Sustenabilitatea și eficiența sunt indispensabile în industrie. Astăzi, ele se numără, fără îndoială, printre cele mai importante provocări cu care se confruntă producătorii și operatorii sistemelor. Oricum, prin natura sa, generarea aerului de proces necesită o cantitate relativ mare de energie. O cantitate mare de energie termică, cunoscută drept căldură de proces, este eliberată în timpul procesului. Aceasta nu apare numai în debitul de aer generat, ci și sub carcasa de insonorizare, datorită pierderii de căldură de la motor, amortizorul de zgomot și de la compresor. În trecut, adesea, această cantitate de căldură rămanea neutilizată.
În calitate de producător de compresoare de înaltă performanță, AERZEN a dezvoltat mult timp soluții inovatoare pentru a utiliza în mod practic această energie termică. Drept rezultat, compania oferă operatorilor de instalații tehnologie de ultimă generație pentru aerul comprimat și sisteme corect dimensionate pentru recuperarea căldurii dintr-o singură sursă.
Economiile potențiale care ar putea rezulta din instalarea unui sistem de recuperare a căldurii sunt imense: până la 85% din energia termică poate fi folosită cu ușurință pentru alte operațiuni, cum ar fi încălzirea apei, procese de uscare sau preîncălzirea aerului de arzător. Pierderile de energie, cum ar fi cele produse de evacuarea în exterior a aerului încălzit, sunt evitate. De aceea, recuperarea căldurii înseamnă conservarea țintită a energiei, cu economii de resurse.
Cheltuielile de investiții pentru un sistem de recuperare a căldurii sunt relativ scăzute și sunt compensate rapid de economiile de energie. Și instalațiile mai vechi pot fi echipate și optimizate fără a consuma mult timp și bani. AERZEN vă ajută cu plăcere la implementarea de soluții individuale. Recuperarea căldurii poate fi implementată pentru o gamă largă de procese și utilizări:
Obiectivul fiecărui proiectant de instalații este să reducă cheltuielile prin utilizarea cât mai eficientă a energiei introduse într-un proces tehnologic. În domeniul producției de aer comprimat, recuperarea căldurii este un mod simplu de a îndeplini această provocare. Pentru a înțelege de ce un compresor în funcțiune generează energie termică și cum poate fi folosită această energie, ar fi util să aruncăm o privire asupra principiului de funcționare a unui compresor de aer:
Cantitatea mare de căldură reziduală, produsă când este generat aerul comprimat, nu dă informații despre eficiența utilajului. Este un produs secundar, care apare când este generat aerul de proces. Operatorii stațiilor nu au fost conștienți mult timp, de potențialul masiv de energie conținut în acesta. De regulă, căldura este generată în două moduri diferite: pe de o parte, din compresia mediului de către agregat și pe de altă parte, din căldura reziduală (aer de răcire) de la motor, camera de compresie și amortizor și aerul de evacuare de la răcitorul de ulei.
Utilajele, cum ar fi compresoarele cu șurub și suflantele volumetrice, comprimă aerul aspirat din împrejurimi prin intermediul pistoanelor cu șurub sau rotative. Această formă de comprimare a aerului este un proces termodinamic care încălzește mediul aspirat, de exemplu aer sau gaz. Din punct de vedere fizic, procesul convertește energia electrică în energie termică. Când sunt utilizate compresoare, gazul de proces poate atinge temperaturi de 280°C.
Abordarea logică pentru recuperarea căldurii din aerul de proces este folosirea schimbătoarelor de căldură; când acestea sunt integrate în debitul de aer, un mediu, cum ar fi apa, poate curge prin ele și poate fi încălzit la o temperatură presetată, eliminând simultan căldura din debitul de aer. Apa încălzită poate fi refolosită ca apă de proces sau industrială , ori poate fi introdusă în sistemul central de încălzire. AERZEN oferă schimbătoare de căldură proiectate cu precizie pentru acest scop, care transferă cantitatea maximă de căldură transferabilă, cu pierdere minimă de presiune.
O energie termică suplimentară este creată sub carcasa de insonorizare a agregatului, prin radiația de la: motor, răcitorul de ulei, treapta compresorului, treapta pistonului rotativ, conducte și amortizorul de zgomot. Și acest aer de răcire puternic încălzit poate fi utilizat în mod practic. Căldura poate fi consolidată în conductele de aer evacuat integrate în agregat și poate fi transportat ca aer de încălzire la spațiile învecinate sau la atelierele de lucru. O ieșire comandată de temperatură poate regla debitul de aer, astfel încât să se obțină o temperatură ambientală uniformă. Dacă vara, de exemplu, nu este necesară încălzirea, excesul de căldură poate fi dirijat spre exterior.
Tratarea apelor uzate este sectorul central al Aerzener Maschinenfabrik. Compania de familie este un jucător global în acest domeniu și dezvoltă continuu soluții integrate pentru economisirea resurselor și protejarea mediului pentru clienții din întreaga lume. Aceasta include nu numai selecția tehnologiei de utilaj optime „adaptate la comandă”, ci și concepte pentru recuperarea căldurii. În stațiile de tratare a apelor uzate, agregatele sunt folosite în mod normal pentru aerarea bazinelor de aerare. În timpul procesului, un debit de aer cu o presiune de aprox. 1 bar este generat de suflante volumetrice, turbosuflante și compresoare AERZEN, care lucrează împreună sau ca agregate individuale. Debitul de aer este pompat în bazinele de aerare („biologia” stației). Oxigenul din aer joacă un rol decisiv într-un pas important din proces: tratarea biologică a apelor uzate.
Măsurată din punct de vedere al tuturor cheltuielilor cu energia, pentru o stație de epurare a apelor uzate, generarea debitului de aer reprezintă, desigur, cel mai mare procent. De aceea, potențialul de economisire în acest domeniu este deosebit de mare. Posibilitățile sunt vaste: un singur compresor cu o putere nominală de 22 kW poate asigura necesarul de încălzire al unei case, pentru o familie.
Multe povești de succes ale Aerzener Maschinenfabrik arată cum poate fi îmbunătățit considerabil bilanțul energetic al unei stații de epurare a apelor uzate prin implementarea soluțiilor de recuperare a căldurii și alegerea tehnologiei optime de utilaj pentru fiecare aplicație. Puteți găsi câteva exemple aici:
Un alt exemplu de recuperare a căldurii, de înaltă eficiență, implementat în cooperare cu AERZEN, poate fi găsit la stația de tratare a apelor uzate Essen-Kupferdreh. Instalația folosește patru suflante volumetrice pentru a alimenta cu aer bazinele de aerare. Datorită instalării unui schimbător de căldură cu fascicul de țevi, instalația utilizează acum practic și eficient căldura reziduală de la suflante. Energia convertită de la componentă alimentează acum cu căldură sistemul de încălzire și rezervorul tampon pentru apă caldă. Economiile rezultate sunt colosale: doar recuperarea căldurii permite instalației din Essen-Kupferdreh să economisească mai mult de 30.000 euro pe an.
La stația de tratare a apelor uzate Wertach din Bavaria a fost posibil să se renunțe la instalarea unui arzător nou pentru încălzirea apei de cazan, datorită utilizării unui schimbător de căldură. În Wertach, două suflante Delta cu viteze fixe sunt folosite pentru volumul de lucru de bază. Când solicitările sunt mai mari, de exemplu în timpul sezonului când excursioniștii și schiorii vin în număr mare, este activată o a treia suflantă cu viteză variabilă.
Aerul cald de 68°C generat de procesul de comprimare este răcit la sub 30°C de un schimbător de căldură în plăci, aer-apă Diferența rezultată, de aproape 40°C, poate fi folosită pentru a păstra apa de cazan a sistemului de încălzire. Schimbătorul de căldură integrat în sistem este echipat cu profile de curgere optimizate și nu produce aproape nicio pierdere de presiune în debitul de aer de proces.
Dacă nu este necesară căldură (de exemplu vara), utilajul este oprit cu ușurință. O vană mecanică din conductă permite unei părți sau întregii cantități de aer să fie repartizată direct către bazinele de aerare, in loc sa fie trecută prin schimbătorul de caldură, făcand astfel posibile, in permanentă, controlul in funcție de cerințe si recuperarea căldurii. În Wertach, recuperarea căldurii face posibilă economisirea a aprox. 1.850 de litri de combustibil lichid pe an. Puteți găsi mai multe informații despre acest subiect în articolul intitulat „Încălzirea eficientă cu căldură pierdută” din revista noastră pentru clienți.
Pentru a se conforma cerințelor stricte de mediu de la stația de epurare a apelor uzate Filderstadt-Bonlanden, care a fost construită în anii 1960, în landul german Baden-Württemberg, patru compresoare cu lobi rotativi Delta Hybrid au fost echipate cu un sistem de recuperare a căldurii, ca parte a unui sistem de modernizare și renovare, în cooperare cu AERZEN.
Combinația de agregate furnizează aer comprimat 100% fără ulei și substanțe absorbante pentru aerarea bazinelor de aerare, în condiții de eficiență energetică ridicată. Funcționarea fără ulei și substanțe absorbante înseamnă nu numai economii la service și întreținere, ci și fiabilitate ridicată a procesului pentru stație. După ce măsurile de modernizare s-au încheiat, utilajul a început să recircule aerul din mediul încălzit de utilaj, printr-un sistem de extracție și să-l folosească la încălzirea altor spații tehnologice.
Însă cea mai mare economie a fost obținută prin montarea unui schimbător de căldură cu fascicul de țevi în conducta principală a sistemului. În schimbătorul de căldură, căldura este îndepărtată din debitul aerului de proces și este folosită pentru încălzirea apei. Ca rezultat, cheltuielile pentru încălzirea apei pot fi eliminate în totalitate. Puteți afla mai multe despre recuperarea căldurii în Filderstadt-Bonlanden din revista noastră pentru clienți, în articolul intitulat „Fiecare kilowatt este optim utilizat ”.
Transportul pneumatic include transportul produselor în vrac, cum ar fi făina, pulberile, nisipul sau cimentul, cu ajutorul aerului. Se folosește în multe industrii, cum ar fi procesarea alimentelor, materiale vrac, substanțe chimice și materiale. Pentru a crea debitul necesar, sunt folosite adesea compresoare, suflante și compresoare cu lobi rotativi AERZEN. Pot fi atinse temperaturi foarte ridicate ale aerului de ieșire în proces.
Aerul ambiental, care de obicei are o temperatură de aprox. 20°C, este aspirat și poate atinge temperaturi de 280°C datorită procesului de comprimare, de exemplu într-o aplicație care include compresoare cu șurub. Pentru a evita ca materialele vrac transportate să fie deteriorate de temperaturile ridicate, aerul de proces trebuie, adesea, răcit din nou. Căldura poate fi eliminată din aerul comprimat cu ajutorul unui schimbător de căldură și folosită pentru încălzire, încălzirea apei sau căldura de proces. În funcție de proiect, pierderea de presiune provocată de instalarea unui schimbător de căldură este 1-3%, în funcție de presiunea de aspirație în răcitorul secundar. Creșterea rezultată în organele de ieşire ale motorului este comparată nominal cu cantitatea de energie economisită de schimbătorul de căldură.
Trebuie ținut cont de câțiva factori, înainte de a decide achiziționarea unei soluții de recuperarea căldurii.
Să începem cu necesitatea verificării stării structurii. Este important ca sursa de căldură reziduală și disipatorul termic sa fie poziționate unul lângă celălalt. Dacă sunt prea departe unul de celălalt, planurile trebuie să țină cont de pierderile de energie datorate transportului și costurilor ridicate pentru conducte. Dacă transportul și acumularea căldurii necesită prea mult efort, trebuie calculate cheltuieli de investiție mai mari. În plus, trebuie să existe un ΔT de cel puțin 5-10 k între sursa de căldură reziduală și disipatorul termic, pentru ca instalația de recuperare a căldurii să fie rentabilă.
În general, trebuie spus că recuperarea căldurii este benefică în special când este folosită cu agregate mari și procese de producție care funcționează constant.. Însă un sistem de recuperare a căldurii poate fi rentabil și în cazul în care căldura reziduală este scăzută, dar volumul de lucru este mai mare. În principiu, recuperarea căldurii este cu atât mai profitabilă, cu cât agregatele rămân mai mult în funcțiune.
Cantitatea mare de energie necesară pentru a genera aer comprimat poate fi recuperată și folosită în diverse moduri. Cu tehnologiile și experiența AERZEN, noile proiecte din domeniile tratării apelor uzate și al transportului pneumatic pot fi concepute pentru a utiliza energia termică pentru încălzirea încăperilor, a halelor sau a apei (apă de proces sau industrială) sau pentru etapele din procesul de producție. Sunt posibile multe aplicații diferite.
Și instalațiile existente pot fi modernizate folosind mijloace simple, care le măresc eficiența. În acest domeniu, AERZEN oferă clienților săi un portofoliu larg de servicii, de exemplu un serviciu de informații telefonice non-stop, o diagnoză a utilajului și AERaudit, în care angajații de service elaboreză un plan pentru modernizarea unei stații.
Iar cu ajutorul Calculator pentru ventilația încăperii - AERZEN , inginerii și proprietarii stației de epurare a apelor uzate pot găsi ei înșiși un schimbător de căldură potrivit pentru stația proprie.
PAGINI PE TEMA TRATĂRII APELOR UZATE:Tratarea apelor și epurarea apelor uzate | Sarcinile pentru operatorii stației de tratare a apelor uzate | Studii de caz | Performance³ | Wastewater treatment guide | Calculator de performanță
