Efekty nowoczesnych systemów odwadniających

Projekt Leonardo da Vinci
Równowaga w procesach pralniczych na
wielką skalę
Moduł 5
Recykling W ody i Energii
Rozdział 6
Recykling Energii w Suszarkach
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Cel Szkolenia
 Rozdział ten ukazuje podstawowe analizy oraz zapewnia
zrozumienie procesu suszenia
 Rozdział ten wyjaśnia różnice i relacje zachodzące pomiędzy
mechanicznym odwadnianiem, a suszeniem termicznym w
zakładzie pralniczym
 Rozdział ten ukazuje najlepsze praktyki w optymalizacji
mechanicznego odwodnienia w zakładzie pralniczym
 Rozdział ten ukazuje najlepsze praktyki w optymalizacji
termicznego suszenia w zakładzie pralniczym
 Rozdział ten podkreśli istotność ustalenia właściwego punktu
końcowego „end-point”
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Spis treści






W stęp
Analiza procesu suszenia
Sprawność energetyczna odwadniania
Sprawność energetyczna suszenia
W yznaczenie punktu końcowego
Podsumowanie
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Wstęp I

Podstawowe dane odnośnie zużycia energii w różnych procesach
pralniczych w MJ energii na kg suchej bielizny:
-
Pranie open-end
: 2,7 MJ/kg
Pranie CBW
: 1,8 MJ/kg
Suszenie bębnowa (Gaz) : 2,7 MJ/kg
Suszenie bębnowa (Para) : 4,7 MJ/kg
Maglowanie (Para)
: 4,5 MJ/kg
Tunel Finisher (Gaz)
: 2,5 MJ/kg
Tunel Finisher (Para)
: 3,0 MJ/kg
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Wstęp II
 Zużycie enerii w procesie suszenia jest głównym źródłem zużycia
energii w całym procesie prania
 Powyższe dane ukazują, iż największą redukcję zużycia energii
osiągniemy przy wymianie urządzeń zasilanych parą na urządzenia
zasilane gazem (omówiono w rozdziale 7)
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Analiza procesu suszenia I
 Celem suszenia jest usunięcie nadmiaru (nie w całości) wody z
bielizny
- “Sucha” bawełna w standardowych warunkach atmosferycznych
zawiera 6-8% wody!
- Suszenie do niższych wartości nie ma zastosowania gdyż przesuszona
bielizna ponownie otrzyma wilgoć z atmosfery
 Suszenie bielizny jest procesem 2 etapowym
- Etap 1, mechaniczne odwodnienie
- Etap 2, termiczne suszenie
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Analiza procesu suszenia II
 Zużycie energii w etapie 2 procesu suszenia (wilgotność w % w
czasie)
300%
200%
Mechaniczne odwodnienie: < 0,5
MJ/kg
100%
Termiczne suszenie: 1,5-5 MJ/kg
 Czas
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Analiza procesu suszenia III
Z powyższego wykresu wynika:
 Mechaniczne odwodnienie
- Szybko, niskie zyżycie energii
 Termiczne suszenie
- Wolno, wysokie zużycie energii
Podsumowanie :
- Optymalizacja kroków odwodnienia jest właściwą drogą do minimalizacji
całościowego zużycia energii w procesie suzenia
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Sprawność energetyczna odwadniania I
 Dalsza analiza procesu suszenia będzie ograniczona do sprawnego
użycia prasy odwadniającej, analiza procesu wirowania jest
porównywalna
 Czynniki decydujące o sprawności odwadniania w prasch
-
Czas nacisku
Temperatura wody użytej w płukaniu
Ciśnienie
Rodzaj tekstyliów
 Czynniki dedydujące o sprawności odwadniania w wirowkach
-
Czas wirowania
Temperatura wody użytej w płukaniu
Prędkość wirowania
Rodzaj tekstyliów
Wielkość załadunku
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Sprawność energetyczna odwadniania II
 W ilgotność w % jako zależność czasu nacisku a ciśnieniem
nacisku
70
65
Wilgotność w %
60
55
p = 28 bar
p = 37 bar
p = 51 bar
50
45
40
35
30
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
Czas cykluw sekundach
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Sprawność energetyczna odwadniania III
 W ilgotność w % jako temperatury wody użytej w płukaniu a
rodzajem tekstyliów
60
Wilgotność w %
55
50
Cotton
45
Terry towel
PES/Cotton (65/35)
40
35
30
25
30
35
40
45
50
55
Temperatura wody użytej w płukaniu w
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Sprawność energetyczna odwadniania IV
Z powyższych wykresów wynika:
Optymalizacja procesów odwadniania jest możliwa poprzez:
 Zastosowanie maksymalnego cisninia, jednakże maksymalne
ciśnienie nie jest wyłącznie parametrem urządzenia, ale zależy
również od rodzaju tekstyliów
 Zastosowanie wystarczająco długiego czasu nacisku, jednakże
wydłużony czas nacisku nie przynosi dodatkowego efektu w
zmniejszeniu wilgotności
- Należy mieć na uwadze czas potrzebny do wytworzenia ciśnienia
 Użycie wyższej temperatury wody do płukania, limit wysokości
temperatury zależy od użytego programu prania, rodzaju
membrany prasy oraz rodzaju textyliów
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Sprawność energetyczna suszenia I
 Termiczne suszenie jest procesem usuwania wody proprzez
odparowanie, ciepło potrzebne do odparowania transportowane
jest przez gorące powietrze.
 Gorące powietrze możemy uzyskać za pomocą pary lub gazu. Z
punktu widzenia wielkości konsumpcji energi preferowane jest
ogrzewanie gazowe.
 W ielkość modułu załadunku limitowana jest przez wielkość
suszarek
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Sprawność energetyczna suszenia II
Schemat suszarki bębnowej z recylkulacją powietrza:
1
2
3
4
5
6
=
=
=
=
=
=
palnik gazu
kontrola temperatury
bielizna
wentylator
recylkulacja powietrza
filtr
5
4
T
2
3
2
T
2
1
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
6
2
Sprawność energetyczna suszenia III
 Schemat ukazujący temperaturę wchodzącego i wychodzącego
powietrza oraz temperatura bielizny podczas typowego procesu
suszenia w suszarce bębnowej, uwaga na temperaturę bielizny w
momencie rozpoczęcia procesu suszenia
220
200
Temperature (°C)
180
160
140
T air in
120
T air out
T textile
100
80
60
40
20
0
5
10
15
20
25
30
35
Drying time (minutes)
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Sprawność energetyczna suszenia IV
 Schemat ukazujący wilgotność bielizny podczas cyklu tego
samego procesu suszenia.
60,00%
Moisture content (%)
50,00%
40,00%
30,00%
Moisture content textile
20,00%
10,00%
0,00%
0
5
10
15
20
25
30
35
Drying time (minutes)
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Sprawność energetyczna suszenia V

Redukcja zużycia energi podczas procesu suszenia możliwa jest dzięki:
-
-
-
Recylkulacji powietrza już od początku procesu przez cały okres jego trwania
Gwałtowne nagrzewanie się procesu przez wysoką temperaturę wchodzącego
powietrza na początku procesu skraca czasy suszenia i zmniejsza pobór energii.
Temperatura tekstyliów jest nadal niska w tej fazie procesu suszenia (patrz
wykres) więc nie występują uszkodzenia tekstyliów
Optymalnym ruchom bielizny w bębnie poprzez dostosowanie ruchów bębna do
wielkości załadunku tak aby zapewnić optymalny przepływ ciepła
Optymalny załadunek bębna, zapobieganie przeładowaniu
Ustalenie optymalnego punktu końcowego aby uniknąć zarówno mokrej bielizny
jako rezultatu zbyt krótkiego procesu suszenia jak i przesuszenia poprzez
wydłużenie procesu
Regularnemu czyszczeniu filtrów aby zapewnić optymalny przepływ i recylkulacje
powietrza
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Wyznaczanie punktu końcowego I
 Zbyt krótki proces suszenia :
- Bielizna nadal wilgotna
• Konieczne jest ponowne suszenie co zwiększy zużycie energi, ilość pracy,
koszty personalne oraz niepotrzebne straty czasu produkcji
 Zbyt długi proces suszenia
- Bielizna przesuszone
• Niepotrzebne zużycie energi
• Niepotrzebne zużycie bielizny
• Problemy w fazie wykończenia
- Straty czasu produkcji
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Wyznaczenie punktu końcowego II
 Kilka metod wyznaczania punktu końcowego dostępnych na rynku:
- Metody na podstawie kontroli temperatury
• Temperatura wchodzącego i wychodzącego powietrza
• Rużnica temperatur pomiędzy wchodzącym i wychodzącym powietrzem
- Z góry ustalony czas suszenia artykułu
- Pomiar temperatury prania IR
 W szystkie przedstawione metody są właściwe do ustalenia punktu
końcowego przy założeniu stałej wielkości załadunku w suszarkach
 Problemy pojawiają się wtedy gdy wsad jest zróżnicowany, w
wyniku czego część prania wychodzi mokra
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”
Podsumowanie
 Konsumpcja energii w procesie suszenia może być
zoptymalizowana poprzez:
-
Zastosowanie urządzeń ogrzewanyc gazem
Optymalizacje mechanicznego odwodnienia
Optymalny załadunek urządzenia w procesie termicznego suszenia
Recylkulacje gorącego powietrza w procesie suszenia
Optymalizacje ustalenia punktu końcowego w procesie suszenia
…………………………..
Module 5 “Water and Energy Recycling”
Chapter 6 “Energy Recycling in Dryers”