Iskorištavanje toplinske energije iz toplih otpadnih voda

08.11.2023

Topla otpadna voda, ispuštena ili pročišćena u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda, nusproizvod je mnogih procesa, uključujući industriju pića, hrane, mliječnih proizvoda, klaonicu, kemijsku preradu i papirnu industriju. Vruća otpadna voda često je prisutna u bojaonicama tekstila, praonicama i štavionicama kao dio njihovih procesa. Većinu vremena otpadna voda se šalje u postrojenje za pročišćavanje, pri čemu se ne koristi toplinska energija zbog niskih temperatura ili eventualno prisutnih čestica i vlakana. Pronalaženje prave opreme za prijenos topline koja može rukovati vlaknima uz istovremeno učinkovito iskorištavanje topline nije lako. Vlakna zahtijevaju minimalan broj kontaktnih točaka kako bi se spriječilo začepljenje, dok učinkovito koriste toplinu. Alfa Laval WideGap pločasti izmjenjivači topline ovdje igraju savršenu ulogu.

Ponekad se para koristila za neizravno zagrijavanje vode koja se koristila u raznim procesima, a zatim se ispuštala iz postrojenja. Neiskorištenje ove vrijedne topline ne samo da smanjuje profitabilnost postrojenja, već ima i ozbiljne negativne utjecaje na okoliš. Otpadna toplina koja se gubi pridonosi nepotrebnom rasipanju energije i opterećuje okoliš većom emisijom stakleničkih plinova, što dugoročno ima negativne posljedice na okoliš.

Jedan stupanj Celzijusa u kubnom metru (m³) tople otpadne vode sadrži 1000 kCal topline. Dijeljenjem s 860 dobiva se 1,2 kW energije koju treba iskoristiti, što znači uštedu od 2,9 EUR dnevno (1,2 kW x 24 sata x 0,10 EUR/sat).
Činjenica: Specifična toplina vode je 1 kCal/kgK ili 4,172 kJ/kgK.

Pogledajmo primjer iz prakse:

Postrojenje s prosječnim volumenom otpadne vode od 20 m³/h na 50°C može uštedjeti 51.100,00 EUR mjesečno ako ga ohladi na 20°C, a s druge strane zagrije dolaznu hladnu vodu od 15°C na 45°C. Ova zagrijana voda može se crpiti iz podzemne vode ili vodovoda i koristiti za napajanje parnog kotla ili grijača vode. Ako se zagrijana voda ne koristi odmah, može se pohraniti u spremnik, gdje se održava njena temperatura na 45°C za kasnije razne potrebe.

Otpadna topla voda može se uspješno koristiti u mnoge svrhe, uključujući:

• Predgrijavanje ulazne vode za parni kotao, što doprinosi većoj energetskoj učinkovitosti i nižim troškovima grijanja.
• Osiguravanje tople vode za čišćenje, što je ključno za učinkovite procese čišćenja i higijenske standarde.
• Topla voda za kupanje i tuširanje, što povećava udobnost korisnika i štedi energiju.
• Grijanje uredskih i proizvodnih prostora, čime se stvaraju ugodniji uvjeti za rad i boravak te doprinosi energetskoj učinkovitosti zgrada.
• Korištenje u proizvodnim procesima, što omogućuje recikliranje topline za različite industrijske operacije i smanjuje potrošnju energije.

Vruća otpadna voda 20 m³/h 50°C → 20°C
Čista ulazna voda 20 m³/h 45°C ← 15°C

Ušteda u ovoj primjeni je 600.000 kCal/h ili 700 kW:

700 kW x 8.760 sati godišnje x 0,10 EUR/kWh=613.200,00 EUR godišnje.
Čak i ako ušteda iznosi ukupno jedan mjesec godišnje, to znači 51.100,00 EUR mjesečno.
Dnevna ušteda iznosi 1.710,00 EUR i 71 EUR po satu, svaki sat.

Uređaji za povrat topline

Cijevni izmjenjivači topline su manje osjetljivi na začepljenja, ali nisu toliko prikladni za iskorištavanje topline, jer je njihova temperaturna razlika ograničena na najviše 10°C zbog nesuprotnog smjera medija. Standardni pločasti izmjenjivači topline pružaju izvrsne performanse s temperaturnom razlikom do 1°C, ali se brže mogu začepiti vlaknima. Alfa Laval WideGap pločasti izmjenjivači topline također su na visini zadatka jer osiguravaju idealnu učinkovitost i rad bez začepljenja.

Jednostrani WideGap

Jedan ekstra širok kanal za vlaknaste/prljave medije (A) i jedan kanal za čiste medije (B).

Dvostrani WideGap

Dva široka kanala za vlaknaste/prljave medije (C).

S razmakom od 11 mm omogućuje pravokutni tok u kanalu bez kontaktnih točaka za otpadnu vodu koja sadrži razne čestice, otpad i vlakna te ne zahtijeva fine predfiltracije ispod 5 mm. Drugim riječima, sve što je manje od 5 mm proći će kroz kanale bez začepljenja.

Dok vlaknasta otpadna voda teče kroz široke kanale, Alfa Laval nudi tehnologiju koja omogućuje protok čiste vode kroz uske kanale za maksimalnu turbulenciju.

Pločasti izmjenjivač topline Alfa Laval WideGap može raditi dugo vremena bez potrebe za ručnim održavanjem, potrebno je samo povremeno ispiranje.

Ako i vi želite iskoristiti otpadnu toplinu, pošaljite nam svoj upit ovdje .