceptatie van HRS bij kleine en middelgrote bedrijven is echter vrij laag geweest. De Europese Commissie merkte in haar verslag over Valorisatie van restwarmte: verbetering van de energie-efficiëntie in procesindustrieën" op dat "het potentieel voor de terugwinning van industriële restwarmte nog steeds onbenut is als gevolg van verschillende technische en niet-technischebelemmeringen. Onder hen de behoefte aan efficiënte en kosteneffectieve technologieën om restwarmte terug te winnen en deze warmte te hergebruiken, te upgraden of om te zetten voor de valorisatie ervan."

Toepassingen van warmteterugwinning

Zoals eerder vermeld, zijn de bedrijven die het meest profiteren van warmteterugwinning meestal die welke ook proceswarmte vereisen en 24/7 bedrijfsvoering hebben. Typisch zien we dat ze dit soort bedrijven een snelle terugverdientijd op de investering van warmteterugwinning zullen zien - vaak in minder dan een jaar en zelden in meer dan twee jaar.

Hoewel de benutting van de teruggewonnen warmte niet in elk productieproces gelijk is, zijn er nog steeds enorme voordelen te behalen voor andere toepassingen. Toepassing tijdens de wintermaanden resulteert bijvoorbeeld in aanzienlijke kosten- en koolstofemissievoordelen. Deze voordelen zijn niet verloren gegaan voor sommigen in de industrie, met warmteterugwinningstoepassingen voor zowel ruimteverwarming als waterverwarming voor menselijk comfort, (faciliteitsverwarming) die de afgelopen jaren steeds populairder zijn geworden.

In dergelijke gevallen wordt de warmte gebruikt als een extra verwarmingsbron, wat op zijn beurt de de inzet van traditionele koolstofgevoede ketels verlaagd, waardoor de afzonderlijke brandstofkosten voor verwarming worden verlaagd en koolstofemissies worden gereduceerd. In gevallen waar de teruggewonnen warmte wordt gebruikt voor het verwarmen van water, zien we een rendement van meer dan 85%, oplopend tot 96% in volledig geoptimaliseerde bedrijfsvoeringen, en in het geval van ruimte(lucht)verwarming kan een rendement van 60 tot 70% worden bereikt. Met dergelijke resultaten zullen bedrijfsvoeringen vaak een kortetermijnrendement op hun investering van één tot drie jaar zien. Dus hoewel er voordelen zijn, ongeacht de grootte of de industrie en operationele aspecten van de processen, zijn er aanzienlijke voordelen te behalen bij het terugwinnen en hergebruiken van warmte uit uw persluchtsysteem. Maar waarom gaat de adoptie dan zo traag?

Technologische toepassing

In veel kleine en middelgrote bedrijven is warmteterugwinning eenvoudigweg geen prioriteit geweest. Typisch, en terecht, zijn de belangrijkste prioriteiten meestal; capaciteit, betrouwbaarheid, energie-efficiëntie en vervolgens warmteterugwinning - met HRS op een verre laatste plaats!

We zijn nu getuige van een golf van verandering in de industrie. Regelgevings- en beleidsdruk stimuleert de noodzakelijke commitment voor energie-efficiëntie. De verwachtingen van consumenten ten aanzien van de inkoop van duurzame producten breiden de lange arm van traceerbaarheid en verantwoordelijkheid van de toeleveringsketen uit voor een betere efficiëntie (en ten slotte, en het belangrijkste - de knowhow en systemen voor warmteterugwinning) worden steeds wijdverspreider en kostenefficiënter. De persluchtindustrie heeft grote vooruitgang geboekt bij het verbeteren van de capaciteit, betrouwbaarheid en energie-efficiëntie van persluchtsystemen die deze prioriteiten aanpakken voor activiteiten van elke omvang. En terwijl het tempo van deze innovatie onverminderd doorgaat, brengt ELGi kostengevoelige 'plug and play' warmteterugwinningssystemen op de markt. In combinatie met een grotere operationele focus op energieaudits en de naleving van wereldwijde normen voor energiebeheer (zoals ISO50001), kunnen kleine en middelgrote bedrijven gemakkelijker dan ooit tevoren de vruchten plukken van warmteterugwinning .

De rekensom is duidelijk

De tools en technologieën zijn beschikbaar voor bedrijven van elke omvang om te profiteren van warmteterugwinning. Een hoog rendement op de investering levert onmiddellijke kostenbesparingen op en wat nog belangrijker is, koolstofemissiereducties helpen u bij het verlagen van de netto koolstofvoetafdruk van uw bedrijf. Warmteterugwinning is niet alleen het juiste om te doen voor de toekomst van onze planeet, maar het is ook zakelijk gezien verstandig. Veel persluchtwarmteterugwinningsprojecten bieden een relatief korte terugverdientijd vanwege de aanzienlijke energiebesparingen die worden bereikt. Compressor warmteterugwinning is een duurzame oplossing omdat het verspilde energie benut, de impact op het milieu vermindert en bijdraagt aan het behoud van hulpbronnen.

Kleine en middelgrote bedrijven hebben nu de tools en mogelijkheden om eventuele veranderingen in de regelgeving voor te blijven, om te voldoen aan de eisen van klanten (en hun downstream-consumenten) voor verbeterde duurzaamheid en uiteindelijk hun nooit eindigende productiviteitsdoelstellingen te verbeteren.

Naast deze potentiële gratis energiebron zijn er nog andere belangrijke aspecten om te overwegen. Een voorbeeld is een persluchtinstallatie van de juiste grootte, inclusief de compressorruimte zelf en zijn locatie op het gebruikspunt (waar de perslucht nodig is). Het uiteindelijke doel is dan ook om warmte terug te winnen uit een systeem van de juiste grootte dat zo dicht mogelijk bij het gebruikspunt wordt geplaatst. Voor hulp hierbij kunt u altijd vertrouwen op samenwerking tussen uw ESCO en uw lokale persluchtexpert, maar als dit artikel nog steeds niet zo duidelijk is als het schrijven op uw fabrieksmuur, geloof me dan niet alleen op mijn woord, de Europese Commissie heeft ook gezegd: "Verbeterde energie-efficiëntie in industriële processen kan leiden tot aanzienlijke besparingen op primaire energie, het koolstofvrij maken van de energievoorziening en vervolgens tot een vermindering van de CO2-uitstoot . De verlaging van de energiekosten zal ook een groter concurrentievermogen mogelijk maken.