Leonardo da Vinci Projekt Udržitelný rozvoj v průmyslových prádelnách Modul 5 Energie v prádelnách Kapitola 2 Používání 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 MJ kwh 1 cal 1 0,001 0,000001 4,1868 0,0000041868 0,000001163 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 0,0002388 0,0000002388 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 Modul 5 Energie v prádelnách 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) Elektřina 8 % 183 MWh/rok Použití olejů 92 % 2.100 MWh/rok tunelová pračka sólo pračka mandl 16,4 8,2 13,7 14 1,5 17 ztráty v důsledku vytváření páry ztráty v důsledku distribuce páry tunelová pračka kompresor osvětlení 25,3 15,2 100 % 17 17 2 1 14 sušička mandl sólo pračka chemické čištění lisování ostatní 21,2 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 Typy topení Centrální dodávka: většinou pára nepřímý přímý plyn olej (lehký) plyn/ olej (lehký) nafta* Horká voda* nízkotlaká pára vysokotlaká pára sólo pračky, sušičky, mandly, lisy, finiséry Místní dodávka/ individuální ohřev nepřímý přímý plyn/ elektřina plyn sólo pračky, sušičky, mandly, lisy (elektřina) sušičky * Na trhu mají malou důležitost Zdroj: BGW Modul 5 Energie v prádelnách Kapitola 2 Používání energie 7
Zdroje tepla v prádelnách Pára 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 Vysokotlaká + 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 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 Nízkotlaká + 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. Modul 5 Energie v prádelnách 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 180 DN 120 DN 275 1 Sólo pračka, ohřev plynem/elektřinou/párou 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 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 Nevýhody 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 Modul 5 Energie v prádelnách 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 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 Modul 5 Energie v prádelnách Kapitola 2 Používání energie 14
Postup rychlé tvorby páry 1. Napájení kotle 2. Přívod stlačeného vzduchu 3. Hořák 4. Přívodní trubka 5. Otvor pro čištění 6. Systém ohřevu 7. Tlakový regulační ventil 8. Monitorování hořáku Zdroj: Certuss 2993/00 Modul 5 Energie v prádelnách 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 Plyn/olej vzduch Faktor účinnosti 1 kw Vstupní energie η = 0,85 η = 0,98 η = 0,85 0,70 kw Koncová energie Modul 5 Energie v prádelnách Kapitola 2 Používání energie 17
Přeměna energie při přímém ohřevu Koncová energie při přímém ohřevu (plyn) plyn Hořák vzduch Faktor účinnosti η = 0,85 1 kw Vstupní energie 0,85 kw Koncová energie Modul 5 Energie v prádelnách Kapitola 2 Používání energie 18
Výhody přímého ohřevu - sušárna Zlepšenéřízení 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 Plynové sušárny (přímé) Parní sušárny (nepřímé) Kapacita sušení 100 % 100 % Kapacita sušení 15 % 0 roky trvanlivost 0 roky trvanlivost ztráty odcházející spaliny stroj ztráty odcházející spaliny 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 % 140 120 100 80 60 40 20 0 142 83,3 0,035 /kg prádla 230 kg/h Plynová sušárna (přímý) 100 100 0,042 /kg prádla 162 kg/h Sušárna ohřívaná parou (nepřímý) Porovnání na základě textilií froté náklady plyn: 0,045 /kwh pára: 0,036 /kg páry Modul 5 Energie v prádelnách 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