HeatPipe - Wärmeübertrager

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HeatPipe - Wärmeübertrager
HeatPipe - Wärmeübertrager
Ein Konzept zur Energierückgewinnung
H e a t
P i p e -W ä r m e ü b e r t r a g e r
Energierückgewinnung
verschmutze Abgase gewinnbringend Nutzen
Energierückgewinnung aus heißen, industriellen Abgasströmen
bietet die Möglichkeit große Mengen wertvoller Energie einzusparen
und CO2-Emissionen zu reduzieren. In der Vergangenheit blieben
diese Chancen oft ungenutzt, insbesondere wenn die heißen
Abgasströme zusätzlich noch korrosiv oder verschmutzt waren.
Wir bieten unseren Kunden jetzt die Möglichkeit, mit unserem
innovativen Wärmeübertragerdesign und neuen, angepassten
Fertigungstechniken kostengünstig Energie aus heißen, aggresiven
und schmutzigen Abgasströmen zurück zu gewinnen.
Auf diese Weise können Sie:
• Den Kraftstoffverbrauch CO2-Emissionen reduzieren
• Alle Abwärme-Energieströme nutzen
• Die Effizienz Ihrer Prozesse steigern
• Ihre laufenden Kosten durch einen geringeren Kraftstoffverbrauch
verringern
Einige der Anwendungen, bei denen wertvolle Abhitze-Energie
zurückgewonnen werden kann, sind:
• Bei Kesseln mit Biomasse / Ölfeuerung / Kohlefeuerung
• Bei Trocknungsöfen
• Hochöfen, Schmelzöfen und Stahlverarbeitung
• Glashütten, Baustoffherstellung ....
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Nutzung Ihrer zuvor nicht-rückgewinnbaren Abwärme
Traditionelle Wärmeübertrager bekommen im Betrieb mit verschmutzten, heißen, industriellen Abgasströmen oft Schwierigkeiten,
es kann zu Ablagerungen von Material und Korrosion kommen, was letztendlich zu einer Reduzierung der WärmerückgewinnungsEffizienz und zum Ausfall von Anlagen führen kann. Als Folge bleibt das mögliche Energiesparpotenzial oft ungenutzt.
Eine Weiterentwicklung bei den Herstellungsverfahren sowie ein modernes Design erlauben uns, die Energierückgewinnung von
korrosiven und kontaminierten Abgaswärmeströme effizient zu realisieren.
Unsere Konstruktion ist bei Verschmutzungen oder Ablagerungen einfach zu reinigen.
HeatPipe-Wärmeübertrager sind:
Robust und zuverlässig
✓ Hergestellt aus geeigneten Werkstoffen
✓ Wärmeausdehnung und Kontraktion der einzelnen
Komponenten ist ungehindert möglich
✓ Gleichmäßige Temperaturverteilung vermeidet kalte
Stellen und reduziert hierdurch Ablagerungen und
Korrosion
✓ Heat Pipes arbeiten unabhängig voneinander, sodass
einzelne Rohr-Ausfälle eine minimale Auswirkung auf die
Gesamtleistung haben
Flexibel
✓ Einfache, robuste Heat Pipe-Konstruktion – kann in rauen
Umgebungen eingesetzt werden
✓ einfaches Hinzufügen oder Entfernen einzelner Heatpipes
um eine präzise Optimierung zu ermöglichen und Wartung
zu vereinfachen
Kosteneffizient
✓ kurze Amortisationszeit
✓ Unser Konzept wird viele Jahre lang Energie einsparen
✓ Leicht demontierbare Gehäuse und ein seitliches
Inspektions-Panel ermöglichen eine schnelle und einfache
Wartung
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Einzigartiges und innovatives Design
Das einzigartige Design der einzelnen Heat Pipes bietet eine extrem effiziente Übertragung von Energie, 1000 mal effizienter als
ein Kupferrohr.
Die patentierten Heat Pipes werden unter Vakuum mit einer Wärmeübertragerflüssigkeit gefüllt. Diese verdampft bei Kontakt mit
dem heißen Medium, steigt auf und gibt die Verdampfungswärme an den Prozess ab.
Vakuum Rohr
Wärme
Kondensat
Trennplatte
Dampf
Wärme
Heat Pipe Anwendung
Heat Pipes
kaltes Wasser
heißes Wasser
Abgas
Trennplatte
Wärmerohr in Flüssigkeit
Dichtung
Abgas
Wärmerohr im Abgas
HeatPipe Wärmeübertrager- Konstruktion
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HeatPipe - Wärmeübertrager (HPHE)
Standard HPHE-Module
Viele Anwendungsanforderungen können mit Standard
Primärmedium Gas, Sekundärmedium Wasser
HPHE-Modulen erfüllt werden, wobei immer mehrere
Gas / Wasser HPHE-Wärmeübertrager wurden speziell
Heat Pipe- Gruppen in entsprechende Wärmeübertrager-
konstruiert, um aus gasförmigen Abgasströmen auf der
Gehäuse eingebaut werden.
Sekundärseite Wasser zu erhitzen.
Vorteile:
Primärmedium Gas, Sekundärmedium Gas
✓ Schnelle Verfügbarkeit durch modulares Design
✓ Einfache Anpassung an die Prozessanforderungen
✓ Einfacher Zugang und Möglichkeit der Reinigung
✓ Wartungsarm
HPHE-Wärmeübertrager sind auch in der Lage, Wärme von
einem heißen Gas zu einem kalten Gas zu übertragen. Oft
wird Luft erwärmt. Die erhitzte Luft kann auf verschiedene
Arten verwendet werden, zum Beispiel zum Vorwärmen von
Verbrennungsluft, zur Verwendung in der Produktion oder für
die Gebäudebeheizung.
Standard Gas zu Flüssigkeit HPHE Einheit
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Maßgeschneiderte HPHE-Module
Wenn kein Standardmodul verwendet werden kann, wird ein Apparat speziell auf Ihre Auslegungsdaten entworfen und
gefertigt, um die optimale Leistung und bestmögliche Energierückgewinnung zu erzielen.
Dampferzeugung
Mit HPHE-Modulen erzeugt Spirax Sarco auch Dampf. Unser Know-how ermöglicht uns Sattdampf oder überhitzen Dampf
aus Abgasenergie zu erzeugen. Hierbei können wir ein breites Spektrum von möglichen Dampfdrücken und Dampfmengen
abdecken.
Dampferzeugeranlage
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HeatPipe – Erfolgreich realisierte Projekte
Stahlwerk in der Tschechischen
Republik
Wärmequelle: Abgas mit 450 ºC aus Schmelzöfen
Anwendung: Warmwasser für Gebäudeheizung
Energierückgewinnung: 560 kW
Keramikherstellung in Indien
Wärmequelle: Abgas mit 316 ºC aus Brennöfen
Anwendung: Luftvorwärmung für die Brennöfen
Energierückgewinnung: 610 kW
Automobilzulieferer in den USA
Wärmequelle: Abgas mit 400 ºC aus einem
Aluminium Ofen
Anwendung: Luftvorwärmung für den Aluminnium
Ofen
Energierückgewinnung: 530 kW
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Mobiles BHKW in Botswana
Wärmequelle: Abgas mit 325 ºC aus einem mit
schweren Heizöl befeuerten Kessel
Anwendung: Vorheizung des schweren Heizöls
Energierückgewinnung: 120 kW
Lebensmittelherstellung in Italien
Wärmequelle: BHKW mit Verbrennungsmotor
Anwendung: Warmwasser für die Gebäudeheizung
Energierückgewinnung: 870 kW
Reifenherstellung in Italien
Wärmequelle: BHKW mit Pflanzenöl-Verbrennungsmotor
Anwendung: Dampf für die Vulkanisation von Reifen
Energierückgewinnung: 206 kW
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HeatPipe-System holt 2,1 MW aus einer Verbrennungsanlage von
Abfall-Biomasse-Schlämmen
Branche: Öffentliche Gebäude & Einrichtungen
Die Lösung:
Anwendung: Wärmerückgewinnung aus Abgasströmen
Die innovative Heat Pipe-Technologie ist ideal für diese
Der Betreiber einer Biomasse-Verbrennungsanlage möchte
die Energie aus dem Abgasstrom zurückgewinnen und dem
bestehenden Fernwärmenetz zuführen.
Der Rückstand der Biogasanlage wird zur Beheizung eines
zentralen Kesselhauses in einem industriellen Fernwärmepark
verwendet. Der Kunde möchte Wasser von 73,5 °C auf 90 °C
erhitzten. In der Vergangenheit hatte der Kunden erhebliche
Probleme bei der Rückgewinnung der Abwärme gehabt.
Insbesondere waren die Inhaltsstoffe der Abgase aggresiv und
enthielten zusätzlich Partikel, die zu Ablagerungen führten. Bei
der Verwendung von herkömmlichen Wärmetauschern wird
das sekundär Medium zu stark überhitzt. Daher sind solche
Apparate ungeeignet für die Art der Anwendung. Durch den
schlechten Wärmeübergang von Gas auf Wasser werden
herkömmliche Apparate oft sehr groß und es wird sehr viel
Betriebs- und Raumverhältnisse:
- Ausreichend widerstandsfähig gegenüber den aggressiven
Betriebsbedingungen
- Erfüllt die Energie-Rückgewinnungsanforderungen
- Kompakt genug, für die Installation in den begrenzt
verfügbaren Raumverhältnissen im Schornsteinbereich.
Spirax Sarco hat ein komplettes HPHE-System, inklusive
der sekundärseitingen Ventile und Pumpen und die
zugehörige Regelungs- und Sicherheitstechnik geliefert. Die
Primärseite des Wärmeübertrager- Gehäuses wurde aus
rostfreiem Edelstahl gefertigt, um mit den korrosiven Abgasen
klarkommen zu können, während die Sekundäreseite des
Gehäuses aus Stahl gefertigt wurde, um die Kosten für den
Bau nicht zu sehr zu erhöhen. Der Druckabfall über das
System ist sehr niedrig, dieser liegt bei ca. 10 mbar
Platz benötigt.
Ergebnis:
Die Verbrennungsanlage liefert 17.500 kg/h Abgas bei 650 °C.
Der Kunde hatte bisher nur konventionelle Wärmeübertrager in
Die Spezifikation:
Betracht gezogen, von denen ihm jedoch keiner als geeignet
Temperatur Abhitzestrom: 650 °C
der Abgase, die hohe Temperatur, räumlichen Einschränkun-
Abgasmenge: 17.500 kg/h
Eintrittstemperatur Sekundärmedium: 73,5 °C
erschien. Punkte die dagegen sprechen sind die Aggressivität
gen sowie die Forderung nach geringem Druckabfall. Unsere
HeatPipe-Wärmeübertragereinheit konnte hier in allen Punkten
überzeugen. Der Kunde kann 2,1 MW aus dem heißen, korro-
Durchsatz Sekundärmedium: 125.000 kg/h
siven Abgas, selbst unter räumlich beengten Verhältnissen
Brennstoff: Biomasserückstände
zurückgewinnen. Die zurückgewonnene Energie erwärmt
Energierückgewinnung: 2,1 MW
125.000 kg/h Wasser von 73,5 °C auf 90 °C für das Fernwärmesystem. Die berechnete Amortisationdauer für den Kunden liegt unter zwei Jahren und spart 10,5 Mio.kWh und 1.900
Tonnen CO2 pro Jahr ein.
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SB-P211-02 DE Issue 2 / 08032016
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