Odzysk ciepła odpadowego z gazów spalinowych ze źródeł ciepła w halach

Na fot. 1a pokazano rozwiązanie odzysku ciepła odpadowego ze spalin pojedynczego promiennika rurowego. W takim rozwiązaniu systemu wymiennikiem ciepła jest stalowa rura o długości 4 m, w której dochodzi do schłodzenia spalin do temperatury punktu rosy (poniżej 57°C) i kondensacji pary wodnej przy przepływie przeciwprądowym powietrze/spaliny. Ogrzane powietrze jest doprowadzane do strefy przebywania ludzi za pomocą wentylatora, montowanego najczęściej po zimnej stronie wymiennika. Układ odzysku ciepła można zbudować z każdym promiennikiem rurowym o mocy niższej niż 40 kW. Ograniczenie mocy promiennika wynika z dużych rozmiarów (powyżej 9 m długości) urządzeń o mocy wyższej niż 40 kW i bardzo dużych oporów ciśnienia przy przepływie spalin. Dla większych urządzeń zamontowane palniki nie byłyby w stanie pokonać strat ciśnienia powstałych przy przepływie spalin przez urządzenie i wymiennik ciepła.

Układ odzysku ciepła buduje się indywidualnie dla każdego promiennika, nie łączy się promienników we wspólny układ odprowadzenia spalin. Wymiennik montuje się na przedłużeniu promiennika w linii prostej lub równolegle do promiennika. Równoległe umieszczenie promiennika i wymiennika ułatwia wykonanie rozwiązania odprowadzenia spalin przez przewód koncentryczny i doprowadzenia z zewnątrz powietrza do ogrzania w wymienniku lub do spalania. Temperatura powietrza obiegowego przy przepływie przez wymiennik wzrasta o około 15 K [6, 7].

W wyniku zastosowania układu do odzysku ciepła ze spalin i z kondensacji uzyskiwany jest wzrost sprawności cieplnej układu do 110%. Odzysk ciepła z wymiennika szacuje się na poziomie 15-20%, co oznacza, że dla promiennika o mocy 40 kW można odzyskać do 6-8 kW ciepła. Większy odzysk ciepła uzyskuje się, gdy do wymiennika doprowadzane jest powietrze z zewnątrz hali o niższej temperaturze niż gdy do wymiennika doprowadzane jest powietrze obiegowe z wnętrza hali. Możliwe jest rozwiązanie układu na różne sposoby:

−    Sposób 1: do wymiennika doprowadzane są wewnętrzne powietrze obiegowe i spaliny z promiennika przewodem o średnicy DN 100. Dalej kominem koncentrycznym usuwane są spaliny oraz doprowadzane jest powietrze do promiennika do spalania gazu; w stropodachu wykonuje się wówczas jeden otwór dla jednego promiennika. W celu odprowadzenia powstających skroplin elementem niezbędnym przewodu spalinowego jest trójnik ze spustem do odprowadzenia skroplin (fot. 1a).

−    Sposób 2: kominem koncentrycznym dostarczane jest do wymiennika zewnętrzne powietrze oraz usuwane są spaliny; zaś osobnym przewodem doprowadzane jest powietrze do palnika promiennika do spalania gazu; w stropodachu wykonywane są dwa otwory dla jednego promiennika.

−    Sposób 3: kominem koncentrycznym dostarczane jest do wymiennika zewnętrzne powietrze podgrzane w komorze mieszania oraz usuwane są spaliny; dodatkowym przewodem doprowadzane jest powietrze do palnika promiennika do spalania gazu; w stropodachu wykonywane są dwa otwory dla jednego promiennika. Komora mieszania z siłownikiem sterowanym czujnikiem temperatury na nawiewie umożliwia zasysanie powietrza zewnętrznego, wewnętrznego z pomieszczenia lub ich mieszaniny, tak aby w przypadku niskiej temperatury zewnętrznej (np. poniżej 0°C) nie następowało wychłodzenie pomieszczenia (odzysk ciepła umożliwia podgrzanie temperatury powietrza o ∆T = 15°C). Dodatkowo dla temperatury zewnętrznej poniżej -15°C istniałoby ryzyko uszkodzenia wymiennika z powodu przemarzania (fot. 1b).

Kondensat z wymiennika, na przykład w ilości około 25 l/h dla promiennika o mocy 40 kW, zbierany jest przewodami z tworzywa sztucznego o średnicy φ18 mm i grawitacyjnie odprowadzany przez neutralizator do sieci kanalizacyjnej. Przewód musi być podłączony przez zasyfonowanie.

Na rys. 4 przedstawiono rozwiązanie systemu, które może być wykonane dla pojedynczego promiennika rurowego lub dla grupy urządzeń o maksymalnej mocy do 225 kW [8], a także dla grupy promienników ceramicznych. Zastosowanie wymiennika ciepła oddalonego od promienników pozwala podgrzać strefy hali o niższej wysokości, w których zamontowanie promiennika jest niemożliwe ze względu na bezpieczeństwo, a stosowanie dodatkowego systemu ogrzewania byłoby kłopotliwe i kosztowne [8]. Spaliny z promienników rurowych kanałami są transportowane do wymiennika ciepła. W przypadku ogrzewania promiennikami ceramicznymi spaliny utrzymują się pod stropem hali, zatem wraz z ciepłem odpadowym z procesów prowadzonych w hali ciepło z oświetlenia, maszyn, procesów technologicznych, ciepłe powietrze z przestrzeni stropu są pobierane i odzyskiwane w wymienniku ciepła [7].

Galeria

Zobacz więcej