雀巢击败热量：创新的空气-水热交换器从风冷压缩机中回收热量
当讨论的话题是制作冰激凌时，首先想到的不是热量，而是在位于加利福尼亚州图拉雷的雀巢冰激凌工厂，从风冷空气压缩机中回收热量来加热工艺用水。
雀巢美国隶属于全球最大的食品公司雀巢S.A.旗下。Tulare工厂在八条生产线上生产雀巢、德雷尔大冰淇淋和哈根达斯冰淇淋产品，压缩空气被广泛应用。
“一出大门，一切都是气动的雀巢冰淇淋部门的项目工程师解释说，“汤姆芬恩解释道。“气瓶和空气驱动电机，工艺管道转移，路线，停止/启动和混合过程流体，我们的包装机械包括抑制，清洁和蒸汽去除过程，所有这些都依赖于压缩空气。如果我们没有压缩空气，我们就完成了。作为一种食品加工机，我们选择具有过滤和干燥系统的无油压缩机，以确保我们的压缩空气流不含水分和颗粒。所需的是干净的干燥空气，以防止产品污染。“
据Finn称，Tulare工厂有四台125马力的Kobelco KNW系列无油风冷螺杆压缩机。两台压缩机通常7天24小时运行。当需求上升和压力下降时，第三台压缩机会自动启动。第四台压缩机允许雀巢旋转运行中的压缩机，并提供冗余，以确保c即使一台压缩机因维护而离线，也要持续供气。
 “作为食品加工厂，我们选择了无油压缩机 -汤姆·芬恩，雀巢冰淇淋部项目工程师 |
离开每台压缩机的空气经过水分分离器，然后是再生型双塔干燥器，然后进入干燥空气储罐，该储罐作为压力缓冲器，以帮助最大限度地减少压缩机循环。清洁、干燥的空气从储罐进入管网，作为整个工厂流程的一部分。
就其自身而言，雀巢的压缩机是食品加工环境中使用的典型无油系统。然而，这种压缩空气系统与众不同的地方在于其回收和再利用压缩热的创新方法。
Testlé的冰淇淋厂的四种Kobelco Knw系列无油螺杆压缩机之一。请注意上面的管道制品中的空气到水热交换器。
出身背景
故事始于20世纪90年代中期，当雀巢开始逐步替换其现有的无油往复式压缩机，这在经历了不可接受的高维护成本和停机时间。
“恢复在热门房间是旧技术，这是一个不好的组合，“根据霍金森，国家销售经理Kobelco Knw系列无油空气压缩机，罗杰斯机械公司，Inc。，俄勒冈州波特兰。雀巢在1996年收购了第一家Kobelco，1998年收购了第二家，2001年又收购了两家。每家Kobelco在160°F的温度下排出11500立方英尺的空气，具有很高的热回收潜力。“
用于空气压缩机的初始冷却计划，涉及将冷却空气输出屋顶的冷却空气。这会显着降低公用事业区内的热量负荷，但雀巢对能源效率的全球承诺提出了芬兰挑战和机会：而不是只是拒绝所有的热量，这可能会上班吗？
从空气冷却的压缩机中恢复热量的常用方法是通过导管将温热的空气引导到诸如仓库或车库的大型空间，以提供内部加热。然而，需要低质量的加热是季节性的，并且由于加州中央山谷的加热季节短，大部分时间都会在户外发泄。而不是稳定地使用季节性的低质量热量，芬兰人构思了一个系统，以恢复从空气冷却的压缩机拒绝加热水的BTU。
“雀巢高度调整为资源保护“芬恩解释道。“在Tulare我们已经在游戏的舞台上，我们已经拉了低悬垂的水果，所以我们必须更具创造性的寻找能源节省的方法。随着压缩机的热量回收，我正在寻找我们可以使用年度的能量，所以我不得不考虑我们在食品生产设施中使用的一年。答案是热水。我们在工厂周围有许多热水站进行洗涤，卫生系统，废物系统，以及对热水的需求正在进行中。”
关闭空气冷却压缩机的热量通过翅片线圈管道，每小时每小时转移超过350,000 btus，以预热植物的热水化妆供应。
概念
从水冷式压缩机中恢复热水以产生热水并不罕见，但雀巢的科博尔科压缩机都是空气冷却的。这种热量回收项目不寻常和创新是使用空气到水热交换器。
“为了捕获加热水的能量，我们需要更专业的方法，“芬恩召回。“我相信我们可以通过使用空气-水热交换器来实现这一点。当我第一次讨论这个想法时，人们说，‘你想做什么？这将如何运作？“这是一个这样的时代，你把你的工程帽转过来，使之成为销售帽，因为你需要向管理层推销一个想法。”
正如Finn向工厂经理解释的那样，每台运行压缩机排出的热量（每台压缩机每小时超过350000 BTU）将以11500 cfm的气流排出，并通过管道系统通过翅片盘管（与汽车散热器非常相似）输送。来自工厂热水补给供应的水将流经盘管，并收集热量压缩机拒绝eat。离开盘管的水会比进入盘管的水更热，因此，工厂热水应用所需的提高水温的天然气更少。每个压缩机都有自己的热交换器，每当压缩机运行时，热回收过程都会串联运行。
“仅仅因为你有一个旧的系统，不是吗 -Lane Hawkinson，罗杰斯机械公司全国销售经理 |
Finn开发了补给水再循环系统，一位同事设计了空气-水热交换器盘管，但还需要一些额外的系统工程。”我们确定，压缩机的散热风扇将空气推过压缩机进行冷却，需要帮助通过盘管输送足够的空气，以保持散热系统的效率“芬恩解释道。“我们的解决方案是在每个盘管的下游增加一个辅助风扇，以使空气通过。我们联系了罗杰斯机械公司的莱恩·霍金森，他和他们的工程部门通过提供一些关于气流和压降的数据帮助我们。我估计有多少水流过每个热交换器，并对流速进行调整，直到达到最佳设置。泵上的变频驱动使这种精确调整成为可能。它以46赫兹的频率运行，以获取最大热量。”
霍金森指出，他参与了许多涉及空气压缩机的热回收项目，但在与芬恩交谈之前，他从未听说过管道内有空气-水热交换器。”雀巢需要把房间里的热量释放出来，而现在在离开房间的路上，它会去参观一个热交换器”霍金森说汤姆芬恩和雀巢非常好，这是一个很好的想法。雀巢自1996年以来一直是客户，而且机器多年来一直在跑步。我们总是很高兴提供技术信息，以帮助最大限度地提高客户安装的效率。“
芬恩指出，实际的热增量各不相同，尽管在6月的一天，他检查了进入热交换器的水温为80°F，流出的水温为107°F。”我们的目标温度升高20度，”芬恩说，“所以我们上面的任何东西都在蛋糕上锦上添花。”
压缩空气和热回收系统概述。
带走
芬恩计算出热回收系统的总成本为150000美元，包括泵和分流阀的触摸屏控制。由于进水预热，天然气消耗量减少，达到每24小时309热。该项目的投资回收期最初估计为3.8年，但由于投资回收期仅在3年多的时间内发生，因此该投资回收期过于保守。
霍金森指出，实际上，任何现有的风冷压缩机装置都有可能从热回收中获益。“仅仅因为你有一个较旧的系统，并不意味着你错过了这艘船，“他说. “它可以改装。每种情况都是独特的，有些解决方案会比其他解决方案更复杂。热回收的挑战是来源和用途可能不一致。许多风冷压缩机安装在室外，那里的热回收更难，也没有什么意义。但对于安装在室内的风冷压缩机，热回收通过简单的管道或更复杂的方式（如雀巢）进行生态展示始终是一种选择，应该加以研究。”
芬恩将他对节能的见解归功于他以前在造船方面的工作。”在船上，你必须使用每一瓦特。”他说. “我刚开始这样想，从未停止过。这个热回收项目是这种想法的另一个应用。我正在研究的另一个项目涉及热回收系统的辅助风扇，它不是变频驱动。随着时间的推移，我们发现它们不需要一直全速运行。我们已经计划在工厂其他地方用VFD电机升级蒸发器风扇，当我们升级时，我们将把辅助风扇升级为VFD。”
雀巢的全球目标之一是成为食品制造商中最有效的能源用户，这个项目是这一旅程的一个很好的一步。
有关更多信息联系霍金森里，罗杰斯机械公司或访问www.knw-series.com.
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