Odzysk ciepła w ubojniach oraz zakładach przetwórstwa mięsnego
Zakłady te są jednym z grupy obiektów gdzie występuje duże zużycie ciepłej wody użytkowej oraz wysokie koszty związane z eksploatacją urządzeń chłodniczych. Weźmy tu pod uwagę niewielki zakład ubojni zwierząt(dane na podstawie jednego z ostatnich projektów, dotyczą one tylko niewielkiej części zakładu).
Dane do obliczeń:
- Ciepła woda użytkowa o temperaturze minimum 55°C zapotrzebowanie 200 litrów/h.
- Ciepła woda użytkowa o temperaturze minimum 45°C zapotrzebowanie 500 litrów/h.
- Podane zapotrzebowanie na CWU dotyczy prowadzenia uboju oraz rozbiórki zwierząt(około 12godzin dwa razy w tygodniu ), w pozostałym okresie zapotrzebowanie na CWU spada praktycznie do 100litrów/h (12h dziennie, prace związane z realizacją zamówień, praca biura, prace porządkowe).
- Jeden agregat chłodniczy o mocy chłodniczej 30kW. Agregat pracuje praktycznie ciągle podczas pracy zakładu (ubój zwierząt). Po schłodzeniu półtusz agregat pracuje już tylko w celu podtrzymania temperatury w komorze.
- Trzy agregaty chłodnicze o mocy 10kW. Agregaty w komorach przeładunkowych oraz chłodniczych. Praca praktycznie ciągła podczas uboju, w późniejszym okresie praca w ramach utrzymania temperatury.
- Główny nacisk na zapewnienie CWU podczas uboju.
Obliczenia i zapotrzebowanie energetyczne:
- Moc potrzebna do nagrzania 500litrów wody od temperatury początkowej 10ºC do temperatury 45ºC, w ciągu godziny to około 20,5kW.
- Moc potrzebna do nagrzania 200litrów wody od temperatury początkowej 10°C do temperatury 55°C, w ciągu godziny to około 10,5kW.
- Sumaryczna moc umożliwiająca spełnienie założeń klienta(zapotrzebowanie CWU) to 31kW.
Sprawa może wydawać się prosta, gdyż agregat główny ma moc chłodniczą 30kW. Moc cieplna oddawana poprzez skraplacz to około 43kW, dlatego też teoretycznie powinien wystarczyć odzysk ciepła tylko z jednego agregatu. Sytuacja natomiast trochę komplikuje się, ponieważ pełny odzysk ciepła skraplania bez pogorszenia parametrów pracy agregatu chłodniczego nie pozwoli na uzyskanie odpowiednich parametrów CWU.
- Sprawdźmy teraz jaką moc możemy uzyskać stosując odzysk ciepła przegrzania.
Dla agregatu 30kW możemy uzyskać moc około 12kW, a dla pozostałych agregatów 4kW na urządzenie. W sumie całkowita moc odzysku ciepła przegrzania ze wszystkich urządzeń to 24kW, natomiast nasze zapotrzebowanie to 31kW. Oznacza to, że zastosowanie częściowego odzysku ciepła nie pozwala na osiągniecie założeń projektowych. Z pomocą przychodzą nam tutaj “kaskadowe” systemy odzysku ciepła.
W systemie kaskadowym samo podgrzewanie CWU przebiega już dwuetapowo. Etap pierwszy to podgrzanie wody do temperatury max 40°C. Etap drugi to docelowe uzyskanie właściwej temperatury (dodatkowe zasobniki). W systemie tym całość wody będziemy podgrzewać do temperatury 35°C(bierzemy pod uwagę sprawność agregatu). Moc potrzebna na realizacje tego założenia to około 21kW. Ostatnim krokiem jest uzyskanie wody o temperaturze:
- 45°C-zapotrzebowanie mocowe to ok 6kW (500litrów/h).
- 55°C-zapotrzebowanie mocowe to ok 5kw (200 litrów/h).
W tym przypadku odpowiednim rozwiązaniem będzie zastosowanie dwustopniowego układu odzysku ciepła z agregatu 30kW.
- odzysk ciepła przegrzania 12kW, możliwe osiągnięcie wysokich parametrów CWU.
- odzysk ciepła skraplania 31kW, możliwe osiągnięcie temperatur do 40stc.
Z podanych obliczeń wynika, iż sam agregat 30kW powinien spełnić już założenia projektowe, niemniej jednak należy wziąć pod uwagę przerwy w pracy agregatu chłodniczego(odtajanie chłodnicy), osiągnięcie właściwej temperatury w komorze i straty w systemie odzysku ciepła. Uzasadnione staje się zamontowanie w pozostałych agregatach systemów(systemy tańsze) odzysku ciepła przegrzania. Uzyskujemy wtedy dodatkowe 12 kW mocy, która może być wykorzystana do osiągnięcia wyższych parametrów CWU.
Oszczędności wynikające z zastosowania systemu odzysku ciepła to:
- Oszczędność podczas uboju to ponad 372kWh dziennie,
- Oszczędności w pozostałym okresie to 60kWh dziennie.
Oszczędność miesięczna na potrzeby CWU to średnio 9*370+14*60 = 3330 + 840 = 4170kWh*.
Uwagi końcowe:
- Powyższy opis stanowi tylko przykładowe rozwiązanie.
- W obliczeniach nie uwzględniono strat w systemach rurowych odzysku ciepła.
- Wszystkie obliczenia mają charakter poglądowy. Zostały tu pominięte wartości dziesiętne.
Niemniej jednak błąd obliczeniowy nie powinien być większy aniżeli +/- 5%.
- Do obliczeń skorzystano z programów doborowych producentów urządzeń chłodniczych oraz wymienników ciepła.
- Parametry pracy urządzeń chłodniczych -10°C temperatura parowania, +45st temperatura skraplania. Czynnik chłodniczy R507.
Jeśli nie odnajdujesz swojej działalności w powyższym podziale, a chcesz wykonać odzysk ciepła zadzwoń do nas lub skontaktuj się poprzez formularz kontaktowy.
Służymy naszą wiedzą i doświadczeniem.