Afvalwater als warmtebron om proceswater op te warmen

Transcriptie

1 Afvalwater als warmtebron om proceswater op te warmen Ir. Marc Feyten 30/03/2011

2 Onze referenties zijn onze visitekaartjes

3 Blue -HEat Recovery Operation Duurzame valorisatie van laag-calorische afvalwater-warmte In-line op voedingsleiding van de stookketel i.f.v de vraag naar warm water Combinatie van directe- en indirecte opwarming Zeer hoog energetisch rendement: COP > 10!!! Vereisten: ΔT proceswater en afvalwater min 5 C (afhankelijk van debiet) +/- gezuiverd afvalwater: ideaal is effluent van een biologie

4 Koud proceswater Warmwater ketel Aan oer la Aanvoer lauw afvalwater

5 Koud proceswater Warmwater ketel Gekoeld afvalwater Warmtewisselaar 1 DIRECT Aanvoer lauw afvalwater Voorverwarmd proceswater optionele energiebuffer compressor Gekoeld afvalwater WARMTEPOMP Patent Pending

6 Wat kost uw warmwaterproductie?? Met 10 kwh energie kan je 1 m³ water 8,6 C opwarmen! Hoeveelheid Warmteproductie CO2 uitstoot Kostprijs/10 kwh Elektriciteit 10 kwh el. 10 kwh 7,6 kg 1,15 Stookolie 1 liter 10 kwh 2,6 kg 0,50 Gas 1 m³ 10 kwh 2,0 kg 0,40 0,93 kwh el. 10 kwh 0,7 kg 0,11 140% Vergelijking warmtebronnen tov Gas 120% 130% 125% 100% 100% 80% 60% 40% 20% 35% 27% 20,0% 0% CO2 - uitstoot Energieprijs Primair energieverbruik

7 CASE: NOLLENS POULTRY II 1 e Blue Hero in Vlaanderen: KMO Innovatieproject Nieuw Kippenslachthuis: > kippen/dag Afvalwaterzuivering: (1400 kwh/dag aan energieverbruik) Zeving Fysico-chemische zuivering Biologische aerobe zuivering 3000 m³ Slibindikking met decanteercentrifuge Afvalwaterproductie: +/- 700 m³/dag Recyclage van gezuiverd afvalwater: +/- 200 m³/dag => geloosde hoeveelheid afvalwater: +/- 500 m³/dag Temperatuur van het geloosde afvalwater: C (23 C gemiddeld) Proceswater: Ontijzerd putwater: +/-10 C Vraag naar Warm water : +/- 200 m³/dag: 38 C 60 C

8 @ NOLLENS POULTRY II Putwater 10 C Gekoeld afvalwater 12 C Warmtewisselaar 1 DIRECT 200 m³/dag m³/u 125 kw bij 10 m³/u 250 kw bij 20 m³/u 200 m³/dag m³/u C kw Voorverwarmd proceswater 21 C optionele energiebuffer Warm water Naar ketel Afvalwater 23 C 500 m³/dag 300 m³/dag compressor 15 m³/u 29 kw 171 kw 200 kw p o m p Gekoeld afvalwater 13,2 C WARMTEPOMP Patent Pending COP: 10,2 kwth./kwel.

9 @ NOLLENS POULTRY II

10 Wat betekent voor Nollens? 200 m³/dag van 10 C naar 38 C opwarmen = 6.5 MWh x 250 d/jaar= MWh/jaar Met Gas kost dit jaarlijks: x 40 /MWh = /jaar Met kost dit jaarlijks:1.625 x 10,77 /MWh = /jaar Wat brengt deze investering op voor Nollens?: o 73 % besparing aan stookkosten: /jaar o 65 % besparing aan CO2-uitstoot: ton/jaar (= 100 auto s ( km/j aan 140 g Co2/km) ) o Loost altijd koud water in het oppervlaktewater. Ook in de zomer!!! o bespaart 4 x meer energie dan de waterzuivering verbruikt!!! Kostprijs voor Nollens: o Eandis premie o Verhoogde investeringsaftrek o Ecologiepremie o TOTALE investering voor Nollens: Pay-Back: 2,0 Jaar!!!

11 Variante opstellingen CASE NOLLENS POULTRY: 500 m³/dag aan afvalwater vraag naar slechts 200 m³/dag aan warm water (= 40 % van afvalwaterdebiet) => Opsplitsen van afvalwaterstroom : Parallelle opstelling Wat indien heel veel vraag is naar warm water? Wat indien het koud proceswater al relatief warm (vb. stadswater in de zomer) => Seriële opstelling: Case Van Moer Cleaning (Zwijndrecht)

12 Stadswater 160 m³/d 4-14 C Afvalwater 250 m³/d C Warmtewisselaar 1 DIRECT Serie-opstelling 160 m³/dag 10 Van MOER Cleaning 145 kw (Winter) 168 kw (Zomer) 160 m³/dag 29,4 C (Winter) 41 C (Zomer) kw Voorverwarmd proceswater 16,5 28,5 C optionele energiebuffer Warm water Naar ketel 250 m³/dag compressor 15,6 m³/u 25 kw 125 kw 150 kw p o m p Gekoeld afvalwater 3,2 13,9 C Patent Pending WARMTEPOMP COP: kwth./kwel.

13 Van MOER Cleaning

14 Patent Pending Aandachtspunten Juiste selectie warmtewisselaar i.f.v. type (afval)water (vervuiling? reiniging) Doorgedreven sturing om optimale overdracht te bekomen (kleine Δ t) bij sterk wisselende debieten. Juiste selectie en aansturing van verdamper, condensor, expansieventiel en compressor(en). We spelen met 1 à 2 C Keuze voor een parallelle of Serie-opstelling opstelling Toepassingsdomeinen Hergebruik van laagcalorische warmte uit waterstromen Heat on Demand toepassingen: Biologie als warmtebuffer Waterleverancier wordt ook warmte leverancier (in zomer ) Koeling van biologische zuiveringen en/of behalen van norm op lozingstemperatuur Verwarming van biologische zuivering (winter)