Používání energie v prádelnách - aundry

Používání energie v prádelnách - aundry

Leonardo da Vinci Projekt
Udržitelný rozvoj v průmyslových prádelnách
Modul 5
Energie v prádelnách
Kapitola 2
Použ
žívání energie v prádelnách
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Kapitola 2 „Používání energie”
1
Obsah
Rozvod/dodávka energie v prádelnách
Typy energií v prádelnách
Tepelný obsah různých zdrojů energie
Dodávka tepla do malé a velké prádelny
Tvorba páry – typy kotlů
Přeměna energie na příkladu ohřevu parou
Srovnání přímého ohřevu plynem a parou
Úspora energie při mandlování
Aktivní a pasivní opatření vedoucí k úspoře energie
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Kapitola 2 „Používání energie”
2
Učební cíle
Po dokončení této kapitoly budete
Znát distribuci energie a nejdůležitější druhy zdrojů energie
v prádelnách
Schopni porovnat tepelný obsah různých zdrojů energie
Znát význam energie ohřevu, schopni rozlišovat různé druhy tvorby
energie a být schopni je porovnat z hlediska jejich výhod a nevýhod
Schopni zhodnotit různé způsoby tvorby páry
Rozpoznat výhody přímého ohřevu na příkladu sušáren
Schopni vysvětit možnosti úspory energie při mandlování
Schopni aplikovat aktivní a pasivní opatření vedoucí k úspoře
energie
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Kapitola 2 „Používání energie”
3
Používání energie v prádelnách
V prádelnách je nutné vytvářet procesní teplo (pára, horká voda)
Zdroji energie jsou plyn, elektřina a topný olej (velmi lehký) a topný
olej (těžký: S), to je:
Plyn a elektřina pro
- Přímý ohřev strojů a také
- Nepřímou aplikaci ohřevu médií pro přenos tepla
Těžký topný olej se v průmyslových provozech normálně používá
pouze v důsledku komplexních právních požadavků na jeho
používání
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Kapitola 2 „Používání energie”
4
Konverze tepelných jednotek
cal
kcal
Mcal
J = Ws
1 cal
1
0,001
0,000001
4,1868
1 kcal
1.000
1
0,001
4.168,8
0,0041868
0,001163
1 Mcal
1.000.000
1.000
1
4.186.800
4,1868
1,163
1 J = Ws
0,2388
1
0,000001
0,0000002778
1 MJ
238.800
238,8
0,2388
1.000.000
1
0,2778
1 kWh
860.000
860
0,86
3.600.000
3,6
1
0,0002388 0,0000002388
Modul 5 „Energie v prádelnách”
MJ
kWh
0,0000041868 0,000001163
Kapitola 2 „Používání energie”
5
Distribuce energie v prádelně
Příklad:
prádelna o kapacitě 600 t/rok
(specifická spotřeba elektřiny/oleje 0,3/3,4 kWh/kg textilií)
Elektřřina 8 % 183 MWh/rok
tunelová pračka
sólo pračka
mandl
kompresor
Použití olejů 92 % 2.100 MWh/rok
16,4
8,2
14
1,5
ztráty v důsledku vytváření páry
17
tunelová
pračka
17
sušička
17
2
1
14
mandl
sólo pračka
chemické čištění
lisování
13,7
25,3
osvětlení
15,2
ostatní
21,2
ztráty v důsledku distribuce páry
100 %
16,5
ostatní
Procentuální podíl záleží na typu stroje, náplni stroje a pracím programu
Zdroj: BGW
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Kapitola 2 „Používání energie”
6
Zdroje energie v prádelně
Centrální
Centrální dodávka:
dodávka:
většinou
většinou pára
pára
nepřímý
nepřímý
plyn
plyn
olej
olej (lehký)
(lehký)
plyn/
plyn/
olej
olej (lehký)
(lehký)
přímý
přímý
Typy
Typy topení
topení
Místní
dodávka/
individuální
ohřev
nafta*
nafta*
Horká
Horká voda*
voda*
nízkotlaká
nízkotlaká
pára
pára
sólo
sólo pračky,
pračky,
sušičky,
sušičky,
mandly,
mandly,
lisy,
lisy,
finiséry
finiséry
vysokotlaká
vysokotlaká
pára
pára
nepřímý
nepřímý
plyn/
plyn/
elektřina
elektřina
sólo
sólo pračky,
pračky,
sušičky,
sušičky,
mandly,
mandly,
lisy
lisy
(elektřina)
(elektřina)
přímý
přímý
plyn
plyn
sušičky
sušičky
* Na trhu mají malou
důležitost
Zdroj: BGW
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Kapitola 2 „Používání energie”
7
Zdroje tepla v prádelnách
Pára
Vysokotlaká
Nízkotlaká
Tlak páry > 1,0 bar
obvykle: 8 -12 bar (nad atmosférickým tlakem)
teploty: 175 - 191 °C
Charakteristika páry
vysoká tepelná kapacita
vynikající přestup tepla
konstantní účinek při maximální energii
Technologie použití
+ přímý průtok páry
praní a procesy spojené s párou,
krátké zahřívání ohřívané prací lázně
+ vysoká účinnost (je ekonomická)
+ záloha při špičkových spotřebách (velký kotel)
- vysoké pořizovací náklady
- ze zákona je vyžadována prohlídka
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Tlak páry 0,5 - 1,0 bar
Obvykle 0,5 bar (nad atmosférickým tlakem)
Teploty: 120 °C
Charakteristika páry
vysoká teplená kapacita
vynikající přestup tepla
Technologie použití
+ krátké intervaly ohřevu
+ jednoduchá manipulace a údržba/generální
oprava
+ nízké pořizovací náklady
+ žádné zákonné požadavky na prohlídky (TÜV),
pouze registrace kotle
- teplota max. 120 ºC, není tedy použitelná pro
mandly,
bubnové sušičky, lisy apod.
Kapitola 2 „Používání energie”
8
Dodávka tepla v malých prádelnách
Místní zdroj (ohřev)
Samostatný ohřev každého stroje
Prádelny o kapacitě až do 500 kg textilií/den mohou normálně
pracovat s plynem nebo elektřinou (předpokládají se příznivé místní
poplatky)
Výhody samostatného ohřevu:
pružné používání zdrojů v závislosti na množství textilií
Ekonomické: nepoužívá se více energie, než je požadováno
Účinné a přátelské k životnímu prostředí
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Kapitola 2 „Používání energie”
9
Místní zdroj (ohřev)
Hotelová prádelna s kapacitou 42 kg/h
DN 180
DN 275
DN 275
1 Sólo pračka, ohřev
plynem/elektřinou/párou
DN 120
DN 180
2 Sušička, ohřev
plynem/elektřinou/párou
3 Mandl, ohřev plynem/
elektřinou/párou
DN 150
DN 70
DN 100
Zdroj: BGW
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Kapitola 2 „Používání energie”
10
Dodávka tepla do velkých (průmyslových)
prádelen
Centrální dodávka
Pro prádelny o kapacitě větší než 500 kg prádla je užitečné
používání centrální dodávky tepla
Zvlášť velké prádelny se normálně ohřívají párou, někdy horkou
vodou nebo topným olejem
Nejdůležitějším zdrojem ohřevu je pára.
Výhoda: distribuce ohřívacího média je trvale možná, stejně jako
možnost přímého ohřevu prací lázně
Fungování generátoru páry je velmi důležité
Při vysokém využívání mohou požadovat všechny stroje energii
k ohřevu ve stejné době
- Kotel by měl být schopen dodávat všem strojům dostatek páry i při
výrobních špičkách
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Kapitola 2 „Používání energie”
11
Parní kotel
Spalovací
komora
1. Žárová trubka
2. Žárová trubka
source: Loos International
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Kapitola 2 „Používání energie”
12
Parní kotel
Výhody
Nevýhody
• Suchá pára
• Konstantní tlak
• Jsou použitelná robustní
•
•
•
•
•
•
čerpadla
• Vysoká tepelná kapacita
(možnost jejího zvýšení)
•
•
•
•
Možnosti řízení
Nízká tvorba sazí
Nízké náklady na údržbu
Snadné zavádění do systémů
skládajících se z několika kotlů
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Náklady
Velikost
Požadavky na prostor
Právní povolení
Nutná prohlídka
Vyšší náklady na údržbu/generální
opravu
• Dlouhé intervaly ohřevu
• Vyšší ztráty výhřevné energie při
několikadenní odstávce
• Je nutné spuštění odborníkem
Kapitola 2 „Používání energie”
13
Rychlá tvorba páry
Výhody ve srovnání s s parními
kotli s vysokou kapacitou
Vyžaduje méně prostoru
Krátké intervaly ohřevu
Rychlé přizpůsobení potřebám
Nízké náklady na obeznámení
Malé ztráty výhřevné energie
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Nevýhody
Žádná rezerva kapacity
Vyšší náklady na
údržbu/generální opravu
Striktní specifikace pro
přiváděnou kapalinu
Pára obsahuje relativně vysoký
objem vody
Není použitelná při výrobních
špičkách
Kapitola 2 „Používání energie”
14
Postup rychlé tvorby páry
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Napájení kotle
Přívod stlačeného vzduchu
Hořák
Přívodní trubka
Otvor pro čištění
Systém ohřevu
Tlakový regulační ventil
Monitorování hořáku
Zdroj: Certuss
Modul 5 „Energie v prádelnách”
2993/00
Kapitola 2 „Používání energie”
15
Srovnání ohřevu plynem a přímou párou
Příklad: tunelový finišer
Ohřev parou
Ohřev plynem
Spotřeba páry
Náklady na páru
Spotřeba plynu
Náklady na plyn
285 kg/h
8,72 Euro / h
157 kWh
7,07 Euro / h
Při 8 h/den
(300 dní/rok)
20.928 Euro / rok
16.968 Euro / rok
Kapacity strojů za hodinu jsou prakticky stejné
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Kapitola 2 „Používání energie”
16
Přeměna energie při ohřevu párou
Konečná energie při ohřevu párou
Hořák
Kotel
Výměník tepla
vzduch
Plyn/olej
Faktor účinnosti
η = 0,85
1 kW
Vstupní energie
Modul 5 „Energie v prádelnách”
η = 0,98
η = 0,85
0,70 kW
Koncová energie
Kapitola 2 „Používání energie”
17
Přeměna energie při přímém ohřevu
Koncová energie při přímém ohřevu (plyn)
Hořák
plyn
Faktor účinnosti
1 kW
Vstupní energie
Modul 5 „Energie v prádelnách”
vzduch
η = 0,85
0,85 kW
Koncová energie
Kapitola 2 „Používání energie”
18
Výhody přímého ohřevu - sušárna
Zlepšené řízení teploty procesu sušení (modulační hořák)
Konstantní výkon stroje během životního cyklu stroje
+ Výkon strojů s výměníky s ohřevem párou se snižuje, protože se
výměník tepla zanáší špínou
Výrazně vyšší výkon sušení u přímo ohřívaných sušáren
+ Vyšší účinnost/výkon znamená nižší náklady
Nižší výdaje na údržbu
+ Zvláště nižší náklady na čištění
Kapacita sušáren je jakkoli rozšiřitelná
+ Kapacita kotle omezuje rozšíření (při použití strojů s ohřevem
párou)
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Kapitola 2 „Používání energie”
19
Srovnání sušáren ohřívaných plynem a
párou
Přímý a nepřímý ohřev sušáren
Parní sušárny (nepřímé)
Plynové sušárny (přímé)
Kapacita sušení
Kapacita sušení
100 %
100 %
15 %
0
roky
trvanlivost
0
roky
trvanlivost
ztráty
ztráty
• odcházející spaliny
• odcházející spaliny
• stroj
• tvorba páry
• distribuce páry
• stroj
• ztráta energie radiací
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Kapitola 2 „Používání energie”
20
Porovnání sušáren ohřívaných plynem a párou
160
%
140
142
120
100
100
100
náklady
plyn:
0,045 €/kWh
pára:
0,036 €/kg páry
83,3
0
Plynová sušárna (přímý)
Modul 5 „Energie v prádelnách”
162 kg/h
0,042 €/kg prádla
20
230 kg/h
40
0,035 €/kg prádla
80
60
Porovnání na základě
textilií froté
Sušárna ohřívaná parou (nepřímý)
Kapitola 2 „Používání energie”
21
Použití energie u mandlů
Regenerace tepla při mandlování
Tepelná bilance při mandlování
ohřev textilií
4%
ohřev vody
5%
vypařování vody
40 %
ohřev vzduchu
17 %
tepelné ztráty
37 %
Optimalizace mandlu pomocí
Přizpůsobení rychlosti mandlování
Kontrola zbytkové vlhkosti textilie
Řízení teploty válce lisu
Přizpůsobení kontaktního tlaku /
tloušťka vrstvy textilie
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Kapitola 2 „Používání energie”
22
Opatření ke snižování spotřeby energie
Aktivní ochrana
životního
prostředí
Spotřeba energie se optimalizuje
Optimalizací hořáku
Použitím přizpůsobených hořáků
Snížením teploty praní
Optimalizací mechaniky praní
bez negativního vlivu na účinnost praní
i na životnost textilií
Pasivní ochrana
životního
prostředí
Spotřeba energie se sníží
Technickými prostředky vedoucími ke
snížení spotřeby energie
Použitím výměníků tepla ke snížení teploty
vypouštěné vody
Modul 5 „Energie v prádelnách”
Kapitola 2 „Používání energie”
23