Terugwinnen van warmte voor de productie van warm water

Beschrijving

Er bestaan verschillende systemen om de warmte die in de wasserij wordt opgewekt, terug te winnen voor de productie van warm water. Het is meestal niet zinvol is om al deze systemen te combineren, omdat er op die manier meer warm water geproduceerd wordt dan de wasserij nodig heeft.

De verschillende bronnen van restwarmte waarmee warm water kan geproduceerd worden zijn:

• uit de rookgassen met een rookgascondensor
• uit flashstoom
• uit afvalwater
• uit de warme vochtige lucht uit de mangels

Rookgascondensor

Een rookgascondensor verwarmt aangevoerd koud water met de warmte-inhoud van de rookgassen. Daarbij wordt naast een hoeveelheid voelbare warmte ook de latente warmte van de rookgassen teruggewonnen. De rookgassen koelen hierbij zo sterk af (tot 59 °C) dat de waterdamp die in de gassen aanwezig is, begint te condenseren. Door deze condensatie komt warmte vrij die ook benut wordt om het (was-)water op te warmen.

Er komt meer condensatiewarmte vrij naarmate de rookgassen verder afkoelen onder de 59 °C-grens. Deze sterke afkoeling is alleen mogelijk wanneer de condensor wordt gevoed met koud water. Wanneer de temperatuur van het aangevoerde water te hoog is, wordt het condensatiepunt van 59 °C niet bereikt en komt geen condensatiewarmte vrij. Hierdoor neemt het te behalen rendement sterk af.

De brandstofbesparing van de rookgascondensor kan maximaal 10% bedragen, maar een belangrijke randvoorwaarde hierbij is dat er voldoende warm water van bv. 40 °C nodig is.

Warmte uit flashstoom

Meestal wordt het hete spuiwater, dat nog onder keteldruk staat, naar een flash- of ontspanningstank gevoerd. Hierin wordt het spuiwater blootgesteld aan een lagere druk. Aangezien de warmte-inhoud van het hogedrukspuitwater veel te groot is voor spuiwater van lagere druk en temperatuur, wordt hierbij lage-drukstoom (ook wel ‘flashstoom’ genoemd) opgewekt.

De warmte die verloren gaat bij het spuien, kan teruggewonnen worden door de flashstoom over een warmtewisselaar te leiden. Ook de warmte uit het spuiwater zelf kan door middel van een warmtewisselaar teruggewonnen worden.

Figuur 1: Platenwarmtewisselaar voor de recuperatie van warmte uit flashstoom (Bron: Alfa Laval, 2006)

Warmte uit het afvalwater

Met behulp van een warmtewisselaar wordt vers water opgewarmd met de restwarmte uit het afvalwater. Hierbij wordt water geproduceerd van 30 à 40 °C.
90% van de wasserijen beschikken over een soort van warmtewisselaar op het afvalwater (Boeren, 2008).

Het vers water wordt voorverwarmd met een reststroom, zodat er minder primaire energie nodig is. Daarenboven heeft een geloosde afvalwater een lagere temperatuur, wat in het geval van lozing op oppervlaktewater beter is voor het natuurlijke ecosysteem.

Voor het terugwinnen van warmte uit afvalwater kan geopteerd worden voor een platenwarmtewisselaar met brede kanalen en weinig contactpunten of voor een spiraal warmtewisselaar (Matkovic, 2009).

Figuur 2: Type warmtewisselaar zoals gebruikt in de wasserijsector (Bron: Christeyns, 2009)

Figuur 3: Schematische voorstelling spiraalwarmtewisselaar (links, Bron: Alfa Laval, 2007) en een platenwarmtewisselaar met “wide gaps” (rechts, Bron: Alfa Laval, 2009) 

Warmte uit vochtige drogerlucht van mangels en drogers

De lucht die vrijkomt uit de mangels en drogers is warm en vochtig. Door het vocht te condenseren komt heel wat latente warmte vrij, welke kan benut worden om het waswater op te warmen. Door gebruik te maken van deze bronnen van restwarmte kan warmer (tot 60 °C) water geproduceerd dan bv. uit afvalwater.

Combinatie

Het koude waswater kan bv. eerst via een warmtewisselaar op het afvalwater van 10° naar 30 à 40 °C gebracht worden. Restwarmte uit stoom of uit drogerlucht heeft een grotere energetische waarde en kan het water van 30 °C nog verder opwarmen naar 60 °C. Op die manier is er weinig of geen primaire energie nodig voor de productie van waswater.

In sommige gevallen zal er zelfs meer water van bv. 40 °C geproduceerd worden dan nodig is. Dan zou er kunnen geopteerd worden om dit warm water uit te wisselen met aanpalende bedrijven of woningen.

Milieuaspecten

Door een goede combinatie van verschillende systemen kan tot 50% bespaard worden op het primaire energieverbruik. 

Financiële aspecten

Een enkele of een combinatie van deze technieken is economisch haalbaar voor de wasserijen.

De kosten voor de implementatie van deze warmtewisselaars zijn afhankelijk van de dimensies en gekozen materialen en nodige piping. De kostprijs moet per bedrijf bepaald worden. Infomil (2001) berekende dat een warmtewisselaar op het afvalwater ongeveer 16 000 euro kost. Bij 2 000 bedrijfsuren per jaar en een waterdebiet van 5 m³/u kan tot 46 000 m³ aardgas per jaar bespaard worden.

Referenties

Persoonlijke communicatie S. Boeren (2008), Christeyns.

Infomil (2001). Informatieblad textielreiniging - R17 Regelgeving. InfoMil, Den Haag.

Schriftelijke communicatie M. Matkovic (2009), Alfa Laval.