Izraba toplotne energije iz toplih odpadnih voda

08.11.2023

Topla odpadna voda, bodisi izpuščena, bodisi obdelana v čistilnih napravah, je stranski produkt mnogih procesov, vključno s proizvodnjo pijač, prehrambeno industrijo, mlečnimi obrati, klavnicami, kemično obdelavo in papirniškimi industrijami. Vroča odpadna voda je pogosto prisotna v barvarnah tekstila, pralnicah in usnjarnah kot del njihovih procesov. Večino časa se odpadna voda odvede v čistilno napravo, pri čemer se toplotna energija ne izrabi zaradi nizkih temperatur ali morebitnih prisotnih delcev in vlaken. Iskanje prave opreme za prenos toplote, ki lahko obvladuje vlakna in hkrati zagotavlja učinkovito izkoriščanje toplote, ni enostavno. Vlakna zahtevajo minimalno število stičnih točk, da se prepreči zamašitev, hkrati pa je potrebno učinkovito izkoristiti toploto. Tu igrajo popolno vlogo ploščati izmenjevalniki toplote Alfa Laval WideGap.

Včasih se je para uporabljala za posredno ogrevanje vode, ki se uporablja v različnih procesih, nato pa se je odvajala iz obrata. Neizkoriščanje te dragocene toplote ne le zmanjšuje dobičkonosnost obrata, temveč ima tudi resne negativne vplive na okolje. Odpadna toplota, ki se izgubi, prispeva k nepotrebnemu energijskemu zapravljanju in obremenjuje okolje z večjimi emisijami toplogrednih plinov, kar ima na dolgi rok negativne posledice na okolje.

Ena sama stopinja celzija v kubičnem metru (m³) tople odpadne vode vsebuje 1.000 kCal toplote. Delitev z 860 prinese 1,2 kW energije, ki bi jo bilo treba izkoristiti, kar pomeni prihranek 2,9 EUR na dan (1,2 kW x 24 ur x 0,10 EUR/uro).
Dejstvo: Specifična toplota vode je 1 kCal/kgK ali 4,172 kJ/kgK.

Poglejmo na primeru iz prakse:

Obrat s povprečno količino odpadne vode 20 m³/h pri 50°C lahko prihrani 51.100,00 EUR na mesec, če jo ohladi na 20°C ter na drugi strani ogreje vhodno 15°C hladno vodo na 45°C. Ta ogreta voda se lahko črpa iz podtalnice ali vodovoda in uporablja za napajanje parnega kotla ali grelnika vode. Če ogrete vode ne uporabimo takoj, jo lahko shranimo v rezervoar, kjer njeno temperaturo vzdržujemo na 45°C za kasnejše različne potrebe.

Odpadno toplo vodo lahko uspešno izkoristimo za številne namene, med katerimi so:

• Predgrevanje vhodne vode za parni kotel, kar prispeva k večji energetski učinkovitosti in zmanjšanju stroškov ogrevanja.
• Zagotavljanje tople vode za čiščenje, kar je ključno za učinkovite čistilne procese in higienske standarde.
• Topla voda za kopanje in prhanje, kar povečuje udobje uporabnikov ter prihrani energijo.
• Ogrevanje pisarn in proizvodnih prostorov, kar ustvarja bolj prijetne delovne in bivalne pogoje ter prispeva k energetski učinkovitosti stavb.
• Uporaba v proizvodnih procesih, kar omogoča recikliranje toplote za različne industrijske operacije in zmanjšuje porabo energije.

Topla odpadna voda 20 m³/h 50°C → 20°C
Čista vhodna voda 20 m³/h 45°C ← 15°C

 Prihranek pri tej uporabi je 600.000 kCal/h ali 700 kW:

700 kW x 8.760 ur na leto x 0,10 EUR/kWh = 613.200,00 EUR na leto.
Tudi če prihranek znaša skupaj en mesec v letu, to pomeni 51.100,00 EUR na mesec.
Dnevni prihranek znaša 1.710,00 EUR ter 71 EUR na uro, vsako uro.

Naprave za izkoriščanje toplote

Izmenjevalniki toplote tipa »shell-and-tube« so manj dovzetni za zamašitve, vendar niso tako primerni za izkoriščanje toplote, saj je njihova temperaturna diferenca omejena na največ 10°C zaradi svoje ne-protitočne smeri medija. Standardni ploščati izmenjevalniki toplote zagotavljajo odlično učinkovitost z do 1°C temperaturno diferenco, vendar se lahko hitreje zamašijo z vlakni. Ploščati izmenjevalniki toplote Alfa Laval WideGap pa so kos tudi temu, saj zagotavljajo idealno učinkovitost in delovanje brez zamašitev.

Enostranski WideGap

En posebej širok kanal za vlaknat/umazan medij (A) in en kanal za čisti medij (B).

Dvostranski WideGap

Dva široka kanala za vlaknat/umazan medij (C).

 

Z 11 mm razmakom, omogoča pravokoten tok v kanalu brez stičnih točk za odpadno vodo, ki vsebuje razne delce, odpadke in vlakna, in ne zahteva finih predfiltracij pod 5 mm. Drugače povedano, vse, kar je manjše od 5 mm, bo prešlo skozi kanale brez zamašitev.

Medtem ko se vlaknasta odpadna voda pretaka skozi široke kanale, Alfa Laval ponuja tehnologijo, s katero čista voda teče skozi ozke kanale za maksimalno turbulenco.

Ploščati izmenjevalec toplote Alfa Laval WideGap lahko deluje dolgo časa brez potrebe po ročnem vzdrževanju, potrebno je le občasno izpiranje s povratnim tokom.

 

V kolikor želite izkoristiti odpadno toploto tudi vi, nam oddajte svoje povpraševanje tukaj.