In een ketelsysteem kunt u met behulp van warmtewisselaars energie gebruiken die anders verloren zou gaan en deze nogmaals gebruiken om het energieverbruik en de bedrijfskosten te verlagen. In deze opdracht kijken we door middel van een realistisch voorbeeld naar drie manieren om warmtewisselaars effectief toe te passen. Maar laten we eerst eens kijken hoe een warmtewisselaar werkt:

Een warmtewisselaar is een eenvoudig maar efficiënt apparaat dat warmte-energie uit het rookgas van de ketel absorbeert. Door het gas door een netwerk van leidingen met koud water te leiden, draagt de warmtewisselaar de warmte-energie op het water over. De energie wordt vervolgens afgevoerd naar andere delen van het systeem of rechtstreeks verkocht aan de stadsverwarming.

In ons voorbeeld wilde een grote schoenenfabriek de efficiëntie van hun ketelsysteem verbeteren. De fabriek was afhankelijk van een grote ketel om stoom te genereren voor zowel open als gesloten procesverwarming. En met een rookgastemperatuur van 300 graden Celsius was het potentieel voor optimalisatie groot.

We besloten om de ketel uit te rusten met drie warmtewisselaars die drie verschillende processen in het systeem ondersteunen: Condensaatverwarming, voorverwarming van toevoerwater en verwarming van het leidingwater. Laten we deze processen eens nader bekijken:

In een ketelsysteem is stoomverlies onvermijdelijk. Om dit verlies te compenseren en een goede balans in het systeem te houden, moet er water worden toegevoegd aan de condensaattank. Hierdoor wordt echter de temperatuur van het water verlaagd en het energieverbruik in de ontluchter, waar het water opnieuw wordt verwarmd, verhoogd.

In de schoenenfabriek verhielp een strategisch geplaatste warmtewisselaar dit probleem. Door een lus te maken, waarbij het condenswater via de warmtewisselaar en terug naar de tank werd geleid, steeg de temperatuur van 53 graden Celsius naar 77 graden Celsius.

Het resultaat was een efficiënter ontluchtingsproces met een lager energieverbruik en een veel stabielere watertemperatuur.

De tweede warmtewisselaar werd geïnstalleerd tussen de ketel en de voedingspomp om de temperatuur van het voedingswater te laten stijgen. Door het ontluchte water door de warmtewisselaar te pompen ging de temperatuur omhoog van 105 graden Celsius naar 140 graden Celsius. Dit ontlastte de ketel, die nu de temperatuur van het water nog maar met 35 graden Celsius hoefde te verhogen voordat het water begon te verdampen.

De laatste warmtewisselaar werd toegepast op het leidingwatersysteem. Met een grote in-house productie van leer verbruikte de schoenenfabriek wel 50 ton warm kraanwater per dag voor het verven en verwerken van het leer. En om goede resultaten te bereiken moest het water ten minste 55 graden Celsius zijn. De temperatuur van het leidingwater was 10 graden Celsius en er werden dus enorme hoeveelheden energie verbruikt tijdens dit proces.

Maar door het leidingwater door een warmtewisselaar te leiden, kon men in de fabriek de juiste temperatuur verkrijgen zonder extra verwarmingsmaatregelen, waardoor het energieverbruik aanzienlijk daalde.

Al met al genereerden de drie warmtewisselaars een energiebesparing van 150.000 kubieke meter aardgas op jaarbasis. Dat is ruim 70.000 euro per jaar.

We kunnen dus concluderen:

Een warmtewisselaar zet rookgas om in pure energie, en deze kan rechtstreeks worden hergebruikt in de ketelinstallatie om de energiekosten te verlagen of worden verkocht aan de stadsverwarming om de bedrijfskosten te verminderen.

De door de warmtewisselaar bespaarde energie kan worden gebruikt voor veel verschillende processen in het ketelsysteem - van condensaatverwarming tot leidingwater.

En de besparingen die kunnen worden bereikt zijn vrij groot, wat leidt tot een terugverdientijd van minder dan twee jaar.