Heat recovery for pneumatic transport
Rendere il calore di scarto utilizzabile per i processi
Le aziende attribuiscono sempre più importanza all'ottimizzazione energetica della loro produzione. Per questo stanno riesaminando i loro impianti e processi tecnici. L'obiettivo: ridurre i costi e aumentare la sostenibilità delle operazioni facendo un uso più razionale delle risorse. Gli operatori con elevati consumi energetici hanno una leva particolarmente efficace per aumentare l'efficienza.
Rendere il calore di scarto utilizzabile per i processi
Oltre al controllo intelligente dell'impianto e all'utilizzo di compressori e soffiatori ad alta efficienza, l'attenzione è rivolta ai sistemi di recupero del calore. Una parte considerevole dell'energia utilizzata per la generazione di aria compressa viene convertita naturalmente in calore. Tuttavia, le aziende possono recuperare dall'aria grandi quantità di energia termica, da destinare ad altri utilizzi, con investimenti di capitale ridotti. Le industrie alimentari utilizzano il calore per il riscaldamento e la preparazione dell'acqua calda, ma anche direttamente per la produzione.
Con le soluzioni di AERZEN puoi ottenere il massimo aumento di efficienza implementando un concetto termico completo per il tuo impianto di aria. È fattibile per i nuovi impianti, ma anche per gli impianti già esistenti, con uno sforzo e una spesa minimi.
Generazione di aria compressa: lo sviluppo di calore è inevitabile
L'efficienza energetica è decisiva per la redditività dei generatori di aria compressa. AERZEN, specialista nel campo dell'aria di processo, affronta questa sfida con un'efficiente gamma di servizi di consulenza e assistenza, garantendo il funzionamento economicamente vantaggioso dei propri prodotti per l'intero ciclo di vita. Le misure per aumentare l'efficienza dell'aria di processo esplorano diverse potenzialità. Sono orientate all'ottimizzazione dell'uso dell'energia per la compressione, alla riduzione delle perdite di pressione e all'uso di concetti di manutenzione economicamente convenienti. I sistemi intelligenti svolgono anch'essi un ruolo importante nel monitoraggio continuo delle prestazioni dell'impianto. Tuttavia, il recupero di calore offre ancora il potenziale di gran lunga maggiore per aumentare l'efficienza.
Heat sources in the compression of process air
na parte considerevole dell'energia utilizzata nello stadio del compressore viene convertita in energia termica. La compressione dell'aria genera temperature molto elevate in uscita, che possono raggiungere i 280°C quando si utilizza un compressore a vite. Senza recupero di calore, i ventilatori scaricano il calore non necessario nell'ambiente circostante. Una parte dell'energia passa anche dall'aria di processo all'ambiente circostante, attraverso il sistema di tubature.
A seconda dell'impianto, l'operatore può recuperare fino all'85% di questa preziosa energia e aprire la porta a una serie di altre applicazioni operative. Il trasferimento di calore dall'aria al mezzo di trasporto, l'acqua, garantisce la necessaria flessibilità. Ciò avviene tramite speciali scambiatori di calore, installati direttamente a valle dello stadio del compressore nel circuito dell'aria di processo. Questi raffreddano l'aria e trasferiscono il calore al mezzo di trasporto, l'acqua. Una parte minore dell'energia utilizzata si accumula sotto la cabina fonoassorbente del compressore, sotto forma di calore. Il motore, il silenziatore e il compressore emettono nell'aria il calore prodotto ad esempio dalle perdite per attrito. L'aria di scarico raggiunge temperature comprese tra i 30 e i 60°C e può essere utilizzata senza ulteriori conversioni per riscaldare uffici o aree di produzione nelle vicinanze. A tal fine, AERZEN dota i suoi soffiatori e i suoi compressori di condotti di scarico che raccolgono il calore, per poi immetterlo nelle stanze collegate attraverso deflettori controllati.
Technical solutions for heat recovery
L'aria di processo è quella che presenta il maggior potenziale di recupero di calore. In molte applicazioni, l'aria passa attraverso diversi stadi di trattamento a valle del compressore. Filtri, postrefrigeratori ed essiccatori allineano le proprietà dell'aria ai requisiti del rispettivo processo. I componenti chiave per il recupero del calore sono i postrefrigeratori. L'aria calda di processo scorre intorno ad essi. Le versioni acqua-aria sono adatte a campi di temperatura particolarmente elevati. Trasferiscono l'energia termica dall'aria all'acqua più fredda. Gli operatori possono utilizzare direttamente questa acqua riscaldata per i loro processi, o trasferire l'energia a un altro mezzo.
Il riscaldamento degli ambienti, il trattamento dell'acqua calda e il calore di processo sono i campi di applicazione più comuni nelle industrie alimentari. Per i suoi postrefrigeratori con recupero di calore, AERZEN si affida a scambiatori di calore a fascio tubiero compatti. Il fluido compresso scorre attraverso i tubi, che sono più freddi. Questi sono a loro volta circondati da acqua di raffreddamento che scorre in direzione opposta. Questo design è ottimizzato per il flusso e causa solo una minima perdita di carico nel sistema dell'aria di processo. Questo, a sua volta, contribuisce all'efficienza complessiva, poiché i soffiatori o i compressori devono compensare la perdita di pressione, consumando ulteriore energia. I potenti circuiti dell'aria di processo forniscono in modo affidabile aria compressa della qualità richiesta. Grazie al recupero di calore integrato, ottengono il massimo dei voti anche in termini di efficienza energetica e sostenibilità. Un prerequisito per questo è l'adeguamento preciso dei singoli componenti a un sistema complessivo. Pertanto, AERZEN non lascia nulla al caso quando si tratta di scambiatori di calore, utilizzando uno strumento di progettazione per la consulenza. Seleziona il dispositivo giusto per impianti nuovi e vecchi di varie dimensioni.
Fonti di calore nella compressione dell'aria di processo.
Making waste heat usable
Il recupero di calore attraverso il trasferimento di energia dall'aria di processo all'acqua è una fase importante. Ma il potenziale di risparmio diventa finanziariamente ed ecologicamente sostenibile solo quando si sfrutta in modo ottimale l'energia recuperata. È necessario identificare il fabbisogno di calore del processo (o dei processi) che può essere fornito al meglio con l'energia. Nella scelta è necessario tener conto di diversi fattori:
- Vicinanza spaziale tra la fonte di calore e il dissipatore
- Fornitura affidabile al processo di destinazione
- Sincronizzazione della produzione e della domanda di calore
- Differenza di temperatura sufficiente tra i mezzi
Applications for process heat
Quasi tutti gli impianti possono utilizzare il calore recuperato per gli impianti sanitari o per il riscaldamento. A temperature comprese tra 70 e 90°C, l'acqua può persino sostituire una caldaia come fonte di calore. Inoltre, nell'industria alimentare si possono trovare molte applicazioni di processo per acqua calda e vapore, tra cui:
- Riscaldamento
- Pulizia
- Pastorizzazione
- Sterilizzazione
L'energia recuperata dall'impianto dell'aria di processo viene solitamente utilizzata per preriscaldare il fluido. Se il livello della temperatura dell'acqua di raffreddamento scende al di sotto della temperatura target per il fluido di processo, la soluzione non può sostituire completamente il generatore di calore principale. Tuttavia, l'utilizzo del calore recuperato consente di risparmiare immediatamente sui costi energetici. Per un trasferimento efficiente, la differenza di temperatura tra l'acqua in uscita dallo scambiatore di calore e il fluido di destinazione deve essere di almeno 5, o meglio ancora 10, gradi kelvin. È importante che il recupero di calore sia in grado di fornire calore ai processi collegati nel modo più continuo possibile. In questo modo, i costi per l'installazione di scambiatori di calore e linee vengono ammortizzati in un tempo particolarmente breve. Ciò rende il sistema un'opzione interessante anche per i piccoli impianti in funzionamento continuo.
Il flusso continuo di calore di recupero offre un ulteriore potenziale nella progettazione di un nuovo generatore di calore principale per il processo target, o nell'investimento per la sua sostituzione. La stabilità della fornitura di calore consente di ridurre di conseguenza le riserve di capacità per i picchi di fabbisogno termico. Se invece l'emissione di calore dall'impianto di aria di processo non è stabile, l'operatore ha bisogno di un generatore di vapore più efficiente. Gli intervalli di tempo tra la generazione di calore e il suo utilizzo richiedono un costoso stoccaggio intermedio, associato a grandi perdite. Le condizioni strutturali sono un altro criterio per la scelta del dissipatore di calore. Le grandi distanze tra il punto di recupero del calore e il processo determinano costi di linea più elevati e perdite di energia lungo il percorso di trasporto.
Integrated solutions are called for
I circuiti dell'aria di processo sostenibili dispongono ora di un sistema integrato per il recupero del calore. I notevoli vantaggi economici ed ecologici compensano la spesa gestibile in tempi molto brevi. Ciò consente agli operatori di continuare a utilizzare in modo economico e a lungo termine gli impianti più vecchi. Le opportunità delle sovvenzioni offerte dall'Ufficio Federale tedesco per gli Affari Economici e il Controllo delle Esportazioni (BAFA), con il suo programma di finanziamenti per una maggiore efficienza energetica, possono aiutare a realizzare un ammortamento ancora più rapido. L'ambito delle misure ammissibili spazia dall'adeguamento dei controlli del sistema principale e degli scambiatori di calore alla progettazione di nuovi impianti. L'uso di scambiatori di calore di alta qualità e di sistemi di controllo alla fonte di calore non è sufficiente per progettare un sistema efficace di recupero del calore. L'integrazione di processi utente è almeno altrettanto importante. Solo l'interconnessione efficiente tra i punti di emissione e di assorbimento avrà un effetto decisivo sull'efficienza dell'intero sistema.
AERZEN offre consulenza, accessori e manutenzione da un unico fornitore, utilizzando come base i propri dispositivi per il recupero del calore, che possono essere ammodernati in modo flessibile, consentendo così l'ottimizzazione energetica degli impianti più vecchi. In questo modo AERZEN soddisfa la sua pretesa di creare un valore aggiunto a lungo termine per i suoi clienti con i suoi sistemi di aria di processo. Gli specialisti applicativi interni assistono i clienti nel dimensionare i componenti. Su richiesta dei clienti, AERZEN installa anche la sua soluzione per il monitoraggio del sistema. Fornisce le informazioni in tempo reale necessarie per un funzionamento e una manutenzione ottimali.