Uno scambiatore di calore a gas di scarico recupera l’energia termica dai gas di scarico di un motore diesel alternativo, a gas o biodiesel e utilizza questa energia per riscaldare l’acqua, che può quindi essere utilizzata per il riscaldamento di ambienti o processi, per il raffreddamento, tramite un sistema di refrigerazione o la generazione più elettricità, tramite un sistema ORC. Quando viene aggiunto a un gruppo elettrogeno alimentato a motore, converte il motore da “Solo energia” a “Calore ed energia combinati” (CHP), aumentando significativamente l’efficienza complessiva.
Principio operativo
Un motore alternativo converte il carburante in energia. Un sottoprodotto di questo processo è la creazione di calore, che viene generato in ogni parte del motore. Tuttavia, la più grande area singola di generazione di calore proviene dal sistema di scarico. Fino al 50% di tutta l’energia del carburante utilizzata per alimentare il motore viene trasformata in calore e il 55% di questo calore proviene dal sistema di scarico dei motori. Senza una forma di recupero del calore, questa preziosa fonte di energia verrebbe semplicemente persa nell’atmosfera terrestre. Tuttavia, installando uno scambiatore di calore a gas di scarico nel flusso di scarico dei motori, il calore può essere recuperato e utilizzato per una varietà di fonti di riscaldamento o raffreddamento, senza costi aggiuntivi in termini di carburante utilizzato.
Come funziona?
I gas di scarico escono dal motore a temperature superiori a 500 °C, passando attraverso il “nucleo del tubo” centrale degli scambiatori di calore. Contemporaneamente, l’acqua circola attorno al “guscio” esterno dello scambiatore di calore, viaggiando sopra e attorno al nucleo del tubo, raffreddando i gas di scarico e trasferendo gran parte del calore contenuto nei gas al circuito dell’acqua.
Per che cosa può essere usato il calore?
L’energia termica recuperata può essere utilizzata per numerose applicazioni domestiche, commerciali o industriali, inclusi il riscaldamento degli ambienti commerciali, il riscaldamento di un quartiere residenziale, la fornitura di acqua calda, il riscaldamento di processi e di olio termico. Utilizzato in combinazione con il motore Stirling o il sistema ORC, può anche essere utilizzato per generare più elettricità o per far funzionare un refrigeratore per il raffreddamento.
Benefici per l’utilizzatore finale
Oltre a catturare questa preziosa fonte di “energia gratuita”, lo scambiatore di calore a gas di scarico migliora anche l’efficienza complessiva di un gruppo elettrogeno, aumentandolo da circa il 30% (solo energia) a circa il 60% (CHP). Questo può essere migliorato fino all’80% dell’efficienza quando il calore di scarto viene recuperato da altre aree del motore, come i sistemi di raffreddamento, lubrificazione e aspirazione dell’aria.
Cose da considerare
Occorre tenere conto della quantità di calore recuperato dal flusso di scarico, in quanto la temperatura dello scarico non dovrebbe normalmente scendere sotto i 120°C (o 180°C sui motori diesel), al fine di evitare incrostazioni o formazione di condensa all’interno dello scambiatore di calore, che potrebbe portare a un guasto prematuro.
Devono essere installate anche apparecchiature di spegnimento automatico del motore con sonde di temperatura ubicate sia nello scambiatore di calore a gas di scarico, sia nel motore. Se il circuito del gas si spegne, è importante che il circuito dell’acqua continui a funzionare per un determinato periodo di tempo, al fine di consentire al calore residuo di disperdersi dallo scambiatore di calore.
In sintesi
Gli scambiatori di calore a gas di scarico rappresentano un modo estremamente efficiente per recuperare una preziosa risorsa energetica che altrimenti andrebbe persa. Una volta recuperata, l’energia può essere utilizzata per una serie di funzioni che contribuiscono a ridurre i costi energetici. Come produttore di scambiatori di calore a gas di scarico leader nel Regno Unito, Bowman offre una vasta gamma di prodotti di alta qualità per applicazioni fino a 1 MW utilizzando biogas, diesel o gas naturale, la cui efficienza è dimostrata in alcune delle installazioni più impegnative sulla terra.
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