Warmteterugwinning bij pneumatisch transport
Afvalwarmte bruikbaar maken voor processen
Bedrijven hechten steeds meer belang aan de energieoptimalisatie van hun productie. Ze nemen hun technische installaties en processen onder de loep. Het doel: kosten te verlagen en de duurzaamheid van de activiteiten te verhogen door een rationeler gebruik van grondstoffen. Gebruikers met een hoog energieverbruik kunnen profiteren van een bijzonder effectieve methode voor meer efficiëntie.
Afvalwarmte bruikbaar maken voor processen
Naast slimme installatiebesturing en het gebruik van zeer efficiënte compressoren en blowers, ligt de focus vooral op warmteterugwinningssystemen. Een aanzienlijk deel van de energie die wordt gebruikt voor het opwekken van perslucht wordt op natuurlijke wijze omgezet in warmte. Bedrijven kunnen echter grote hoeveelheden warmte-energie uit de lucht terugwinnen voor verder gebruik met slechts lage kapitaalinvesteringen. Levensmiddelenbedrijven gebruiken warmte voor verwarming en de bereiding van warm water, maar ook rechtstreeks voor de productie.
U kunt maximale efficiëntieverhogingen bereiken door een uitgebreid warmteconcept voor uw persluchtinstallatie te implementeren met de oplossingen van AERZEN. Dit werkt voor nieuwe installaties, maar kan ook worden gerealiseerd voor bestaande systemen met slechts minimale inspanningen en uitgaven.
Bij het genereren van perslucht is warmteontwikkeling onvermijdelijk
Energie-efficiëntie is van cruciaal belang voor de economische levensvatbaarheid van persluchtgeneratoren. Procesluchtspecialist AERZEN gaat deze uitdaging aan met een efficiënt aanbod adviezen en diensten, dat de juiste werking van de producten gedurende hun volledige levenscyclus garandeert. Er zijn diverse mogelijkheden om maatregelen te treffen om de efficiëntie van proceslucht te verhogen. Ze zijn gericht op een optimaal energiegebruik voor compressie, de vermindering van drukverliezen en het gebruik van zuinige onderhoudsconcepten. Slimme systemen spelen ook een belangrijke rol in de continue monitoring van de prestaties van de installatie. Toch biedt warmteterugwinning nog steeds veruit het grootste potentieel om de efficiëntie te verhogen.
Warmtebronnen in de compressie van proceslucht
Een aanzienlijk deel van de energie die in de compressortrap wordt gebruikt, wordt omgezet in thermische energie. De compressie van lucht genereert zeer hoge temperaturen aan de uitblaaszijde: tot 280 °C bij gebruik van bijvoorbeeld een schroefcompressor. Zonder warmteterugwinning voeren ventilatoren de onnodige warmte af naar de omgeving. Een deel van de energie gaat ook van de proceslucht door het pijpleidingsysteem naar de omgeving.
Afhankelijk van de installatie kunt u als exploitant tot 85% van deze waardevolle energie terugwinnen en gebruiken voor een reeks andere bedrijfstoepassingen. De overdracht van warmte van de lucht naar het transportmedium, water, zorgt voor de nodige flexibiliteit. Dit wordt gerealiseerd door speciale warmtewisselaars, direct na de compressortrap in het procesluchtcircuit. Deze warmtewisselaars koelen de lucht af en geven de warmte af aan het transportmedium, in dit geval water. Een kleiner deel van de gebruikte energie hoopt zich op onder de akoestische omkasting van de compressor, in de vorm van warmte. De motor, geluiddemper en compressor geven warmte af aan de lucht, bijvoorbeeld door wrijvingsverliezen. De uitlaatlucht bereikt temperaturen tussen 30 en 60 °C. Deze kan zonder verdere conversie worden gebruikt om nabijgelegen kantoorgebouwen of productieruimtes te verwarmen. Om deze reden rust AERZEN haar blowers en compressoren uit met uitlaatkanalen. Deze kanalen bundelen de warmte, die vervolgens via gecontroleerde kleppen de aangesloten kamers binnenkomt.
Technische oplossingen voor warmteterugwinning
De proceslucht zelf heeft het grootste potentieel voor warmteterugwinning. In veel toepassingen gaat de lucht na de compressor door verschillende behandelingsfasen. Filters, nakoelers en drogers stemmen de eigenschappen van de lucht af op de vereisten van het betreffende proces. De belangrijkste onderdelen voor warmteterugwinning zijn nakoelers. De hete proceslucht stroomt om deze koelers heen. De water-lucht-ontwerpvarianten zijn geschikt voor bijzonder hoge temperatuurbereiken. Ze brengen warmte-energie van de lucht over naar het koudere water. Gebruikers kunnen dit verwarmde water direct gebruiken voor hun processen of de energie overbrengen naar een ander medium.
Ruimteverwarming, warmwaterbereiding en proceswarmte zijn de meest voorkomende toepassingsgebieden in voedselverwerkende bedrijven. AERZEN vertrouwt op compacte buizenwarmtewisselaars voor haar nakoelers met warmteterugwinning. Het gecomprimeerde medium stroomt door de koelpijpleidingen. Deze worden omringd door koelwater dat in tegengestelde richting stroomt. Dit ontwerp is stromingsgeoptimaliseerd en veroorzaakt slechts een minimale drukval in het procesluchtsysteem. Dit draagt weer bij aan de algehele efficiëntie, omdat blowers of compressoren het drukverlies moeten compenseren, wat extra energie kost. Krachtige procesluchtcircuits leveren betrouwbaar perslucht van de vereiste kwaliteit. Dankzij de geïntegreerde warmteterugwinning scoren ze ook bijzonder goed op het gebied van energiezuinigheid en duurzaamheid. Een eerste vereiste hiervoor is de nauwkeurige aanpassing van individuele componenten aan een totaalsysteem. Daarom laat AERZEN niets aan het toeval over als het op warmtewisselaars aankomt. Met behulp van een ontwerptool wordt het juiste apparaat voor nieuwe en oude installaties van vele groottes geselecteerd.
Afvalwarmte bruikbaar maken
Warmteterugwinning door energie uit proceslucht over te brengen op water is een belangrijke stap. Het besparingspotentieel wordt echter pas financieel en ecologisch effectief als u de opgewekte energie optimaal benut. Het is belangrijk om te bepalen welke processen warmte nodig hebben en welke energie het beste geleverd kan worden. Bij het maken van uw keuze moet u rekening houden met een aantal criteria:
- Ruimtelijke nabijheid tussen warmtebron en koellichaam
- Betrouwbare levering van het ontvangende proces
- Synchronisatie van warmteopwekking en -vraag
- Voldoende temperatuurverschil tussen media
Toepassingen voor proceswarmte
Bijna elke fabriek kan de teruggewonnen warmte gebruiken voor sanitaire voorzieningen of verwarming. Bij temperaturen tussen 70 en 90°C kan water zelfs een verwarmingsketel vervangen als warmtebron. Verder zijn er veel procestoepassingen voor heet water en stoom te vinden in onder andere de voedingsindustrie:
- Verwarming
- Reiniging
- Pasteurisatie
- Sterilisatie
Hier wordt de energie die wordt teruggewonnen uit de procesluchtinstallatie meestal gebruikt om het medium voor te verwarmen. Als de temperatuur van het koelwater onder de doeltemperatuur voor het procesmedium zakt, kan de oplossing de hoofdwarmtebron niet volledig vervangen. Toch wordt er onmiddellijk bespaard op energiekosten door de teruggewonnen warmte te gebruiken. Voor een efficiënte overdracht moet het temperatuurverschil tussen het water van de warmtewisselaar en het doelmedium minstens 5 à 10 Kelvin zijn. Het is belangrijk dat warmteterugwinning de aangesloten processen zo continu mogelijk van warmte kan voorzien. Op deze manier zijn de kosten voor de installatie van warmtewisselaars en leidingen bijzonder snel terugverdiend. Dit maakt het systeem een aantrekkelijke optie, zelfs voor kleine installaties die continu in bedrijf zijn.
Continue terugwinning van warmte biedt nog meer potentieel bij de nieuwe planning van, en vervangingsinvesteringen voor, de belangrijkste warmtegenerator voor het doelproces. Dankzij de stabiele warmtetoevoer kunt u de capaciteitsreserves voor piekwarmtebehoeften dienovereenkomstig verlagen. Als daarentegen de warmte van de procesluchtinstallatie niet stabiel wordt geleverd, heeft u als gebruiker een efficiëntere stoomgenerator nodig. Het tijdsverloop tussen de opwekking van warmte en het gebruik ervan vereist dure tussenopslag, wat gepaard gaat met grote verliezen. De structurele omstandigheden zijn een ander criterium voor de keuze van het koellichaam. Lange transportroutes tussen warmteterugwinning en het proces veroorzaken hogere lijnkosten en energieverliezen op de transportroute.
Geïntegreerde oplossingen zijn nodig
Duurzame procesluchtcircuits hebben nu een geïntegreerd systeem voor warmteterugwinning. De aanzienlijke economische en ecologische voordelen compenseren de beheersbare uitgaven in zeer korte tijd. Hierdoor kunnen gebruikers hun oudere installaties op lange termijn betaalbaar blijven gebruiken. Subsidiemogelijkheden, zoals aangeboden door het Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) met het financieringsprogramma voor meer energiezuinigheid, kunnen helpen om nog sneller te besparen. De maatregelen die in aanmerking komen variëren van het achteraf installeren van hoofdbesturingssystemen en warmtewisselaars tot nieuw ontworpen installaties. Het gebruik van hoogwaardige warmtewisselaars en besturingssystemen bij de warmtebron is niet voldoende om een effectief systeem voor warmteterugwinning te ontwerpen. De integratie van gebruikersprocessen is minstens even belangrijk. Alleen de efficiënte interconnectie van bronnen en putten zal een beslissend effect hebben op de efficiëntie van het gehele systeem.
AERZEN biedt advies, accessoires en onderhoud vanuit één hand, waarbij onze eigen producten voor warmteterugwinning als basis worden gebruikt. Ze kunnen flexibel achteraf worden geïnstalleerd en maken zo de energetische optimalisatie van oudere installaties mogelijk. Dit is de manier waarop AERZEN haar claim waarmaakt om met de procesluchtsystemen toegevoegde waarde op lange termijn te creëren voor alle klanten. Onze interne toepassingsspecialisten ondersteunen de klanten bij het dimensioneren van componenten. AERZEN installeert ook een systeemmonitoringsoplossing op verzoek van klanten. Het biedt de real-time informatie die nodig is voor een optimale werking en onderhoud.
