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Wie man die Abfallwärmerückgewinnung berechnet

Die Industrie lebt heute von dem Mantra, einen effizienten Energieverbrauch zu suchen. Unternehmen mit Prozessen, die einen hohen Energieverbrauch erfordern, sollten auf eine Verbesserung der Energieeffizienz und Minimierung von Verschwendung achten. Industrieanlagen betrachten zunehmend Wärmerückgewinnungsmethoden als Mittel zur Verbesserung der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit ihres Geschäfts.

Lionel Macey, Gründer und Technischer Direktor von ThermTech Ltd., dem in Großbritannien ansässigen Spezialisten für industrielle Abwärmerückgewinnung und Gaskühlung und -reinigung, gibt einen Einblick in die Berechnung und das Verständnis von Abwärme und hebt die Vorteile hervor, die Unternehmen bei der Implementierung eines Abwärmeübertragungssystems erwarten können.

Eine erhebliche Reduzierung der Energiekosten, die zum Heizen von Wasser in einem Dampfkessel verwendet werden, kann durch Anwenden eines maßgeschneiderten Gas-zu-Wasser-Wärmetauschersystems erreicht werden. Zweck entwickelt und installiert um den Gasabzug eines bestehenden Dampfkessels, wird das verbrauchte Gas ausgetauscht und zum Erhitzen von Wasser verwendet. Das erwärmte Wasser wird dem ankommenden Wasser zugeführt, das den Kessel speist. Die daraus resultierende Erhöhung der Wassereintrittstemperatur reduziert die zur Erzeugung von Dampf erforderliche Kesselenergie.

Warum Wärmerückgewinnung wichtig ist

Energieeffizienz ist eine ständige Herausforderung für die Industrie. Weltweit akzeptiert und anerkannt von vielen als eine Voraussetzung, beste Geschäftspraxis diktiert Wege zur Verbesserung der betrieblichen Effizienz sollte gesucht werden. Auf kurze Sicht reduziert der Vorteil, dies zu erreichen, Treibstoffrechnungen und somit Betriebskosten; langfristig werden die globalen Kohlendioxidemissionen reduziert.

Die meisten industriellen Prozesse benötigen Energie, jedoch wird nur ein Teil des Energieeintrags für jeden Prozess verwendet. Der Rest der ungenutzten Energie wird in der Regel in Form von Wärme entweder in gasförmiger oder in flüssiger Form an die Umwelt abgegeben. Es ist möglich, den Großteil dieser Energie durch Abwärmenutzung wiederzugewinnen. Diese Energie kann die Energiequelle für drei allgemeine Anwendungen werden; Thermische Heizung, Stromerzeugung und Kühlung. Die Wärme wird entweder auf den gleichen Prozess zurückgeführt, für den sie ursprünglich erzeugt wurde, oder für einen anderen Prozess in der Anlage verwendet.

Abwärmeströmung berechnen

Die Kenntnis der gesamten Wärmestromrate aus dem Abfallstrom ermöglicht es, den potentiellen Wert dieser Wärme zu bestimmen. Somit können die Investitionskosten berechnet und eine Entscheidung getroffen werden, ob das Projekt wirtschaftlich sinnvoll ist. Die folgende Formel bestimmt, ob genügend Volumen für die Abwärmerückgewinnung zur Verfügung steht.

Q = SV & rgr; Cp & Dgr; T

S = Querschnittsfläche (m2) der Abfallrohrleitung
V = Strömungsgeschwindigkeit (m / sec)
ρ = Mediendichte (kg / m3)
Cp = spezifische Wärmekonstante der Medien (kJ / Kg. ° C)
ΔT = Temperaturdifferenz (° C)

"Q" aus der obigen Berechnung ist die theoretische maximale Durchflussrate von Abwärme, die in einem perfekten System für die Rückgewinnung verfügbar ist, jedoch wird nicht all diese Abwärme wiedergewonnen werden. Die Berechnung des optimalen Werts für "Q" erfordert zusätzliche Details der aktuellen Installation, z. genaue Temperaturen des Zu- und Abflusswassers oder -gases und Ort der Prozessrohrleitung der Abwärmequelle, bezogen auf den möglichen Einbauort der Abwärmerückgewinnungsanlage.

Die Umwandlung von Abwärme in eine effiziente Art von Energiespeichermedien, wie z. B. Wasser oder thermisches Wärmeübertragungsfluid, wird die Wärmeverluste reduzieren und es ermöglichen, dass die Abfallenergie effektiv von ihrer Quelle dorthin, wo sie angewendet wird, bewegt wird. In den meisten Anwendungen wird Abwärme in Form von Gas vorliegen, was aufgrund der schnellen Energieverluste ein ineffizientes Energiespeichermedium ist. Energie in Gasform hat eine ungefähr zehnmal geringere Wärmekonstante als die einer Flüssigkeit, mit der Folge, dass die von Luft absorbierte Energie zehnmal schneller abgeführt wird. Durch die Umwandlung von Gaswärme in flüssige Wärme behält die Flüssigkeit daher Wärme zehnmal länger bei.

Berechnung der Projektkosten aus dem Abwärmestrom

Die Geschäftspraxis definiert, dass der Return on Investment das wichtigste Entscheidungskriterium für die Durchführung eines Projekts ist. Die Wärmerückgewinnung ist keine Ausnahme, und während man an der Oberfläche die Wiederverwendung verbrauchter Energie als einen Bonus für die Umweltfreundlichkeit eines Unternehmens und dessen Auswirkungen auf die Umwelt sehen kann, gelten die Geschäftsregeln. Ein Wärmerückgewinnungsprojekt muss entweder die Energiekosten bei der derzeitigen Produktivitätsleistung reduzieren oder versuchen, die Produktivität mit den derzeitigen Ausgaben für Energie zu steigern.

Um die Kostenvorteile zu ermitteln, die ein Unternehmen erzielen wird, sollte eine Rechtfertigung im Hinblick auf den Vergleich der Energiekosten des bestehenden Prozesses vor der Wärmerückgewinnung und der berechneten Kosten nach der Installation eines Wärmerückgewinnungssystems gesucht werden.

Bei allen Projekten zur Abwärmenutzung verdrängt die rückgewonnene Wärme ein Medium wie Dampf, das mit einem anderen Gerät, z. B. einem Kessel, erzeugt werden müsste. Dieses Gerät hat ebenfalls eine entsprechende Effizienz, und die Heizleistung ist immer geringer als die Wärmezufuhr. Verwenden Sie die folgenden Gleichungen, um den monetären Wert des Abwärmestroms zu bestimmen.

Q = Abfall-Energieflussrate (kW / Stunde)
Wert = Geldwert pro Stunde des Abwärmestroms
Q = maximaler Abwärmestrom in kW / Stunde (zuvor berechnet)
Kosten pro Einheit = Stückkosten des Abfallstroms in "Währung" pro kW

Stückkosten = Kraftstoffkosten / Effizienz

Kosten pro Einheit = m'Währung 'pro kW
Treibstoffkosten = Kosten für den Kraftstoff, der in der Währung pro kW verwendet wird
Leistungsfähigkeit = Effizienz der ungenutzten Ausrüstung
(Zum Beispiel, ein Dampfkessel @ 75% = Effizienz 0.75)

Die besten Ergebnisse erzielen

Die Technik hinter Wärmerückgewinnungssystemen ist ziemlich komplex und Unternehmen sollten erfahrene und vertrauenswürdige Partner ansprechen, um ein Projekt zu entwickeln. Bevor Sie fortfahren, ist es wichtig, den ROI festzulegen und die Durchführbarkeit des Projekts zu bestimmen. Mit dem richtigen Design und der Anwendung von Tontechnik ist es möglich, ein Abwärmenutzungssystem zu implementieren, von dem das Unternehmen viele Jahre profitieren wird.

Prozessindustrie Informer

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