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santokral.
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Salve , qui in azienda da noi stiamo valutando l'acquisto di 2 nuovi macchinari per l'essiccaggio delle pelli e dobbiamo decidere quale sia la soluzione economicamente vantaggiosa per il riscaldamento dell'aria di essiccazione per ottenere un risparmio energetico (e quindi economico). Intanto vi desrivo il macchinario
Il macchinario è un tunnel di essiccazione formato da 4 stadi in cui le pelli entrano con una umidità del 100% perchè precedentemente vengono immerse in acqua e successivamente passando nei vari stadi vanno portate a una umdità del 14%; attualmente tutti i produttori utilizzano bruciatori a metano a camera chiusa (uno per stadio)per effettuare l'essiccazione sparando sulle pelli grandi quantità di aria a circa 55/60 gradi nel primo stadio e mano a mano inferiori negli altri stadi fino a circa 20 gradi nell'ultimo. Ovviamente l'unidità relativa dell'aria che ricircola nei 4 stadi è maggiore nel primo e decrescente negli altri. Tempo attuale per l'essiccamento circa 4 ore circa. Nei vari stadi l'umidità è controllata e quando supera un certa % impostata l'aria umida viene espulsa all'esterno del tunnel senza nessun tipo di recupero termico. Lo stesso avvieme per i fumi per il riscaldamento dell'aria. Quindi attualmente ho due dispersioni di energia(oltre a quelle della coibentazione che per ora trascuriamo)
Le impostazioni sono all'incirca:
primo stadio tmax=55-60 gradi umidità rel max 50%umidità relativa
secondo stadio 45-50 gradi 35%umidità relativa
terzo stadio 30-35 gradi 20%umidità relativa
quarto stadio 20 gradi 10%umidità relativa
La prima alternativa che mi è venuta in mente è quella di usare un bruciatore a camera aperta e sparare i fumi di combustione nelle varie celle. Problemi sulle pelli non ce ne sono perchè tale essiccazione è gia presente in altre essiccazioni per pelli. In questo modo però inserisco acqua all'interno degli stadi che deriva dalla combustione del metano quindi aumento l'aria che viene espulsa per raggiungimento dell'umidità relativa massima impostata.
A questo punto potrei cmq mettere uno scambiatore aria-aria(che possa lavorare in condensazione) per preriscaldare magari l'aria di reintegro del medesimo stadio oppure per alimentare uno stadio a temperatura più bassa se questo ne necessitasse.
Un'altra alternativa viste le basse temperature è quella di sostituire il bruciatore con una pompa di calore a gas (che riesce a lavorare fino a -20 gradi) che produce acqua calda a 65/70 gradi con un ulteriore scambiatore acqua-aria per il riscladamento dell'aria di essiccazione. So che sicuramente questa seconda soluzione è piu costosa però siccome tale macchinario funziona 24 ore su 24 forse il maggior rendimento che si può avere compensa i maggiori costi di istallazione(che attualmente non so quali siano)
La pdc elettrica invece l'ho scartata per gli alti costi della corrente rispetto a quelli del gas metano. Un GUE di 1.5 di una pdc a gas è piu conveninte di un COP=4 di una elettrica ai miei attuali costi del metano (0.21 euro al metro cubo contro 0.13€/KWh)
Per quello che concerne invece il recupero dell'aria e/o dei fumi ci potrebbero essere vari soluzioni
La prima è mettere degli scambiatori per recuperare l'aria calda troppo umida per preriscaldare l'aria di reintegro dello stesso tunnel di asciugaggio o per preriscladare l'aria per alimentare gli altri tunnel a temperatura piu bassa, in questo secondo caso essendo le temperature decrescenti con un buon scambiatore dovrei riuscire a immettere l'aria nel tunnel adiacente senza dover istallare altri sistemi per riscldamento.
Altra alternativa che sto ancora valutando è deumidificare l'aria tramite qualche sistema con rotore con elementi che assorbano l'umidità ridandomi quindi l'aria calda che diversamente dovrei buttare via quando faccio il ripristino con aria nuova ; però non so bene ne i costi ne se a grandi linee puo essere interessante come discorso..
Non so se ci siano altre tecnologie-alternative in giro. Siccome tale macchina funziona 24 ore su 24 per 5 o 6 giorni a settimana a pieno regime penso l'importante sia il costo di mantenimento piu che quello di istallazione però ovviamente bisogna approfondire la cosa.. quello che volevo capire intanto è se un PDC a gas rispetto a un bruciatore a camera aperta è migliore come rendimento o no... -
dotting.
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Hai detto bene alcune installazioni in giro.
Prova a chiedere i prezzi, ti accorgerai che una 60/70 kW costa il doppio di un'equivalente aria/acqua e un 50% in più rispetto ad una geotermica.. -
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E usare come primo stadio il riscaldamento a gas per ottenere le alte temperature, poi l'aria che viene utilizzata in questo stadio, riscaldata e carica di umidità, utilizzarla come fluido di scambio per una pdc che riscaldi il secondo stadio?
Il questo modo lavorando con aria calda potresti ottenere buoni rendimenti della pdc e deumidificare l'aria che passando attraverso lo scambiatore della pdc si deve raffreddare e quindi farà condensare l'acqua che contiene.
Ora lapidatemi pure ma fate piano.... -
santokral.
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ma se devo usare l'aria del primo stadio per riscaldare gli altri stadi siccome è già piu calda di quella degli altri mi basta uno scambiatore normale senza usare una pdc per far avvenire lo scambio termico.. o mi sbaglio?
basterebbero degli scambiatori a cascata tra i vari stadi e il gioco sarebbe fatto, riscaldo solo il primo stadio e gli altri a cascata beneficiano dell'aria che quello a monte espelle. Però c'è un problema , se faccio in questo modo quando uno stadio a monte espelle aria devo buttarla fuori da tutti quelli a valle fino all'ultimo che butta fuori aria che magari è ancora "buona" perchè non ha raggiunto ancora l'umidità massima.
Si potrebbe pensare a questo punto di mettere delle inerzie termiche che vengono colpite dall'aria umida e calda, poi quando in uno stadio a valle viene richiesta l'aria la si fa passare nello stesso condotto in cui sono presenti le inerzie termiche che preriscaldano tale aria..
cmq correggetemi se sbaglio ma una pdc a gas ha un Gue di 1.3-1,5 quindi dovrebbe essere migliore di un bruciatore che può raggiungere invece al max 1.. giusto?. -
dotting.
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Scindiamo il problema nelle sue componenti ed esaminiamo il primo soltanto per il momento.
La domanda che ci dobbiamo porre è quale tipo di generatore ha il costo più basso di esercizio per produrre aria calda a tot gradi e in questa quantità?
Tu infatti ti chiedi, una PDC a gas può essere migliore, nel senso di più conveniente come costi di esercizio, rispetto ad un bruciatore a metano?
Poi stai pensando ad un bruciatore a camera aperta e quindi sparare direttamente i fumi contro le pelli, questo è un sistema che trasforma tutto il potere calorifico del gas in energia termica, mentre quello a camera chiusa ha un suo rendimento che non raggiunge mai 1.
Poi vediamo come recuperare il calore di scarto, anche se di primo acchito la pdc elettrica aria/acqua è decisamente da valutare.. -
santokral.
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esatto ,meglio fare una cosa alla volta. Ricapitoliamo le varie alternative possibili
1)pdc elettrica , costo EE 0.12€/KWh , COP=3-4
2)pdc a gas(a compressione o assorbimento) , costo metano 0.21€/m3 (quindi circa 0.021€/kWh), costo doppio rispetto a una elettrica ma maggiore costanza nei periodi freddi e a carichi parziali. GUE=1.3-1.4
3)bruciatore a camera chiusa , se riesco a buttare fuori i fumi sui 90/100 gradi potrei avere un rendimento di 0.92/0.93 in fiamma alta e 2/3 punti in meno in fiamma bassa (sul PCI)
4)bruciatore a camera aperta , rendimento piu elevato di quello a camera chiusa però ci sono possibili problemi, uno autorizzativo perchè dipende molto dalla giornata che hanno i vigili del fuoco, secondo che bruciando metano si genera vapore quindi potrei avere qualche problema a mantenere l'umidità relativa negli ultimi stadi bassa. Inoltre si il rendimento di conversione è 1 però l'extra vapore che butto dentro dovuto alla combustione rende necessaria una apertura delle serrande per eccesso di umidità piu frequente dandomi così una perdita supplementare.
giusto o sbagliato finora?
Così a naso direi che un bruciatore a camera chiusa con rendimento medio di 0.85(contando fiamma bassa e on/off) mi darebbe come costo per fornire energia di 0.021/0.85=0.025€/kWh termico fornito
Per una pdc elettrica mettendo 4 come COP abbiamo 0.12/4=0.03€/KWh quindi superiore al caso del bruciatore
giusto o no?
per ora mi fermo qui così facciamo un po il pinto..
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dotting.
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Io valuterei la possibilità come suggerito da truzzman di recuperare il calore che con un bruciatore a camera chiusa disperderesti.
Va bene quindi il bruciatore a camera chiusa nel primo stadio.
I fumi di combustione li manderei all'ingresso di una pompa di calore aria/aria per fare il secondo stadio di essicazione.
L'aria calda in uscita dal primo stadio la manderei ad una pompa di calore aria/aria per fare il terzo stadio.
Per il quarto stadio utilizzerei sempre una pdc aria/aria alimentata dall'aria calda in uscita dal trattamento del secondo stadio.
Si recupera tutto e a quelle temperature dell'aria in ingresso le pdc aria/aria lavorerebbero a COP ben più elevato di 4.. -
santokral.
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ora mi sorgono due domande..
1) perchè meglio un bruciatore a camera chiusa che non una pdc a gas? teoricamente ha un GUE di 1.3 contro un 0.9 di un bruciatore a camera chiusa.. potrei buttare i fumi di combustione della pdc dentro al tunnel di essiccazione dopo? a che temperatura escono tali fumi da un pdc a gas?
2) tu dici di mandare i fumi e l'aria umida a una pdc(immagino elettrica) , a che COP si potrebbe arrivare?
non converebbe mettere un normale scambiatore di calore aria-aria visto che la temperatura è decrescente?. -
dotting.
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1) Prova a vedere lo schema di una PDC a gas e di un bruciatore a camera chiusa, differenza fra giorno e la notte e considera che devi portare aria a 55/60°C le pdc a gas solitamente producono acqua calda a quella T;
2) se fosse possibile riutilizzare direttamente l'aria ancora calda non ci sarebbe bisogno di fare tutti questi casini, come detto da truzzman, la pdc serve sopratutto per condensare il vapore presente.. -
santokral.
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1)anche se vedo lo schema ci capisco poco.. immagino che un bruciatore sia molto piu semplice di un pdc.. cmq la temp di 55-60 che c'è nel primo stadio è quella max di utilizzo se voglio asciugare le pelli molto velocemente, generalmente chi vuole fare un essiccaggio come dio comanda deve lavorare a 45-50 gradi..
2)mi era chiaro che serviva per condensare il vapore però non si potrebbe fare altrettanto con uno scambiatore a piastre aria-aria? in questo modo il costo di istallazione dovrebbe essere inferiore a quello di un pdc.. sarebbe conveniente un pdc se avessi un COP elevato però non so raffrontare bene le due alternative perchè non che rendimento possa avere uno scambiatore che con l'aria di uscita ne che COP si potrebbe arrivare nel caso immettessi su una i fumi e sull'altra l'aria umida.. qualcuno ne ha idea?
i fumi di combustione immessi in un pdc e che contengono alcune sostenza che una volte condensate diventano acide posso dare problemi alla lungas sulla macchina?
ripeto.. portate pazienza se dico cazzate... -
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Ma elettrico o metano son dogmi di fede o può entrare in gioco qualsiasi generatore di calore riesca a scaldare l'aria anche con altri combustibili?
Hai un disegnino dell'accrocchio col suo giro aria calda ed i costi medi mensili a bolletta?. -
santokral.
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come fonti energetiche ho solo metano ed eneriga elettrica.. come riportavo sotto il mio costo al KWh del metano(0.023) è un quinto di quello elettrico(0.115) quindi propendevo piu per le pdc a metano per la fornitura iniziale di calore però vedo che non risquotono molti consensi..
per la macchina ti mando un link di un produttore
www.emmezeta.it/scelta_prodotti.htm
la macchina è un essiccatorio modello CTU
internamente non so come funziona precisamente, di solito sono a vapore e quindi hanno le batterie alettate in cui l'aria che ricircola ci passa attraverso o ultimamente hanno un bruciatore a camera chiusa. Hanno un elemento riscladante per ogni stadio però ogni elemento riscaldante è uguale per tutti gli stadi anche se lavoro e temperature molto diverse nei vari stadi il che mi sembra uno spreco..
da quello che per ora sono riuscito a capire i costi del metano sono i seguenti nel periodo invernale (per una impresa che ha un solo tunnel di essiccazione)
su un turno di lavoro da 10 ore spendono circa 8000 euro , quindi 800 euro l'ora
su due turni da 8 ore spendono circa 12000 euro , quindi 750 euro l'ora
su tre turni da 8 ore spendono circa 17000 euro , quindi 708 euro l'ora
penso pagheranno il metano sui 0.30/0.35€/m3 o qualcosa di più. io pero lo pago 0.21 perchè ho molte utenze che consumano metano.oggi comunque mi danno i dati piu precisi sul costo la metro cubo e i metri cubi di aria che fanno ricircolare all'ora.
ERRORE, ho dimenticato di divere per i giorni lavorativi del mese che sono circa 24
su un turno di lavoro da 10 ore spendono circa 8000 euro , quindi 33 euro l'ora
su due turni da 8 ore spendono circa 12000 euro , quindi 31.25 euro l'ora
su tre turni da 8 ore spendono circa 17000 euro , quindi 29.5 euro l'ora
scusate..
la mia intenzione è di far andare la macchina su 3 turni dal lunedì al venerdì e due turni il sabato.. -
santokral.
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i ventilatori per modulo sono 4 da 25000m3/h ogniuno . -
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Ma è proprio necessario usare il caldo?
Se usaste aria fortemente deumidificata soffiata in grande quantità sulle pelli intelaiate?
Con quale procedimento (aria calda o aria fredda deumidificata) si asciugherebbero prima e con quale differenza di costi?
Per fare aria fredda deumidificata si genera calore che potrebbe essere utilizzato in altri processi in azienda, con ulteriore recupero energetico.
Quindi a costo di un certo rallentamento nel processo di essicazione, potreste risparmiare.. -
santokral.
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il caldo non è necessario anzi piu l'asciugatura è fatta a bassa temperatura piu morbida resta, l'importante è toglierle l'acqua e portarla al 10-14% di tenore d'acqua interno però non ho idea quanto tempo impiegherebbe una pelle ad asciugare tramite aria fredda deumidificata..
quanto intendi aria fredda di che temperatura parli?
ma esisteno sistemi di essiccaggio in altri settori simili a quelli di cui parli tu?
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