Rekuperace tepla

Co je průmyslové využití rekuperace tepla?

V mnoha průmyslových procesech vzniká významné množství tepla jako vedlejší produkt. Průmyslové využití odpadního tepla je proces zachycování a opětovného využití tepla generovaného všemi druhy průmyslového vybavení – včetně vývěv a kompresorů – za účelem zlepšení energetické účinnosti a snížení provozních nákladů.

Tato praxe je obzvláště výhodná v prostředích, kde jsou stroje v nepřetržitém provozu, protože mohou produkovat značné množství tepla. Toto teplo lze rekuperovat a znovu využít pro různé aplikace. Zavedením systémů rekuperace tepla mohou průmyslová odvětví nejen snížit spotřebu energie, ale také zvýšit celkovou udržitelnost svých provozů.

Rekuperace tepla z vývěv

Všechny typy průmyslového vybavení produkují během provozu teplo, včetně vývěv. Když vývěva stlačuje plyn, generuje malé množství tepla. Čím vyšší je účinnost vývěvy, tím méně tepla vytváří. Chladicí systém reguluje veškerý přebytek tepla. Mezi typické systémy patří vzduchové chlazení pomocí okolního vzduchu nebo vodní chlazení prostřednictvím otevřeného nebo uzavřeného okruhu. Bez systému rekuperace tepla se teplo odvádí přes chladicí systém a energie se efektivně ztrácí.

Proces rekuperace tepla vývěvy funguje tak, že zachycuje tepelnou energii pomocí výměníku tepla připojeného k chladicímu systému vývěvy. Výměník tepla zajišťuje převod tepelné energie vyzařované vývěvou na přenosové médium tepla, například vodu. Výměníky tepla používají k přenosu tepla kapaliny, protože kapaliny mají vysoké součinitele přestupu tepla, díky čemuž účinně absorbují a uvolňují teplo.

Kromě kapaliny hraje roli v účinném přenosu tepla také konstrukce výměníku tepla. Výměníky tepla mají takovou konstrukci, aby se obě kapaliny neustále nacházely v poloze, ve které si mohou vyměňovat teplo. Tím se maximalizuje velikost povrchu, kterým může probíhat přenos tepla. Existuje řada různých provedení s různou úrovní účinnosti. Nejjednodušším provedením je dvoutrubkový výměník tepla. Všechny ostatní výměníky tepla, bez ohledu na jejich složitost, pracují na stejném principu.

Proces začíná horkou kapalinou – buď plyny, nebo chladicí kapalinou – proudící jednou sadou kanálů či trubic uvnitř výměníku tepla. Současně proudí chladnější kapalina, jako je chladicí voda nebo vzduch, sousední sadou kanálků nebo trubek. Teplo z horké kapaliny je přes stěny výměníku tepla přenášeno na chladicí kapalinu. Toho je dosaženo pomocí vodivosti, při které se tepelná energie přenáší z teplejšího média do chladnějšího. Stěny jsou proto vyrobeny z materiálů s velmi vysokou tepelnou vodivostí, jako je měď a hliník.

Tato nově ohřátá kapalina může být poté využita pro různé průmyslové procesy, které by jinak vyžadovaly vlastní zdroj energie k ohřevu, například pro předehřev napájecí vody v kotli, vytápění budov nebo sušicí procesy. V některých případech lze přebytečné teplo dokonce znovu použít přímo ve vakuovém procesu, například jako horkou vodu pro destilaci nebo teplo pro termoformovací stroje.

Výhody rekuperace tepla

Lepší pracovní prostředí

V typickém uspořádání, kde se teplo může rozptylovat do okolního vzduchu, se oblast okolí vývěvy zahřívá. Zatímco u moderních a účinných vývěv je toto množství minimální, u starších vývěv může vznikat více tepla v důsledku opotřebení dílů vývěvy. To může vyvolat potřebu dodatečného chlazení u procesů citlivých na teplo. Jeden kilowatt dodatečné chladicí energie je potřebný pro tři kilowatty odpadního tepla z vývěvy. V důsledku toho rostou náklady na energii. Systém rekuperace tepla toto teplo zachycuje a odvádí do oblasti, kde ho lze produktivně využít, místo aby ho uvolňoval do prostoru výroby. Tam by to ohřívalo výrobní prostředí a zvyšovalo nároky na klimatizaci.

Rekuperace tepla pro energetickou účinnost

Systémy využití odpadního tepla výrazně zlepšují energetickou účinnost zachycováním a opětovným využitím odpadního tepla. Tento proces snižuje celkovou spotřebu energie průmyslových provozů. Zaprvé se snižuje čistá energie potřebná pro původní aplikaci, protože energie vynaložená na tvorbu tepla je nakonec znovu získána. Zadruhé, když je teplo znovu použito, šetří se další náklady na energii. Proces, který využívá recyklované teplo, již nepotřebuje tolik energie k výrobě tepla od nuly. V některých případech lze zcela eliminovat potřebu dodatečného příkonu energie. To může vést k obrovským úsporám nákladů.

Dopad rekuperace tepla na životní prostředí

S klesající spotřebou energie se také snižuje dopad procesu na životní prostředí. Snížením potřeby a závislosti na externích zdrojích energie může rekuperace tepla přispět ke snížení uhlíkové stopy celého procesu. Takový systém může zcela nahradit topení poháněné fosilními palivy a zcela eliminovat emise oxidu uhličitého a dalších látek škodlivých pro životní prostředí.

Naše řešení pro procesy rekuperace tepla

Každé odvětví je jiné a má své vlastní požadavky na systém rekuperace tepla, proto neexistuje univerzální přístup. Zkušení specialisté společnosti Busch s Vámi budou úzce spolupracovat na dimenzování vakuových a přetlakových systémů, které odpovídají Vašim specifickým požadavkům na rekuperaci tepla.

Kontaktujte nás