Odzysk ciepła w transporcie pneumatycznym
Wykorzystanie ciepła odpadowego w procesach
Firmy przywiązują coraz większą wagę do optymalizacji energetycznej swojej produkcji. Kontrolują swoje instalacje i procesy techniczne. Cel: redukcja kosztów i bardziej zrównoważona działalność dzięki racjonalniejszemu wykorzystaniu zasobów. Operatorzy o wysokim zużyciu energii dysponują wyjątkowo skuteczną dźwignią zapewniającą większą wydajność.
Wykorzystanie ciepła odpadowego w procesach
Oprócz inteligentnego sterowania instalacją oraz stosowania wysoce wydajnych sprężarek i dmuchaw, nacisk jest kładziony także na systemy odzyskiwania ciepła. Znaczna część energii wykorzystywanej do wytwarzania sprężonego powietrza jest w naturalny sposób przekształcana w ciepło. Przedsiębiorstwa, przy niewielkich nakładach kapitałowych, mogą odzyskać duże ilości energii cieplnej z powietrza do dalszego wykorzystania. Firmy spożywcze wykorzystują ciepło do ogrzewania i podgrzewania wody, a także bezpośrednio do produkcji.
Maksymalny wzrost wydajności można osiągnąć, wdrażając dla instalacji sprężonego powietrza kompleksową koncepcję gospodarowania ciepłem z wykorzystaniem rozwiązań od AERZEN. Rozwiązania te działają w przypadku nowych instalacji, ale można je również wdrożyć, przy minimalnym wysiłku i nakładach, w istniejących systemach.
Nieuniknione generowanie ciepła przy sprężaniu powietrza
Jeśli chodzi o opłacalność generatorów sprężonego powietrza, decydujące znaczenie ma ich efektywność energetyczna. Specjalista w zakresie powietrza procesowego, firma AERZEN, radzi sobie z tym wyzwaniem poprzez skuteczne doradztwo i szeroki zakres usług, gwarantując ekonomiczne działanie swoich produktów przez cały cykl ich eksploatacji. Środki zwiększające wydajność powietrza technologicznego wykorzystują różnorodny potencjał. Są one nastawione na optymalizację zużycia energii do sprężania, redukcję strat ciśnienia i ekonomiczne koncepcje konserwacji. W ciągłym monitorowaniu wydajności instalacji ważną rolę odgrywają również inteligentne systemy sterowania. Niemniej jednak odzysk ciepła nadal zapewnia zdecydowanie największy potencjał zwiększenia wydajności.
Źródła ciepła w sprężaniu powietrza procesowego
Znaczna część energii zużywanej podczas sprężania zamieniana jest na energię cieplną. Sprężanie powietrza generuje bardzo wysokie temperatury po stronie tłocznej – sięgające 280°C w przypadku zastosowania sprężarki śrubowej. Przy braku odzysku ciepła wentylatory odprowadzają niepotrzebne ciepło do otoczenia. Część energii przechodzi również z powietrza procesowego, poprzez system rur, do otoczenia.
W zależności od instalacji Ty, jako operator, możesz odzyskać do 85% tej cennej energii i wykorzystać ją w szeregu innych zastosowań operacyjnych. Transfer ciepła z powietrza do nośnika (wody) zapewnia niezbędną elastyczność. Jest to realizowane przez specjalne wymienniki ciepła, bezpośrednio za stopniem sprężającym w obiegu powietrza procesowego. Schładzają one powietrze i przekazują ciepło do nośnika, jakim jest woda. Mniejsza część zużywanej energii gromadzi się pod obudową akustyczną sprężarki w postaci ciepła. Silnik, tłumik i sprężarka emitują do powietrza ciepło powstające w wyniku tarcia. Powietrze wywiewane osiąga temperaturę od 30 do 60°C. Można je wykorzystać bez dalszej konwersji do ogrzewania pobliskich pomieszczeń biurowych lub obszarów produkcyjnych. W tym celu firma AERZEN wyposaża swoje dmuchawy i sprężarki w kanały wylotowe. Gromadzą one ciepło, które następnie poprzez sterowane klapy przedostaje się do połączonych pomieszczeń.
Rozwiązania techniczne dla odzysku ciepła
Powietrze procesowe samo w sobie ma największy potencjał odzysku ciepła. W wielu zastosowaniach powietrze wylotowe ze sprężarki przechodzi przez kilka etapów oczyszczania. Filtry, chłodnice końcowe i osuszacze dostosowują właściwości powietrza do wymagań danego procesu. Kluczowymi elementami odzysku ciepła są chłodnice końcowe. Wokół nich przepływa gorące powietrze procesowe. Niektóre warianty konstrukcji wodno-powietrznej są odpowiednie do szczególnie wysokich zakresów temperatur. Przekazują energię cieplną z powietrza do zimniejszej wody. Operatorzy mogą bezpośrednio wykorzystać tę podgrzaną wodę do swoich procesów lub przenieść energię do innego medium.
Ogrzewanie pomieszczeń, uzdatnianie ciepłej wody i ciepło technologiczne to najczęstsze obszary zastosowań w firmach spożywczych. AERZEN w swoich chłodnicach końcowych z odzyskiem ciepła stawia na kompaktowe wymienniki ciepła z wiązkami rurowymi. Sprężone medium przepływa przez rury chłodnicy, które otoczone są wodą chłodzącą, płynącą w przeciwnym kierunku. Konstrukcja ta jest zoptymalizowana pod kątem przepływu i powoduje jedynie minimalny spadek ciśnienia w układzie powietrza procesowego. To z kolei wpływa na ogólną wydajność, ponieważ dmuchawy lub sprężarki muszą skompensować stratę ciśnienia, co dodatkowo zużywa energię. Wydajne obiegi powietrza procesowego niezawodnie dostarczają sprężone powietrze o wymaganej jakości. Dzięki zintegrowanemu odzyskowi ciepła zdobywają również najwyższe oceny pod względem efektywności energetycznej i zrównoważonego rozwoju. Warunkiem jest dokładne dopasowanie poszczególnych komponentów do całego systemu. Dlatego w przypadku wymienników ciepła firma AERZEN nie pozostawia niczego przypadkowi i korzysta z narzędzia projektowego, które pozwala dobrać odpowiednie urządzenie do nowych i starych instalacji różnej wielkości.
Wykorzystanie ciepła odpadowego
Odzysk ciepła poprzez przeniesienie energii z powietrza procesowego do wody jest ważnym krokiem, jednak potencjał oszczędności staje się opłacalny finansowo i ekologicznie dopiero wtedy, gdy odzyskaną energię wykorzystuje się optymalnie. Należy określić zapotrzebowanie na ciepło poszczególnych procesów i wybrać te, które mogą być najlepiej obsłużone. Przy ich wyborze należy kierować się kilkoma kryteriami:
- Bliskość przestrzenna pomiędzy źródłem ciepła a radiatorem
- Niezawodność zasilania procesu odbiorczego
- Synchronizacja wytwarzania i zapotrzebowania na ciepło
- Wystarczająca różnica temperatur pomiędzy mediami
Zastosowania ciepła procesowego
Prawie każdy zakład może wykorzystać odzyskane ciepło do celów sanitarnych lub ogrzewania. Przy temperaturach pomiędzy 70 a 90°C woda procesowa może nawet zastąpić kocioł grzewczy jako źródło ciepła. Ponadto wiele zastosowań procesowych dla gorącej wody i pary można znaleźć w przemyśle spożywczym, między innymi:
- Ogrzewanie
- Czyszczenie
- Pasteryzacja
- Sterylizacja
W tym przypadku energia odzyskana z instalacji powietrza technologicznego jest zwykle wykorzystywana do wstępnego podgrzania medium. Jeżeli jednak temperatura wody chłodzącej spadnie poniżej temperatury docelowej dla medium procesowego, rozwiązanie nie będzie w stanie całkowicie zastąpić głównego generatora ciepła. Jednakże zapewnia natychmiastowe oszczędności w zakresie kosztów energii dzięki wykorzystaniu odzyskanego ciepła. Aby transfer był efektywny, różnica temperatur pomiędzy wodą z wymiennika ciepła a medium docelowym powinna wynosić co najmniej 5, a jeszcze lepiej 10 kelwinów. Ważne jest, aby odzyskiwane ciepło mogło być dostarczane do połączonych procesów w sposób możliwie ciągły. W ten sposób koszty montażu wymienników ciepła i przewodów zwracają się wyjątkowo szybko. To sprawia, że system jest atrakcyjną opcją nawet dla małych zakładów pracujących w trybie ciągłym.
Ciągły przepływ ciepła z odzysku zapewnia dalszy potencjał w zakresie nowego planowania i inwestycji wymiany głównego generatora ciepła dla procesu docelowego. Stabilne dostawy ciepła umożliwiają odpowiednie zmniejszenie rezerw mocy w przypadku szczytowego zapotrzebowania na ciepło. Jednak z drugiej strony, jeśli ciepło z instalacji powietrza procesowego nie jest stale dostarczane, jako operator potrzebujesz bardziej wydajnej wytwornicy pary. Odstępy czasu pomiędzy wytworzeniem ciepła a jego wykorzystaniem wymagają kosztownego magazynowania pośredniego, co wiąże się z dużymi stratami. Kolejnym kryterium wyboru radiatora są warunki konstrukcyjne. Długie trasy transportu pomiędzy odzyskiem ciepła a procesem powodują wyższe koszty linii i straty energii na trasie.
Potrzeba zintegrowanych rozwiązań
Zrównoważone obiegi powietrza procesowego mają teraz wbudowany system odzyskiwania ciepła. Znaczące korzyści ekonomiczne i ekologiczne rekompensują wydatki w bardzo krótkim czasie. Umożliwia to operatorom długoterminowe i ekonomiczne wykorzystanie starszych instalacji. Możliwości dotacji oferowane przez Federalny Urząd ds. Gospodarki i Kontroli Eksportu (BAFA) w ramach programu finansowania na rzecz większej efektywności energetycznej mogą pomóc w jeszcze szybszej amortyzacji. Zakres środków kwalifikowanych sięga od modernizacji głównych systemów sterowania i wymienników ciepła po nowo zaprojektowane instalacje. Zastosowanie wysokiej jakości wymienników ciepła i systemów sterowania na źródle ciepła nie wystarczy do zaprojektowania efektywnego systemu odzysku ciepła. Co najmniej równie ważne jest zintegrowanie procesów użytkownika. Tylko sprawne połączenie źródeł i odbiorników będzie miało decydujący wpływ na wydajność całego systemu.
Firma AERZEN oferuje doradztwo, akcesoria i usługi konserwacyjne z tego samego źródła, bazując na własnych urządzeniach do odzysku ciepła. Można je elastycznie doposażać, co umożliwia optymalizację energetyczną starszych instalacji. W ten sposób AERZEN, dzięki swoim systemom powietrza procesowego, spełnia podjęte zobowiązanie do tworzenia długoterminowej wartości dodanej dla swoich klientów. Wewnętrzni specjaliści ds. zastosowań wspierają klientów w doborze odpowiednich komponentów. Na życzenie klientów AERZEN instaluje również swoje rozwiązanie do monitorowania systemu, które dostarcza w czasie rzeczywistym informacji niezbędnych do optymalnej pracy i konserwacji.
