Οι διαρκώς αυξανόμενες τιμές ενέργειας και η περιβαλλοντική νομοθεσία ασκούν έντονη πίεση σε πολλές επιχειρήσεις. Η διατήρηση της ανταγωνιστικότητας σημαίνει σταθερή βελτιστοποίηση. Σε αυτό το πλαίσιο, η επαναχρησιμοποίηση της απορριπτόμενης θερμότητας έχει καταστεί μια πολύ σημαντική ευκαιρία. Με την επένδυση σε νέο εξοπλισμό που επιτρέπει την ανάκτηση «απόβλητης» θερμότητας, βελτιώνονται τα κέρδη της επιχείρησης, μειώνοντας παράλληλα τις εκπομπές CO2 και τις κλιματικές επιπτώσεις.
Γράφουν οι:
Jesper Olsen, MSc Mechanical Engineer Business and Application Manager Refrigeration ALFA LAVAL
Ιωάννης Γρηγοριάδης, MSc Μηχ/γος Μηχ/κός Διευθύνων Σύμβουλος AT&C AGENCIES LTD
Πολλές επιχειρήσεις καταναλώνουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας. Η απορριπτόμενη θερμότητα από λειτουργικές διαδικασίες παραδοσιακά έχει απλώς αφεθεί ανεκμετάλλευτη. Ωστόσο, όλο και περισσότερες εταιρείες στρέφονται προς τη νέα τεχνολογία που μετατρέπει την απορριπτόμενη «απόβλητη» θερμότητα σε κέρδη.
Επενδύοντας σε σύγχρονο εξοπλισμό μπορεί να ανακτηθεί μέχρι και πέντε φορές περισσότερη ενέργεια και να επαναχρησιμοποιηθεί είτε στην ίδια διαδικασία είτε σε άλλα μέρη του εργοστασίου ή της εγκατάστασης. Επιπλέον, όταν υπάρχει διαθέσιμη σχετική υποδομή, η ανακτώμενη ενέργεια μπορεί να μεταφερθεί σε γειτονικές επιχειρήσεις ή σε δίκτυα τηλεθέρμανσης/τηλεψύξης.
Υπάρχουν πολλοί τρόποι με τους οποίους η θερμότητα μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί μόλις ανακτηθεί. Η τεχνική λύση σε κάθε περίπτωση εξαρτάται από τις συνθήκες, την τοποθεσία και τη γενική κατάσταση. Ωστόσο, «η καρδιά» ενός συστήματος ανάκτησης «απόβλητης» θερμότητας είναι ο εναλλάκτης θερμότητας, ο οποίος επιτρέπει τη μεταφορά ενέργειας από ένα ρευστό, δηλ.υγρό ή αέριο σε ένα άλλο.
Σε αυτό το άρθρο, εστιάζουμε σε μια λύση που χρησιμοποιεί ημι-συγκολλητούς λυόμενους πλακοειδείς εναλλάκτες θερμότητας (Semi-Welded Plate-and-Frame Heat Exchangers), εγκατεστημένους στο κεντρικό εργοστάσιο κατασκευής εναλλακτών θερμότητας το οποίο βρίσκεται στην ίδια τοποθεσία με την εταιρική έδρα της Alfa Laval στην πόλη Lund της Σουηδίας. Η πρωτοποριακή ιδέα ήταν να καταστούν οι συνολικές εγκαταστάσεις της Alfa Laval αυτοδύναμες στη θέρμανση. Μετά από μερικά χρόνια αξιολόγησης και ανάπτυξης της βέλτιστης τεχνικής λύσης, πραγματοποιήθηκε η εν λόγω εγκατάσταση ανάκτησης θερμότητας το 2013.
Από τότε, η Alfa Laval έχει καταφέρει να ανακτά την πλεονάζουσα θερμότητα, η οποία χρησιμοποιείται πλέον για τη θέρμανση του συνόλου των εγκαταστάσεών της (κεντρικά γραφεία και εργοστάσιο), συμπεριλαμβανομένου του ζεστού νερού χρήσης γιά περισσότερο από 10 μήνες κάθε έτος. Με χρόνο αποπληρωμής μόλις τρία έτη, η σύλληψη του εγχειρήματος απεδείχθη απόλυτα επιτυχής.
Η ανάκτηση της πλεονάζουσας θερμότητας από το σύστημα ψύξης των λαδιών των γραμμών των πρεσσών του εργοστασίου, έχει γίνει μια σημαντική έμπνευση για άλλες επιχειρήσεις παγκοσμίως, οι οποίες αποσκοπούν στην ελαχιστοποίηση του αποτυπώματος άνθρακα μέσω βιωσιμότερων περιβαλλοντικών λύσεων.
Η τεχνική λύση
Η καρδιά του συστήματος αντλίας θερμότητας υψηλών πιέσεων είναι μία εξατμιστική μονάδα η οποία περιλαμβάνεται από έναν ημι-συγκολλητό πλακοειδή εναλλάκτη θερμότητας Alfa Laval τύπου MK15-BWFGR με ενσωματωμένο αμμωνοδιαχωριστή U-Turn. Ο συγκεκριμένος αμμωνοδιαχωριστής συνδυάζει τέσσερις μεθόδους διαχωρισμού: συσσωμάτωση, βαρυτικό διαχωρισμό, φυγόκεντρες δυνάμεις και επιφανειακή τάση. Συνδυασμένος με αυτό το σύστημα είναι ένας υδρόψυκτος συμπυκνωτής, ο οποίος είναι ένας ημι-συγκολλητός εναλλάκτης θερμότητας Alfa Laval τύπου M10-BWFT, πίεσης σχεδιασμού 40bar, στον οποίο παράγεται το θερμό νερό 65°C. Μέρος της λύσης είναι επίσης, ένας υποσταθμός γιά την θέρμανση και το ζεστό νερό χρήσης. Η τηλεθέρμανση διαχειρίζεται από έναν λυόμενο πλακοειδή εναλλάκτη θερμότητας Alfa Laval, τύπου TL10-BFG, ο οποίος χρησιμοποιείται μόνο σε ζητήσεις αιχμής.
Το σύστημα είναι βαρυτικά πλημμυρισμένο, το οποίο σημαίνει ελάχιστα κινούμενα μέρη και το οποίο με τη σειρά του, παρατείνει τη διάρκεια ζωής του. Ο συμπαγής, ενσωματωμένος αμμωνοδιαχωριστής U-Turn είναι πολύ αποδοτικός, τόσο όσον αφορά το διαχωρισμό όσο και την ενέργεια, και έχει πολύ μικρή ποσότητα αμμωνίας. Καθώς ήταν ζωτικής σημασίας, η οικοδόμηση μιας πράσινης λύσης, η αμμωνία ως φυσικό ψυκτικό μέσο με την ιδιαίτερα υψηλή της απόδοση, έγινε η προφανής επιλογή.
Σήμερα οι συνολικές εγκαταστάσεις της έδρας της Alfa Laval στη Σουηδία, καταναλώνουν περίπου 80% λιγότερες κιλοβατώρες τηλεθέρμανσης ετησίως. Αυτό μπορεί να μεταφραστεί σε 140 τόνους μειωμένων εκπομπών άνθρακα ετησίως ή σε μείωση της κατανάλωσης ενέργειας αντίστοιχη της συνολικής κατανάλωσης 25 μεγάλων οικογενειακών νοικοκυριών σε ένα έτος.
