Šilumos mazgai ir tiekimas

GALIMŲ TAUPYMO PRIEMONIŲ DETALESNIS APRAŠYMAS

GARO TIEKIMO SISTEMOS

Garų paskirstymo sistemos energijos vartojimo efektyvumo priemonės

Garų ir karšto vandens paskirstymo sistemos dažnai yra gana didelės ir gali tapti pagrindiniu energijos nuostoliu  perdirbimo įmonėje. Energijos vartojimo efektyvumo didinimas garo paskirstymo sistemose pirmiausia yra skirtas šilumos nuostolių mažinimui visoje sistemoje ir naudingos šilumos atgavimo sistemoje, kai tik įmanoma. Šios priemonės yra viena iš svarbiausių galimybių taupyti energiją pramoninėse garo paskirstymo sistemose.

Transportuoti kuo aukštesnio slėgio garą.

• Tai leidžia naudoti mažesnio diametro vamzdynus ir sumažina pradines investicijas į garo sistemos statybą.
• Mažesnio skersmens vamzdynai turi mažesnį paviršiaus plotą, todėl sumažėja šilumos nuostoliai.
• Kai aukštesnis slėgis, garo srauto greitis yra mažesnis, todėl mažėja slėgio nuostoliai vamzdyne, mažiau naudojama garo reguliavimo ir  paskirstymo įranga. Dėl to pailgėja garo tiekimo sistemų tarnavimo laikas ir sumažėja eksploatacinės išlaidos.

Patartina naudoti kuo mažesnio slėgio garą.

• Tokiu būdu dėl didesnės specifinės entalpijos galima gauti didesnį naudingą šilumos kiekį.
• Mažinant garo slėgį, pagerėja garo kokybė, nes šlapias garas, sumažinus slėgį, sausėja.
•  Šilumos mainų įrengimai gali būti žemesnės slėgio klasės, todėl jų įrengimo išlaidos sumažėja.

Pagerinta paskirstymo sistemos izoliacija

Naudojant daugiau izoliacinės medžiagos arba naudojant geriausią izoliacinę medžiagą, galima sutaupyti energijos garų sistemose. Svarbiausi faktoriai renkantis izoliacinę medžiagą yra mažas šilumos laidumas, matmenų stabilumas temperatūros pokyčių metu, atsparumas vandens absorbcijai ir atsparumas degimui. Kitos izoliacinės medžiagos savybės taip pat gali būti svarbios priklausomai nuo naudojimo, pvz., Didelių temperatūros svyravimų tolerancijos, sistemos vibracijų tolerancijos ir tinkamo suspaudimo stiprumo, kai izoliacija yra apkrova (Baen ir Barth 1994). Pramonės pieno gamyklų atvejų tyrimai rodo, kad geresnės izoliacijos atsipirkimo laikotarpis paprastai yra mažesnis nei vieneri metai (IAC 2011). Be to, geresnė izoliacija gali sumažinti netyčia išleidžiamos šilumos kiekį į įrenginio vidų („Flex Your Power 2006a“).

Izoliacijos priežiūra

Dažnai nustatoma, kad po šilumos paskirstymo sistemų pataisymo, izoliacija nėra pakeista. Be to, kai kurie izoliacijos tipai laikui bėgant gali tapti trapūs arba puvimo. Dėl šios priežasties reguliari izoliacijos patikrinimo ir priežiūros sistema taip pat gali taupyti energiją (Zeitz 1997). Įgyvendinant izoliacijos techninės priežiūros programą, keliose JAV pieno gamyklos atvejų studijose (IAC 2011) atsipirkimo laikotarpiai buvo trumpesni nei vieneri metai.

Transportuoti ir naudoti reikia tik švarų ir sausą garą

Transportuoti ir naudoti reikia tik švarų ir sausą garą.Todėl naudojami purvo rinktuvai ir garo filtrai, įrengiami trasų drenavimo taškai ir garo separatoriai, oro išleidikliai:
• Dėl didelių garo srauto greičių jame esantys svetimkūniai gali sugadinti garo sistemos įrangą.
• Gare esančios priemaišos (oras, kondensatas, purvas ir kt.), sudaro kliūtis šilumos mainams ir tuo sumažina šilumos mainų įrenginių našumą.
• Gare esantis kondensatas gali sukelti hidraulinius smūgius ir sugadinti technologinę įrangą bei sukelti avarijas.

Rekomenduojama pastoviai laikytis ir kontroliuoti garo ir vandens  nustatytų parametrų

Rekomenduojama paduoti tiksliai tiek garo ir tokių parametrų, kiek reikia, į technologinį procesą.
• Tam naudojama garo reguliavimo armatūra (elektriniai, pneumatiniai ir tiesioginio veikimo slėgio, srauto ir temperatūros reguliatoriai).

Transportuoti ir naudoti reikia tik švarų ir sausą garą

Transportuoti ir naudoti reikia tik švarų ir sausą garą. Todėl naudojami  purvo rinktuvai ir garo filtrai, įrengiami trasų drenavimo taškai ir garo
separatoriai, oro išleidikliai.
• Dėl didelių garo srauto greičių jame esantys svetimkūniai gali sugadinti garo sistemos įrangą.
• Gare esančios priemaišos (oras, kondensatas, purvas ir kt.), sudaro kliūtis šilumos mainams ir tuo sumažina šilumos mainų įrenginių našumą.
• Gare esantis kondensatas gali sukelti hidraulinius smūgius ir sugadinti technologinę įrangą bei sukelti avarijas.

Garų gaudyklės tobulinimas

Naudojant šiuolaikinius termostatinių elementų garų gaudykles galima sumažinti energijos suvartojimą ir kartu padidinti patikimumą. Pagrindiniai šių gaudyklių efektyvumo privalumai yra tai, kad jie atidaromi, kai temperatūra yra labai artima prisotinto garo temperatūrai (per 4 ° F arba 2 ° C), po kiekvieno atidarymo išvalykite nekondensuojamas dujas ir paleidimo metu atidaromos, kad būtų galima greitas garo sistemos pašildymas. Šie gaudyklės taip pat turi didelį patikimumą ir yra naudingi įvairiems garų slėgiams (Alesson 1995). Keletas JAV pieno gamyklų atvejų tyrimų parodė, kad paprastas atsipirkimo laikas dažnai būna trumpesnis nei 6 mėnesiai (IAC 2011).

Garų gaudyklės tikrinimas

Paprasta garų gaudyklių tikrinimo programa, užtikrinanti, kad jos veikia tinkamai, gali sutaupyti daug energijos ir  labai nemažai pinigų. Jei nėra garų gaudyklės techninės priežiūros programos, yra galima prarasti iki 15% iki 20% garų iš gaudyklių, veikiančių garų paskirstymo sistemoje (Jaber 2005). Energijos taupymas reguliariai atliekant garų gaudyklių patikrinimus ir tolesnius techninės priežiūros darbus yra konservatyviai įvertintas 10% sutaupymų.

Vienas pramonės atvejo tyrimas rodo, kad atsipirkimo laikotarpis yra trumpesnis nei keturi mėnesiai. Nors šios priemonės yra greitas atsipirkimo laikotarpis, jis dažnai neįgyvendinamas, nes išlaikymo ir energijos sąnaudos paprastai yra įtraukiamos į biudžetą. Be energijos ir sąnaudų taupymo, tinkamas garų gaudyklių veikimas sumažins garo paskirstymo sistemos korozijos riziką. Žemės O’Lakes pieno gamybos įmonėje Tulare, Kalifornijoje, JAV DOE remiamas energijos vertinimas apskaičiavo, kad garų gaudyklės techninės priežiūros programos įgyvendinimas sutaupytų beveik 20 000 MMBtu gamtinių dujų per metus ir leistų sutaupyti maždaug 278 000 JAV dolerių (JAV DOE 2005b ).

Garų gaudyklės stebėjimas.

Automatinių daviklių  prijungimas prie garų gaudyklių kartu su techninės priežiūros programa gali sutaupyti dar daugiau energijos be didelių papildomų išlaidų. Ši priemonė yra vien tik garų gaudyklės techninės priežiūros tobulinimas, nes suteikia greitesnį pranešimą apie garų gaudyklę ir gali aptikti, kai garų gaudyklė neveikia didžiausiu efektyvumu. Apskaičiuota, kad naudojant garų gaudyklės stebėjimą papildomai sutaupoma 5% energijos, palyginti su vien tik garų gaudyklės technine priežiūra, kai atsipirkimo laikotarpis yra maždaug vieneri metai .

Garo separatorius

Po garo šaltinio rekomenduojama įrengti garo separatorius. Tokie separatoriai atskiria gare esančius kondensato lašelius ir garas lieka sausesnis.

Drenavimo taškai

Magistraliniuose vamzdynuose susidarantį kondensatą iš ten reikia pašalinti – įrengti vamzdynų drenavimo taškus. Jeigu taip nepadaroma, nukenčia garo kokybė, jis tampa šlapias, o dideliu greičiu garo vamzdžiais judantis kondensatas gali sukelti hidraulinius  smūgius ir eroziją.

Drenavimo taškai

Įrengiant trasų drenavimo taškus, būtina suformuoti kondensato kišenes, kad dideliu greičiu tekantis kondensatas, aplenkdamas drenažo tašką, neprabėgtų vamzdžiu tolyn. Tam paprastai daroma nominalaus vamzdžio skersmens kišenė, o plonesnis kondensato nuvedimo vamzdis jungiamas į ją aukščiau jos dugno, kad į  kondensato puodą patektų kuo mažiau šiukšlių

Nuotėkio remontas.

Kaip ir garų gaudyklėse, garo paskirstymo vamzdynų tinklai dažnai turi nuotėkių, kurie gali būti nepastebėti be nuolatinės tikrinimo ir priežiūros programos. JAV DOE prognozuoja, kad pramoninio garo paskirstymo sistemos nuotėkio taisymas leis sutaupyti apie 5–10% energijos . Land O’Lakes pieno gamykloje Tulare, Kalifornijoje, JAV DOE apskaičiavo, kad gamtinių dujų taupymas 18 000 JAV dolerių per metus gali būti įgyvendintas įgyvendinant garo nuotėkio priežiūros programą (JAV DOE 2005b). Be to, reguliarus tikrinimas ir nuotėkio remontas gali sumažinti didelių sistemos nuotėkių tikimybę, kuri gali būti labai brangu taisyti.

KARŠTO VANDENS (TERMOFIKATO) TIEKIMO SISTEMOS

Autonimiškai valdyti kolektorių atšakas pagal nustatytą grįžtamą temperatūrą

Kiekviena šilumos srauto paskirstymo kolektoriaus atšaka maitina tam tikras vartotojų grupes, kurios pagal šilumos poreikį gali kisti vienodai ar skirtingai  kitos atžvilgiu. Esant fiksuotam srauto subalansavimui galimi skirtingi šilumos nuėmimai, todėl gali susidaryti situacijos, kad  atkirose atšakose gali grįžti paaukštinta grįžtama termofikato temperatūra, o tai mažina ekonomaizerio ar katilo darbo efektyvumą (ypač ekonomaizerio, nes jo efektyvumas tiesiogiai priklauso nuo gryžtamo termofikato temperatūros – kuo žemesnė grįžtama termofikato temperatūra, tuo geresnis ekonomaizero darbo efektyumas).

Reomenduojama:

1. Ant nueinančių linijų į šildymo sistema sumontuoti pamaišymo mazgus.
2. Siurblius valdyti su dažnio keitikliu.
3. Automatizuoti linijų pamaišymo sistemas pagal šią nustatytą logiką:

1. Trieigis vožtuvas reguliuojamas pagal užduotą grįžtamąją termofikato temperatūrą – leidžia efektyviai reguliuoti paduodamo į sistemą termofikato temperatūrą atsižvelgiant į realius šilumos poreikius

Cirkuliacinio siurblio našumas (srautas) reguliuojamas pagal nustatytą slėgio palaikymo rodiklį – leidžia efektyviau išnaudoti siurblio galią kintant realaus  srauto poreikius šildymui , bei apribojus (uždarius/atidarius) atskirų kontūrų poreikį termofikato srauto cirkuliacijai.

Srauto reguliavimas šildymo sistemoje

Srauto reguliavimas pagal grįžtamą temofikato temperatūrą, ne tik apribos srautą atšakoms kurioms yra sumažėjęs šilumos poreikis ir padidins srautą atšakoms kurioms reikia daugiau šilumos , bet ir panaudojus dažnio keitiklius optimizuos cirkuliacinių siurblių vartojamą galią (reikalingą srautą).

Galimos situacijos, kad artimesnės atšakos „šuntuoja“ tolimesnes atšakas praleisdamos neefektingai panaudotą termofikato srautą, ir tuo būdu ne tik sumažina šilumos perdavimą (mažiau nei reikalinga), bet ir užaukština grįžtamą temperatūrą į katilinę, kurios automatika, savo ruožtu, pagal parametrų nustatymo grafiką  papildomai gali sumažinti paduodamo termofikato temperatūrą, o tai tik pablogins tolimiausių vartotojų aprūpinimą šiluma.

Šių srautų poreikio pokyčius net paros bėgyje gali įtakoti įvairūs faktoriai: saulės spinduliuotė (rytas, vakaras), žmonių koncentracijos pokyčiai, gamybos organizavimas.

Nuostoliai karšto vandens (termofikato) vamzdynuose

Nuostoliai šilumos tiekimo vamzdynuose sudaro ženklią šilumos nuostolių dalį. Tam, kad sušildyti patalpas ar technologiniam procesui aprūpinti yra reikalingas tam tikras šilumos kiekis, todėl patiekus žemesnės temperatūros termoofikatą, bus reikalingas didesnis srautas, o tai jau papildomi cirkuliacinių siurblių elektros nuostoliai. Per didelis pareikalaujamas vandens srautas gali išbalansuoti ir pačią sistemą.