A fenntarthatóság és a hatékonyság nélkülözhetetlen az iparágban. Ezek ma kétségtelenül a legfontosabb kihívások közé tartoznak, amelyekkel a rendszergyártóknak és üzemeltetőknek szembe kell nézniük. A technológiai levegő előállítása azonban természeténél fogva viszonylag nagy mennyiségű energiát igényel. A folyamatban nagy mennyiségű, technológiai levegőnek nevezett hőenergia szabadul fel. Nem csak a keltett légáramban keletkezik hőenergia, hanem a zajcsökkentő burkolat alatt is, a motor, a hangtompító és a kompresszor hővesztesége következtében. Ez a hőenergia korábban gyakran veszendőbe ment.
Nagy teljesítményű kompresszorok gyártójaként az AERZEN régóta fejleszt innovatív megoldásokat a hőenergia gyakorlati hasznosítására. Ennek eredményeként a vállalat egyetlen forrásból kínál korszerű sűrített levegős technológiákat és megfelelő méretű hővisszanyerési rendszereket a telepek üzemeltetői számára.
A hővisszanyerő rendszerek üzembe helyezésé igen jelentős megtakarítás érhető el: a hőenergia akár 85 százaléka hasznosítható egyéb műveletekhez, mint például vízmelegítéshez, szárítási folyamatokhoz vagy levegő előmelegítéséhez. Ezáltal kiküszöbölhetők az energiaveszteségek, mint például a felmelegített levegő kiszellőztetéséből adódó. A hővisszanyerés ezért célirányos, erőforrás-megtakarító energiamegőrzést jelent.
Egy hővisszanyerő rendszer beruházási költségei viszonylag alacsonyak, és az energiamegtakarításból gyorsan megtérülnek Régebbi telepek is átalakíthatók és optimalizálhatók különösebb idő- és pénzráfordítás nélkül. AERZEN szívesen segít Önnek egyedi megoldások megvalósításában. A hővisszanyerés folyamatok és alkalmazások széles tartományában alkalmazható:
Minden teleptervező célja a költségek csökkentése a folyamatban felhasznált energia lehető leghatékonyabb hasznosításával. A sűrített levegő előállításának területén a hővisszanyerés az e kihívásra adott válasz egyszerű módja. Annak megértéséhez, hogy egy működő kompresszor miért állít elő hőenergiát és ez az energia hogyan hasznosítható, érdemes megvizsgálni a légkompresszorok működési elvét:
A sűrített levegő előállítása során keletkezett hulladékhő nagy mennyisége semmit sem árul el a gép hatékonyságáról. Ez egy olyan melléktermék, amely a technológiai levegő előállítása során szükségszerűen keletkezik. A szennyvízkezelő telepek üzemeltetői régóta nincsenek tudatában a hulladékhőben rejlő jelentős energiapotenciálnak. A hő rendszerint kétféle módon keletkezik: egyrészről a közegnek a szerelvény általi sűrítéséből, másrészről a hulladékhőből (hűtőlevegő) a motorból, a zajcsillapítóból valamint az olajhűtő kimeneti levegőjéből.
A gépek, mint például a csavarkompresszorok és a térfogat-kiszorításos fúvók a beszívott környezeti levegőt erőcsavarok vagy forgódugattyúk útján sűrítik. A levegő sűrítésének ez a formája egy termodinamikus folyamat, amely felmelegíti a beszívott közeget, mint például a levegőt vagy gázt. Fizikai szempontból a folyamat az elektromos energiát hőenergiává alakítja át. Kompresszorok alkalmazása esetén a technológiai gáz hőmérséklete elérheti a 280°C-ot.
A logikus megközelítés az, hogy a hőnek a technológiai levegőből való kinyeréséhez hőcserélőket alkalmaznaka hőcserélőket építenek be a légáramba, akkor egy közeg, mint például víz áramolhat át rajtuk, egyidejűleg hőt távolítva el a légáramból A felmelegített levegő technológiai vagy üzemi vízként kerül újrafelhasználásra vagy betáplálásra a központi fűtési rendszerbe. Az AERZEN erre a célra pontosan megtervezett hőcserélőket alkalmaz, amelyek az átadható hő maximális mennyiségét minimális nyomásveszteséggel alakítják át.
További hőenergia a szerelvény zajcsökkentő burkolata alatt képződik a motor, az olajhűtő, a kompresszor fokozat, a forgódugattyú fokozat, a csővezeték és a zajcsillapító kisugárzása által. Ez az erősen felmelegített hűtőlevegő gyakorlati használatra is bevethető. A hő a kilépő levegőnek a szerelvénybe beépített csatornáiban állandósítható és hűtőlevegőként továbbítható a szomszédos helyiségekbe és műhelyekbe. A légáramot egy ellenőrzött hőmérsékletű kimenet szabályozhatja, egyenletes környezeti hőmérséklet keletkezik. Ha például nyáron nincs szükség melegítésre, akkor a hőfelesleg kivezethető a szabadba.
A szennyvízkezelés az Aerzener Maschinenfabrik egyik alaptevékenysége. Ez nem csak az egyedi tervezésű, optimális gépi technológiát foglalja magában, hanem a hő visszanyerésének koncepcióit is. A szennyvízkezelő telepeken a szerelvényeket rendszerint a levegőztetőtartályok levegőztetésére alkalmazzák. A folyamatban egy kb. 1 bar nyomású levegőáramot állítanak elő AERZEN térfogat-kiszorításos fúvók, turbófúvók és kompresszorok segítségével, amelyek együttesen vagy egyedi összeállításban működnek. A légáramot a levegőztetőtartályokba szivattyúzzák (a telep „biológiája”). A levegő oxigéntartalma döntő szerepet játszik a folyamat fontos lépésében: a biológiai szennyvízkezelésben.
Egy szennyvízkezelő telep teljes energiaköltségéből természetesen a légáram előállítása képviseli a legnagyobb hányadot. A megtakarítási potenciál ezen a területen különösen magas. Jelentős lehetőségek adódnak: egyetlen 22 kW teljesítményű kompresszor fedezheti egy családi ház fűtési szükségleteit.
Az Aerzener Maschinenfabrik számos sikertörténete mutatja, miként javítható jelentősen egy szennyvízkezelő telep energiamérlege hővisszanyerési megoldások alkalmazásával és az optimális géptechnológia kiválasztásával minden egyes alkalmazáshoz. Itt számos példát találhat:
Az AERZEN-nel együttműködésben megvalósított nagy hatékonyságú hővisszanyerést példázza az Essen-Kupferdreh szennyvízkezelő telep is. A telep négy térfogat-kiszorításos fúvó segítségével juttat levegőt a levegőztetőtartályokba. Egy csőköteges hőcserélő beállításának köszönhetően a telep most praktikusan és hatékonyan hasznosítja a fúvóktól származó hulladékhőt. Az összetevőből érkező átalakított energia most hőenergiát juttat el a fűtőrendszerbe és a közbenső tartályba melegvíz előállításához. A keletkező megtakarítások rendkívül jelentősek: egyedül a hővisszanyerés évente több mint 30000 euró megtakarítását teszi lehetővé Essen-Kupferdreh-ben.
A bajorországi, wertachi szennyvízkezelő telepen egy hőcserélő alkalmazásának köszönhetően nem volt szükség új égőfejre kazánvíz melegítéséhez. Wertachban az alap munkaterheléshez két fix sebességű Delta fúvót alkalmaznak. Amikor a igények magasabbak, mint például azokban az időszakokban, amikor nagyobb számban érkeznek kirándulók és síelők, akkor egy változó sebességű harmadik fúvót aktiválnak.
A kompressziós folyamat által meleg, 68°C-os levegőt egy levegő-víz lemezes hőcserélő 30°C alá hűti. A keletkezett csaknem 40°C-os delta így felhasználható a fűtőrendszer kazánvizének tárolására. A rendszerbe beépített hőcserélő áramlásoptimalizált profilokkal van felszerelve, és csaknem egyáltalán nem okoz nyomásveszteséget a technológiai levegőáramban.
Ha nincs szükség melegítésre (pl. nyáron), akkor egyszerűen kikapcsolható. A csővezetékben lévő mechanikai szelep segítségével a levegő egy része vagy egésze nem a hőcserélőn át, hanem közvetlenül a levegőztető medencébe vezethető be. Ezáltal az igényvezérelt szabályzás és hővisszanyerés mindig lehetséges. Wertachban a hővisszanyerés évente mintegy 1850 liter tüzelőolaj megtakarítását tette lehetővé. A témáról további információk olvashatók a vevőmagazinunkban, a „Hatékony fűtés hulladékhővel” című cikkben.
Az 1960-as években épült Filderstadt-Bonlanden (Baden-Württemberg tartomány) szennyvízkezelő telep négy Delta Hybrid forgólapátos kompresszorát az AERZEN-nel együttműködésben megvalósított korszerűsítési és felújítási projekt keretében hővisszanyerő rendszerrel látták el.
A szerelvények kombinációjával 100%-ban olaj- és abszorbensmentes levegőt állítanak elő a levegőztetőtartályok igen energiahatékony levegőztetéséhez Az olaj- és abszorbensmentes működés nem csak a szerviz és a karbantartás területén eredményez megtakarítást, de a telep folyamatmegbízhatóságát is javítja. A korszerűsítési intézkedések megvalósítása után a rendszer a gép által felmelegített környezeti levegőt egy kinyerési rendszer útján kezdte keringtetni és felhasználni más technikai helyiségek fűtésére.
A legnagyobb megtakarítást azonban azzal érték el, hogy a csőköteges hőcserélőt bekapcsolták a rendszer fő csővezetékébe. Ennek köszönhetően a vízmelegítés költségeit teljesen ki lehetett küszöbölni. A filderstadt-bonlandeni hővisszanyerésről vevőmagazinunkban olvasható cikk „Minden kilowatt optimálisan hasznosítva” címen.
A pneumatikus szállítás ömlesztett termékek, mint például liszt, porok, homok és cement levegő segítségével történő szállítását jelenti. Számos iparágban alkalmazzák, mint például az élelmiszer-feldolgozásban, ömlesztett termékeknél, vegyszereknél és egyéb anyagoknál. A szükséges légáram előállításához gyakran alkalmaznak AERZEN kompresszorokat, fúvókat és forgólapátos kompresszorokat. A folyamatban igen magas kimeneti levegőhőmérséklet érhető el.
Az általában 20°C körüli hőmérsékletű beszívott környezeti levegő például csavarkompresszorok segítségével történő alkalmazásokban, a kompressziós folyamat következtében elérheti a 280°C-ot. Annak elkerülésére, hogy a szállított ömlesztett áru a magas hőmérséklet következtében kárt szenvedjen, a technológiai levegőt gyakran vissza kell hűteni. A hő a sűrített levegőből hőcserélő segítségével vonható ki és használható fel fűtésre, víz melegítésére vagy technológiai hő előállítására. A kialakítástól függően, a hőcserélő beiktatása miatti nyomásveszteség az utóhűtőben keletkező abszolút bemeneti nyomáshoz viszonyítva 1–3%. A motor meghajtási kimenetének ebből eredő emelkedése elhanyagolható a hőcserélő által megtakarított energiával összevetve.
Egy hővisszanyerési megoldás kiválasztása előtt számos tényezőt kell figyelembe venni.
Először is a szerkezeti feltételeket kell ellenőrizni. Ha túl távol helyezkednek el egymástól, akkor a szállítás és a csővezeték létesítésének magasabb költsége miatt energiaveszteségek keletkeznek. Ha a hő továbbítása vagy tárolása sok munkával jár, akkor magasabb beruházási költségel kell számolni. Ezenkívül ahhoz, hogy a hővisszanyerő létesítmény kifizetődő legyen, a ΔT-nek legalább 5-10 C különbséget kell kitennie a telep hulladékhő-forrása és a hőelvezető között.
Általánosságban kijelenthető, hogy a hővisszanyerés akkor különösen előnyös, ha nagyméretű szerelvényekhez és folyamatosan működő termelési folyamatokhoz alkalmazzák. De a hővisszanyerő rendszer ott is kifizetődhet, ahol a hulladékhő mennyisége alacsonyabb, de a hőmennyiség magasabb. A hővisszanyerés elvileg annál jövedelmezőbb, minél folyamatosabban működnek a berendezések.
A sűrített evegő előállításához szükséges tetemes energiamennyiség különböző módokon nyerhető vissza és használható fel. Az AERZEN technológiái és szaktudása segítségével új projektek tervezhetők a szennyvízkezelés és a pneumatikus továbbítás terén, a hőenergiát helyiségek, csarnokok vagy víz (technológiai vagy szervizvíz) előállítására vagy a termelési folyamat lépéseinek céljára hasznosítva. Számos különböző alkalmazásra van mód.
Meglevő telepek is korszerűsíthetők, a hatékonyságukat javító egyszerű eszközökkel. Az AERZEN e területen szolgáltatások széles körét kínálja a vevőinek, például 24 órás telefonos tájékoztató szolgáltatást, gépdiagnózist és AERaudit-ot, amelynek keretében a szervizmunkatársak tervet dolgoznak ki a telep korszerűsítésére.
Az AERZEN gépház-szellőztetési kalkulátor segítségévela mérnökök és a szennyvízkezelő telepek tulajdonosai saját maguk találhatják meg a telepükhöz a megfelelően megtervezett hőcserélőt.
OLDALAK A VILÁG SZENNYVÍZKEZELÉSE TÉMÁJÁBAN:Víz- és szennyvízkezelés | Teljesítmények szennyvízkezelő telepek üzemeltetői számára | Esettanulmányok | Performance³ | Wastewater treatment guide | Teljesítménykalkulátor
