Industrielle Prozesse machen mehr als ein Viertel des Primärenergieverbrauchs in Europa aus und produzieren große Mengen an Wärme.EU-finanzierte Forschung schließt den Kreislauf mit neuen Systemen, die Abwärme zurückgewinnen und zur Wiederverwendung in Industrieanlagen zurückführen.
Der Großteil der Prozesswärme geht in Form von Rauchgasen oder Abgasen an die Umwelt verloren.Die Rückgewinnung und Wiederverwendung dieser Wärme kann den Energieverbrauch, die Emissionen und den Schadstoffausstoß reduzieren.Dies ermöglicht der Industrie, Kosten zu senken, Vorschriften einzuhalten und ihr Unternehmensimage zu verbessern, wodurch sie einen größeren Einfluss auf die Wettbewerbsfähigkeit hat.Eines der größten Probleme hängt mit der großen Vielfalt an Temperaturen und Abgaszusammensetzungen zusammen, die den Einsatz von handelsüblichen Wärmetauschern erschweren.Das EU-finanzierte ETEKINA-Projekt hat einen neuen maßgeschneiderten Heatpipe-Wärmetauscher (HPHE) entwickelt und erfolgreich in der Keramik-, Stahl- und Aluminiumindustrie getestet.
Ein Wärmerohr ist ein an beiden Enden verschlossenes Rohr, das eine gesättigte Arbeitsflüssigkeit enthält, was bedeutet, dass jede Temperaturerhöhung zu ihrer Verdampfung führt.Sie werden für das Wärmemanagement in Anwendungen eingesetzt, die von Computern bis hin zu Satelliten und Raumfahrzeugen reichen.In HFHE werden Wärmerohre in Bündeln auf einer Platte montiert und in einem Flügel platziert.Eine Wärmequelle wie Abgase tritt in den unteren Teil ein.Das Arbeitsmedium verdampft und steigt durch Rohre auf, wo Kühler vom Kühllufttyp oben in das Gehäuse eintreten und die Wärme absorbieren.Das geschlossene Design minimiert Verschwendung und die Paneele minimieren Abluft und Luft-Kreuzkontamination.Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden benötigt HPHE weniger Oberfläche für eine bessere Wärmeübertragung.Dies macht sie sehr effizient und reduziert die Umweltverschmutzung.Die Herausforderung besteht darin, Parameter zu wählen, die es Ihnen ermöglichen, so viel Wärme wie möglich aus dem komplexen Abfallstrom zu extrahieren.Es gibt viele Parameter, einschließlich Anzahl, Durchmesser, Länge und Material von Wärmerohren, deren Anordnung und Arbeitsflüssigkeit.
In Anbetracht des großen Parameterraums wurden Simulationen der numerischen Strömungsmechanik und transienten Systemsimulation (TRNSYS) entwickelt, um Wissenschaftler bei der Entwicklung maßgeschneiderter Hochleistungs-Hochtemperatur-Wärmetauscher für drei industrielle Anwendungen zu unterstützen.Beispielsweise ist ein gerippter Antifouling-Querstrom-HPHE (Rippen vergrößern die Oberfläche für eine verbesserte Wärmeübertragung), der zur Rückgewinnung von Abwärme aus keramischen Rollenherdöfen entwickelt wurde, die erste derartige Konfiguration in der Keramikindustrie.Der Körper des Wärmerohrs besteht aus Kohlenstoffstahl und das Arbeitsmedium ist Wasser.„Wir haben das Projektziel, mindestens 40 % der Abwärme aus dem Abgasstrom zurückzugewinnen, übertroffen.Unsere HHEs sind außerdem kompakter als herkömmliche Wärmetauscher, wodurch wertvoller Produktionsraum eingespart wird.Neben geringerer Kosten- und Emissionseffizienz.Darüber hinaus haben sie auch einen kurzen Return on Investment“, sagte Hussam Juhara von der Brunel University London, technischer und wissenschaftlicher Koordinator des ETEKINA-Projekts.und kann auf jede Art von industrieller Abluft und verschiedene Wärmesenken über einen weiten Temperaturbereich, einschließlich Luft, Wasser und Öl, angewendet werden. Das neue reproduzierbare Tool wird zukünftigen Kunden helfen, das Potenzial der Abwärmenutzung schnell einzuschätzen.
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Postzeit: 11. August 2022