DryPump - Effiziente Trocknung mit Kompressionswärmepumpen. Wien, 22. Juni 2016 Dirk Saldsieder (Wienerberger AG) Raphael Priesner (Agrana) powered by
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- Gregor Lenz
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1 DryPump - Effiziente Trocknung mit Kompressionswärmepumpen Wien, 22. Juni 2016 Dirk Saldsieder (Wienerberger G) Raphael Priesner (grana) powered by
2 DryPump (1/2) Hintergrund und Ziele Hintergrund - Rund 25% des industriellen Energiebedarfs geht in Trocknungsprozesse - Das Temperaturniveau der meisten Trocknungsprozesse liegt im ereich C - Etwa 85% aller Trockner sind fossil befeuerte, konvektive blufttrockner - Nur wenige Trockner rekuperieren die Enthalpie des Wasserdampfes - Mithilfe von KompressionsWP kann die Enthalpie des Wasserdampfes rückgewonnen werden DryPump zielt darauf ab, wesentliche industrielle Forschungsfragestellungen im Kontext der Nutzung von KWPs zur industriellen Trocknung im Temperaturbereich von C Verdampfungstemperatur sowie bis zu 170 C Kondensationstemperatur zu lösen. Ziel: Energieeinsparung in industriellen Trocknungsprozessen von bis zu 80%
3 DryPump (1/2) Geplante rbeiten und Chancen im industriellen Umfeld Geplante rbeiten (uszug) - Experimentelle nalyse im großen Labormaßstab am IT (Verdichter, Kältemittel, etc. für hohe Temperaturen) - Experimentelle nalyse bei Wienerberger in Versuchscontainer - Prozessanalyse bei industriellen Partnern (Wienerberger, grana) und anschließende Konzeptentwicklung zur Integration von Wärmepumpen Chancen - Temperaturniveau von 150 C-170 eröffnet viele neue Möglichkeiten im Rahmen industrielle Trocknungsprozesse - Wasserverdampfung bei oder unterhalb des atmosphärischen Drucks - Dampfdruck/temperatur von 8 barg = 175 C vielerorts im Einsatz - Wärmerückgewinnung in MW-Größenordnung an vielen (großen) Standorten denkbar - Günstige Stromtarife bzw. verhältnismäßig geringe Differenz zwischen Strom und Gas
4 Ziegelherstellung (1/5) Von der Grub bis zum Fertigprodukt 1. Rohstoffaufbereitung (bbau, Zerkleinerung, Lagerung) 2. Formgebung (u.a. Strangextrusion, Pressen)
5 Ziegelherstellung (2/5) Trocknung ist energieintensivste Prozessschritt 3. Trocknung 4. rennen (bei C))
6 Trocknungsverlauf (3/5) 100 C Typische Klimaverläufe in Kammertrocknern 90 C 10% 80 C 24h 22h 20% tc to! 70 C 60 C 50 C 40 C 30 C 20 C 0h 0h 0h 4 3 2h 48h 46h h 26h 14h 0h 22h 14h Werk 1 (8.700 kgh2o in 34 h) Werk 2 (5.250 kgh2o in 22h) Werk 3 (3.750 kgh2o in 24h) Werk 4: kg H2O in 48h) 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 10 C 0 C Feuchtebeladung X [g H2O /kg tr.luft ]
7 Simulationen (4/5) Entwicklung mathematischer Modelle - Modell f. Ziegeltrocknung Kammerklima T ( t), ϕ( t) Component T_init Modell Kammertrockner mit WP 1 n 1 n 1 n 1 n Temp_out COPh 9 hp_desi n 11 Superheating 7.2 8
8 Versuchsaufbau ussichten (5/5) bgleich v. Simulation und Realität - Versuchsaufbau - ussichten und lternativen - W verfolgt aufmerksam die Fortschritte von ecop! - bsorptions-wp verdienen im Ofen/Trockner Umfeld ufmerksamkeit (in OÖ befindet sich eine nlage größeren Maßstabs in Endplanungszustand) - Sorptionsverfahren dürfen in der Trocknungstechnik nicht übersehen werden!
9 Produkttrocknung grana (1/3) Untersuchte Prozesse grana Stärke lle (wesentlichen) Produkte werden entweder eingedickt (Sirupe) oder als trocknes Pulver verkauft! Kartoffeleiweißtrockner (Gas befeuerter Stromtrockner, keine Wärmerückgewinnung) Maltodextrin Sprühtrockner (Mehrstufentrockner, Dampf beheizt, bluft-zuluft Wärmetauscher) DDGS Futtermitteltrockner (Gas befeuerter Stromtrockner, Wärmerückgewinnung durch Kreisgaskondensation) Stärke/Gluten Trockner (Dampf beheizter Stromtrockner, Luftvorwärmung mit bwärme) Stromtrockner; image source:
10 Fallstudie Stärketrocknung (2/3) Wärmepumpenunterstützte Wärmerückgewinnung Wärmerückgewinnung durch Kreisgaskondensation aus Futtermitteltrockner wird bereits zur Luftvorwärmung beim Stärketrockner verwendet, Leistung durch Temperaturdifferenz limitiert usweitung der bwärmenutzung durch Erhöhung des Temperaturniveaus mit Hilfe einer Wärmepumpe IST-Zustand Plan-Zustand
11 Industrielle Wärmepumpen (3/3) nforderungen und Standorteignung bei grana nforderungen Hohes Temperaturniveau (z.. 75/150) Heizleistung 1 MW verfügbar Robustes Design, Verfügbarkeit 350d/a Kurze mortisationszeit bzw. attraktives Contractingmodell Gute Eignung der Standorte Quellen und Senken mit passendem Temperaturgefälle in naher Distanz Hoher nzahl in etriebsstunden (~8.400 h/a) Mittelfristig Dekarbonisierung erforderlich
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