THE. PENTAGON En plattvärmeväxlare för återvinning av energi och ökad produktionskapacitet

Transkript

1 THE PENTAGON En plattvärmeväxlare för återvinning av energi och ökad produktionskapacitet

2 DSDSD OM VÄRMEÅTERVINNING Värmeåtervinning är att ta hand om använd energi en gång till. Detta inträffar när en gas elle vätska överför sin värme till ett annat medium. Att återvinna denna energi är så viktigt att den svenska riskdagen har beslutat att vi i första hand ska vi skapa kretslopp av energi och material. Pentagon - plattvärmeväxlare är ett viktigt element mot att spara energi i industriella och kommerssiella byggnader så som, sjukhus, kontorsbyggnader och hotell. Den används i AC-anläggningar, ledningssystem och i processindustrin. Att investera i en plattvärmeväxlare sparar pengar på många sätt. 02

3 LS OPTICS Pentagon är en svensk innovation, född från teknologin av att tillverka virkestorkar mot sågverksindustrin. Som ett resultat av detta så fann grundaren Lars Svenningsson att samma principer kunde användas för värmeåtervinning. Den första Pentagonen levererades i början av 2000-talet. VÅR VISION I NÄRA SAMARBETE MED VÅRA KUNDER, DELAD KUNSKAP OCH INTEGRERAD UTVECKLING STRÄVA MOT SLUTMÅLET ATT UPPNÅ 100% TEMPERATURVERKNINGS- GRAD. Vi drivs av vår övertygelse att Pentagon är en integrerad del av den förnybara framtiden. Med vår passiva enhetet, utan behov utav elektricitet så utmanar vi effektivitet. - Lars Svenningsson 03

4 VAD ÄR PENTAGON? Vi introducerar Pentagon, en platt- korströmsvärmeväxlare, utvecklad enligt kvantmekanikens principmodell gällande sammanflätning. Denna princip betyder att de elektromagnetiska våglängderna förändras mindre vid passage genom lamellerna vilken ökar värmeledningstalet. Denna teknik möjliggör att mikrokristallinstrukturen hos lamellen skapar ett pentagonformat mönster., vilket i sin tur optimerar samarbetet mellan molekylerna i stålet för för att uppnå optimal värmeöverföring. Temperaturverkningsgrad 93% Inga rörliga delar Ingen elektricitet Fyra identiska sidor Pentagon har genomgått oberoende tester av ÅF och Södra Skogsägarna. Vikt: 425 kg Dimensioner: (L x W x H): 2,5 x 1 x 1 m Ytarea: 840 m2 Temperaturvariation: -40 to C Kapacitet: 1,0 n m 3 /s - 10 n m 3 /s. Not. Dokumenterad prestanda i denna broschyr är baserade på dessa testresultat. Not. Högre kapacitet är möjlig efter ytterligare undersökning. 04

5 VARFÖR SKA MAN VÄLJA PENTAGON? Vår plattvärmeväxlare är designad för återvinning av värmeenergin från vilken typ av gas som helst. Vår nya innovativa lamell möjliggör en betydande ökad återvinning i våra värmeväxlare. Den ökar den totala energieffektiviteten hos värmeprocesser samtidigt som driftskostnaderna för hela systemet reduceras. Del 1 Verkningsgrad Uppmätt genom ÅF, så är temperaturverkningsgraden 93% och viktigast är att den är linjär över låga och höga flöden. Del 2 Kapacitet Med möjligheten att kombinera flera enheter så kan Pentagon nå önskad kapacitet. Del 3 Kvalitet Alla Pentagoner är testade i ett vattenbad, för att säkerställa att enheten är ordentligt förseglad för att klara beräknat tryckfall. Underhåll Pentagon har lättåtkomliga inspektionsluckor för inspektering under drift samt för rengörning av lamellerna. Material För att klara av låga phvärden och andra korrosiva förhållanden så är Pentagon byggt i syrafast rostfritt stål, och uppfyller kraven från det svenska livsmedelsverket. Livslängd Med regelbunden användning av Pentagon så garanterar vi en livslängd på 40 år. Temperaturverkningsgraden är lika hög från de lägsta till de högsta flödena 05

6 THE PENTAGON FUNKTIONER Pentagon har många specialfunktioner som, när de kombineras, ger en högkvalitativ och effektiv plattvärmeväxlare 06

7 Ett Viktigt meddelande ÅF-rapporten visar att efter installationen av Pentagon minskas energiförbrukningen med 40-50% baserat på den totala processenergin. 07

8 PENTAGON - STATISTIK Genom hela processen så arbetar LS-Optics med analyser av energiprocessen för att optimera värmeåtervinning. Våra analyser bygger på loggade trendkurvor som exempel på presenteras nedan. Vårt arbete med dessa analyser har gett oss en betydande erfarenhet. SAMMANSTÄLLNING Statistiken som presenteras nedan visar de möjligheter som Pentagon har för att minska er energiförbrukning. Energiåtervinningen kommer i två steg, där det är mycket fördelaktigt att även använda återvunnen energi en andra gång genom att utnyttja värmen i kondensatet, som ofta håller en temperatur mellan 60 o C to 80 o C. Pentagon ger en mycket hög energiåtervinning vid både låga och höga flöden eftersom lamellerna inte är beroende av konvektion. EKVIVALENT ENERGIFÖRBRUKNING Normal 1 kwh/kg The Pentagon 0,56 kwh/kg Med kondensat 0,42 kwh/kg Pentagonen som används i processindustrin minskar den specifika energin från 1 kwh / kgfukt ned till 0,56 kwh / kg-fukt. Om det är möjligt att utnyttja kondensatet kan vi nå 0,42 kwh / kg fukt. LS-Optics använder trendkurvor som ett verktyg för att analysera, beräkna och dimensionera Pentagon för att möta varje enskilt falls förhållanden. Vi använder dessa loggar både före och efter installationen av Pentagon för att nå våra mål 08

9 THE PENTAGON Pentagon har flera positiva egenskaper ur både ett ekonomiskt, miljömässigt och hälsoperspektiv, Med en väl beprövad teknik, en lång livslängd och ett mycket effektivt system strävar vi efter att utmana alla aspekter av att vara en del av en hållbar framtid. 01 EKONOMI Normalt så har Pentagon en payoff-tid på mindre än ett år. 02 MILJÖ Pentagon minskar miljöpåverkan genom att reducera mängden koldioxid, växthusgaser och sura kväveföroreningar. 100 kw /h återanvändning i värmeväxlaren minskar koldioxidutsläppen med motsvarande årlig genomsnittlig användning av fem bilar. 03 HÄLSA Pentagongen reducerar utsläpp av kväveoxider vilket försurar mark och grundvatten. Dessa är även giftiga och kan orsaka allergiska reaktioner även i små mängder. Plattvärmeväxlaren dämpar också ljudnivån i och runt omgivningen till en sådan nivå att det inte krävs en separat ljuddämpare. 09

10 KUNDREFERENSER Vår portfölj sträcker sig över världen och vi har erfarenhet av att samarbeta med företag inom en rad olika branscher och geografiska områden. Presenterat till höger är två olika kunder från Sverige. Det är vår bestämda uppfattning att det är i samarbetet med våra kunder som ger de bästa lösningarna 10

11 REFERENSER DEROME Derome-gruppen är en av Sveriges största familjeägda timmerindustrier och grundades redan DEROME Totalt sju plattvärmeväxlare är installerade sedan Observera att frånluftsröret, tilluftsröret och gavlarna har isolerats på ovanstående bild. KNÄREDSSÅGEN AB KNÄREDSSÅGEN AB Knäredssågen AB är ett familjeägt sågverk, beläget nära Halmstad och har funnits sedan 1940-talet. Har en Pentagon i drift på en sågspånstork. Notera trendkurvorna på sidan 8. Dessa trendkurvor används för att styra processen. 11

12 Det finns så många olika sätt att skapa energi LS-OPTICS DELTAR I UTVECKLINGEN AV LIGNIN - EN NY TYP AV BIOENERGIKÄLLA FRÅN TIMMERINDUSTRIN 12

13 TJÄNSTER Från vår erfarenhet av att installera Pentagon i många olika miljöer i ett brett spektrum av processer, har LS Optics stadigt utökat våra tjänster för att möta de förändrade behoven och specifika krav som finns i varje enskilt fall. Vi erbjuder en mängd olika lösningar beroende på kunden och deras egna erfarenheter och kunskap. VI BERÄKNAR När vi får en specifikation utför vi de beräkningar som krävs för att optimera Pentagon. VI HITTAR RÄTT LÖSNING Beräkningarna indikerar ofta lösningen, och kundens erfarenhet kan ha stor inverkan. VI INSTALLERAR Vi har stor erfarenhet av att installera Pentagon i många olika miljöer och ha den expertis som behövs för din installation. VI UTVÄRDERAR OCH RAPPORTERAR I samband med driftsättning genomför vi mätningar för att verifiera värmeåtervinning, energiåtervinning och ge en grundlig rapport. 13

14 APPENDIX I detta avsnitt presenteras en beräkningsmodell för uppskattning av värmeoch energiåtervinning samt en teknisk beskrivning av Pentagon. INNEHÅLLSFÖRTECKNING DESIGNDATA 15, 16 VÄRMEÅTERVINNING 17 ABSORBERAD EFFEKT 17 OUTPUT 17 RÖKGAS 18 MATERIAL 18 TEMPERATURGRÄNSER 18 KONDENSAT 18 TRYCKFALL 18 TESTER 19 HYGIENISERING 19 HYGIENISERING 19 KONER 19 TESTER FÖRE LEVERANS 19 TRANSPORTERING 19 ANDRA KONFIGURATIONER 19 MONTERING PÅ INSTALLATIONSPLATSEN 21 REFERENSOBJEKT - SÅGSPÅNSTORK 22 DRIFTSÄTTNING 22 FRÅN START TILL MÅL 23 14

15 DESIGNDATA Frånluft Frånluftskanal: A O m 2 Frånlufts flödesvolym: v O m 3 /s Frånlufts flödesmassa: m O kg Frånluftstemperatur: t o O C Frånlufts relativa fuktighet: Rh O % Avluftskanal: A E m 2 Avlufts flödesvolym: v E m 3 /s Avlufts flödesmassa: m E kg/s Vattnets densitet vid t E : ρh 2 O te kg/m 3 Kondensatets flödesvolym: v C m 3 /s Kondensatets flödesmassa: m C kg/s Kondensatets specifika entalpi: γ C kj/kg Avluftstemperatur: t o E C Avlufts relativa fuktighet: Rh E % Tryckfall O/E: Δp OE Pa Friskluft Friskluftskanal: A F m 2 Frisklufts flödesvolym: v F m 3 /s Frisklufts flödesmassa: m F kg Friskluftstemperatur: t F o C Frisklufts relativa fuktighet: Rh F % Tilluftstemperatur: t I o C Tillufts relativa fuktighet: Rh I % Tryckfall F/I: Δp Pa 15

16 t F = 7 o C i Skandinavien = daglig genomsnittlig atmosfärstemperatur under hela året 1nm 3 = En normalkubikmeter är mängden gas, vilken vid nominell, en bar och 0 o C, har en volym om1m 3. C p = Luftspecifik värme = kj/kg o K ρ F = Frisklufts densitet vid 7 o C = kg/m 3 γ = H 2 O volymexpansion m 3 /m 3 o C ρ H2 O t E γ C = 10 = 3 kg/m x(t 3 e -20) Specifik kondensentalpi kj/kg at t E R = M = M = M * R = Individuell gaskonstant Nm/kg o K Molekylvikt = mängden kilogram som atomnumret har. kilogram/kmol Universiella gaskonstanten M * R = 8314 [Nm/ o K] C p - C v = R ϰ = C p / C v = 1.66, 1.40, 1.30 ϰ bestäms av huruvida gasmolekylen har en, två eller tre atomer. 16

17 VÄRMEÅTERVINNING η = Tilluft - Friskluft Frånluft - Friskluft = t I - t F t O - t F 0,93 t I = 0,93 (t O t F ) + t F t I = 0,93 t O + 0,1 t F ABSORBERAD EFFEKT P = 0.93 * m F * C P (t O - t F ) m F = V F * ρ F P = * V F (t O - 7) [KW] EFFEKT P = m C * γ C [KW] m C = V C * ρ H2 O tc 17

18 RÖKGAS Beräkningsmetoden för värmeåtervinning är samma som metoden för avgaser. Med hjälp av en analys på avluften beräknas den enskilda gaskonstanten R[Nm/kg o C] C p and C v kan beräknas eller uppskattas genom R enligt ovan. Om kunden önskar att kondensera rökgasen under 100 o C, finns risk att syror kommer att närvara, så som, svavelsyra H 2 SO 4. I detta fall kommer LS-Optics att delta för att hitta rätt lösning MATERIAL För att klara låga ph-värden samt andra frätande miljöer och ämnen är hela värmeväxlaren byggd med syrafast rostfritt stål. TEMPERATURGRÄNSER Pentagon klarar av temperaturer mellan -40 o C to 250 o C. KONDENSAT Det är vanligt att kondens uppsamlas när den utgående luften kyls. Kondensatet hanters på avluftssidan. Det är värt att notera att kondensationen kan frysa under vintertid, då detta är en risk, bör kondenseringskanalerna isoleras. Risken för frysning uppstår när m F > m O. Kondenseringskanalerna ska vara minst två tum i diameter. Mängden återanvändbar energi kan mätas med mängden kondens och dess temperatur. Temperaturen på kondensationen är endast 1 3 o C lägre än frånluftstemperaturen. Kondensatet är återvunnen energi som innehåller en hög energinivå även i småmängder. Detta kan användas en andra gång för uppvärmningsändamål lokalt, eller på distans. TRYCKFALL Tryckfallet över plattvärmeväxlaren ska begränsas till ekvivalenten av luftflödet 10 nm3/s. Vid större flöden kan flera enheter anslutas för att hantera högre kapacitet. 18

19 TESTER Pentagon har testats oberoende av ÅF. Dokumenterad prestanda i denna broschyr baseras på dessa testresultat. HYGIENISERING Pentagon uppfyller kraven från det svenska livsmedelsverket. UNDERHÅLL Plattvärmeväxlaren har inspektionsluckor som möjliggör inspektion och rengöring av lameller samt placering av mätinstrument. Utförande av planerade underhållsintervall rekommenderas. I särskilt förorenade miljöer krävs ett filter på frånluftssidan. KONER Vid anslutning till ett rörsystem är det fördelaktigt att konstruera koner eller lådor mellan rören och plattvärmeväxlaren, där flödet då blir homogent med avseende på fukt och temperatur. TEST FÖRE LEVERANS Före leverans testas alla plattvärmeväxlare i ett vattenbad för att säkerställa att enheten är ordentligt förseglad och för att klara av beräknat tryckfall. Detta för att motverka att någon effektförlust skall uppstå. Plattvärmeväxlaren är byggd med rostfritt stål och har inga rörliga delar samt kräver ingen el. Detta tillsammans med identiska bultbindningar på alla fyra sidorna ger en vikt på 425 kg vilket underlättar både projektering och installation. De fyra identiska sidorna gör att flera enheter enkelt kan fästas på både bredd och höjd. Lyftöron på gavlarna gör det enkelt och säkert att lyfta enheten. TRANSPORT Vår plattvärmeväxlare måste alltid hanteras horisontellt och får endast lyftas via gavlarnas lyftöron. Före transport måste alla fyra lamellsidor försiktigt täckas med plywood. Konerna transporteras normalt separat och plattvärmeväxlaren levereras skruvad till en konstruerad träram. 19

20 ANDRA KONFIGURATIONER < < < < < Exempel på olika konfigurationer om hur man ordnar flera Pentagoner vid önskemål om högre kapacitet. Vid användning vertikalt stående enheter så stöds lamellerna med separata lastplan. 20

21 MONTERING PÅ INSTALLATIONSPLATSEN Lamellen ska om möjligt förbli vertikal, om rotation krävs så får den inte överskrida en maximal lutning av 45 o. När konerna är monterade så skall flänsarna förseglas med limcement. Om det finns risk för åtkomst av regn till frisklufts- och avluftskanalerna bör dessa teckas med en regnhatt. Limcement bör användas istället för nitar vid sammanfogande av rör. Luftkanalerna bör ha en diameter som gör att tryckfallet per meter inte överstiger 3Pa/m. Ovan är ett exempel på när regnskydd behövs för de utsatta kanalerna. Vid stora mängder av näringsämnen vilket leder till stora mängder av bakterier så bör plattvärmeväxlaren rengöras med en kombination av kondensatet och ett rengöringsmedel som är kemiskt neutralt och har ett ph-värde av 7,0. 21

22 TRENDKURVA FRÅN PENTAGON INSTALLERAD I EN SÅGSPÅNSTORK Kund: Knäred sågverk Sex torkcykler per 24 timmar Δp tork 1200 Pa över sågspånskiktet i torken, Rh = 100%, torktemperatur 80 o C, fläkthastighet = 50Hz, tilluftstemperatur i värmeväxlaren = 30 o C DRIFTSÄTTNING Kontrollera att plattvärmeväxlaren är korrekt monterad och alla rör anslutningarna är ordentligt förseglade. Se till att eventuella fläktar är korrekt monterade och att de roterar i rätt riktning. Vid användning av axiella fläktar måste motorn monteras så att den kommer före fläkthjulet i riktning mot luftflödet. Att de varma kanalerna från- och tilluft samt plattvärmeväxlarens gavlar är isolerade. Mät de två tryckfallen över Pentagon, mellan från- och avluft samt mellan frisk- och tilluft. Mät ekvivalentflöder (m 3 /s), temperatur och relativa fuktigheten samt verifiering av den utlovade värmeåtervinningen. Om någon av dessa värden visar sig vara bristfällig kommer en noggrann inspektion att utföras för att korrigera bristen före idrifttagning. 22

23 FRÅN START TILL FÄRDIG PRODUKT 840 lameller skapar the Pentagon Med förstärkt ram är Pentagon redo att levereras. Installerad och isolerad Pentagon med dess frånlufts- och tilluftsrör. 23

24 Kontakt VD: Lars Svenningsson Sverige: Peder Flood Norge: Öivind Gotsjö Jungmansvägen 27, Träslövsläge