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