استرداد الحرارة من ضواغط الهواء

استخدامات الحرارة المستردة

تدرج نشرة الحقائق رقم 10 لأنظمة الهواء المضغوط (مايو 2026، المراجعة 01) الاستخدامات المعتادة: التدفئة التكميلية للأماكن، وتسخين العمليات الصناعية، وتسخين الماء، وتسخين هواء التعويض، والتسخين المسبق لماء التعويض في الغلايات. والحرارة القابلة للاسترداد ليست عمومًا ساخنة بما يكفي لاستخدامها مباشرة في إنتاج البخار. وتتوفر أنظمة استرداد الحرارة للضواغط المبردة بالهواء والمبردة بالماء على السواء. وتعطي طبعة 2016 من الدليل المرجعي الصادر عن US Department of Energy الرقمين نفسيهما، من 80 إلى 93% ومن 50 إلى 90%.

الهواء الساخن من الضواغط اللولبية الدوارة المبردة بالهواء

في الضواغط اللولبية الدوارة المجمّعة المبردة بالهواء، يسخن الهواء المحيط أثناء مروره عبر المبرد اللاحق ومبرد مادة التزليق. ولأن الضواغط المجمّعة تكون عادةً داخل خزائن وتتضمن أصلًا مبادلات حرارية ومراوح، تقول النشرة إن التعديلات اللازمة هي مجارٍ للهواء ومروحة إضافية لتحمّل حمل المجاري. وتنظم فتحة تهوية مفصلية يتحكم بها منظم حراري النظام، وعندما لا تلزم التدفئة، كما في أشهر الصيف، يمكن توجيه الهواء الساخن عبر المجاري إلى خارج المبنى. ويمكن أن يخدم الهواء الساخن تدفئة الأماكن، أو التجفيف الصناعي، أو التسخين المسبق لهواء الاحتراق في مواقد الزيت.

وكقاعدة تقريبية، يتوفر نحو 50,000 Btu في الساعة لكل 100 cfm من السعة عند الحمل الكامل، وكفاءات الاسترداد من 80 إلى 90% شائعة. وتنبه النشرة إلى أنه إذا لم يأتِ هواء تغذية الضاغط من الخارج واستُخدمت الحرارة في حيز آخر، فقد ينخفض الضغط الساكن في الخزانة وكفاءة الضاغط؛ وإذا استُخدم الهواء الخارجي، فقد يلزم بعض الهواء الراجع لتجنب إتلاف الضاغط بهواء دون درجة التجمد.

الماء الساخن والضواغط المبردة بالماء

يمكن لمبادل حراري على مبردات مادة التزليق في الضواغط المجمّعة المبردة بالماء، المكبسية الترددية أو اللولبية الدوارة، أن ينتج ماءً غير صالح للشرب (ماءً رماديًا) أو ماءً صالحًا للشرب، للتدفئة المركزية أو أنظمة الغلايات، أو التنظيف الصناعي، أو الطلاء الكهربائي، أو المضخات الحرارية، أو المغاسل. واسترداد الحرارة لتدفئة الأماكن أقل شيوعًا مع الضواغط المبردة بالماء، لأنه يتطلب مرحلة إضافية من التبادل الحراري ولأن الحرارة المتاحة تكون بدرجة حرارة أدنى؛ وكفاءات الاسترداد المعتادة من 50 إلى 60%.

تقدير التوفير

تقارن النشرة استرداد الحرارة بالمصدر الحالي للطاقة الحرارية، الذي قد يكون وقودًا أحفوريًا منخفض السعر مثل الغاز الطبيعي، وتقدّر التوفير السنوي في الطاقة الناتج عن استرداد الحرارة لتدفئة الأماكن من ضاغط لولبي دوار مبرد بالهواء بالمعادلة: 0.80 × قدرة الضاغط بوحدة bhp × 2,545 Btu/bhp-hour × ساعات التشغيل.