Wärmeintegration/Pinch-Analyse
Die Pinch-Analyse ist eine systematische Methode zur Evaluierung und Optimierung der Energieeffizienz von Prozessen. Es handelt sich um eine Methode, bei der vor dem Detailentwurf bereits der thermodynamische Mindestenergieverbrauch eines Prozesses berechnet werden kann. Zugleich gibt diese Methode auch an, wie diese optimale Energieeffizienz anhand des passenden Wärmeübertragungsnetzwerkes und mit
welcher Wärmerekuperation erreicht werden kann und wie die dafür notwendigen Versorgungseinrichtungen aussehen.
Die Pinch-Analyse wird auch als Wärmeintegration oder Prozessintegration bezeichnet.
Bei einer Pinch-Analyse werden die verschiedenen Wärmeströme einer Fabrik festgestellt. Dabei geht es sowohl um Wärmeströme zwischen den Prozessen als auch innerhalb der Prozesse. Die Daten der verschiedenen Ströme werden verarbeitet und auf der Grundlage der Wärmeleistungen und Temperaturen werden Summenkurven (Composite Curves) bestimmt. Solche Kurven werden sowohl für aufzuwärmende als auch für abzukühlende Ströme bestimmt. Die Form dieser Kurven und die Temperatur, bei der sie einander (beinahe) berühren, charakterisieren das Wärmeprofil einer Fabrik. Das Wärmeprofil gibt an, in welcher Temperaturzone und in welchen Prozessen sich die meisten Entwurfsbeschränkungen befinden.
Mit dieser Methode kann der Energieverbrauch eines Prozesses objektiv beurteilt, der Mindestverbrauch bestimmt und eventuell das Verhältnis zwischen Energie und Kapital bei mehr oder weniger intensiver Wärmeintegration beurteilt werden. Das ist sogar in einer dem eigentlichen Prozessdesign vorhergehenden Analysephase möglich, und zwar auf der Grundlage der energetischen Eigenschaften der Prozessströme, ohne das Netzwerk der Wärmeaustauscher zu kennen.
Die Pinch-Analyse gibt Einblick in das Energieprofil eines Prozesses und zeigt den thermodynamischen Flaschenhals (den "Pinch"), der der möglichen Wärmeintegration eine Grenze setzt. Diese Grenze kann nur durch Prozessänderungen verschoben werden, die diesen Pinch günstig beeinflussen. Die Analyse verdeutlicht, wo Versorgungseinrichtungen sinnvoll eingesetzt werden können, wo Wärme aus KWK
genutzt oder, und falls ja, wo eine Wärmepumpe sinnvoll sein kann. Die Methode sieht auch einige Regeln für den Entwurf des Wärmeübertragungsnetzwerkes vor, um die anvisierten Zielsetzungen zu realisieren. Die Methodik wird inzwischen weltweit erfolgreich angewandt.
Eine Pinch-Analyse ist ein äußerst leistungsstarkes Hilfsmittel bei der thermischen Optimierung von Industriestandorten.
welcher Wärmerekuperation erreicht werden kann und wie die dafür notwendigen Versorgungseinrichtungen aussehen.
Die Pinch-Analyse wird auch als Wärmeintegration oder Prozessintegration bezeichnet.
Bei einer Pinch-Analyse werden die verschiedenen Wärmeströme einer Fabrik festgestellt. Dabei geht es sowohl um Wärmeströme zwischen den Prozessen als auch innerhalb der Prozesse. Die Daten der verschiedenen Ströme werden verarbeitet und auf der Grundlage der Wärmeleistungen und Temperaturen werden Summenkurven (Composite Curves) bestimmt. Solche Kurven werden sowohl für aufzuwärmende als auch für abzukühlende Ströme bestimmt. Die Form dieser Kurven und die Temperatur, bei der sie einander (beinahe) berühren, charakterisieren das Wärmeprofil einer Fabrik. Das Wärmeprofil gibt an, in welcher Temperaturzone und in welchen Prozessen sich die meisten Entwurfsbeschränkungen befinden.
Mit dieser Methode kann der Energieverbrauch eines Prozesses objektiv beurteilt, der Mindestverbrauch bestimmt und eventuell das Verhältnis zwischen Energie und Kapital bei mehr oder weniger intensiver Wärmeintegration beurteilt werden. Das ist sogar in einer dem eigentlichen Prozessdesign vorhergehenden Analysephase möglich, und zwar auf der Grundlage der energetischen Eigenschaften der Prozessströme, ohne das Netzwerk der Wärmeaustauscher zu kennen.
Die Pinch-Analyse gibt Einblick in das Energieprofil eines Prozesses und zeigt den thermodynamischen Flaschenhals (den "Pinch"), der der möglichen Wärmeintegration eine Grenze setzt. Diese Grenze kann nur durch Prozessänderungen verschoben werden, die diesen Pinch günstig beeinflussen. Die Analyse verdeutlicht, wo Versorgungseinrichtungen sinnvoll eingesetzt werden können, wo Wärme aus KWK
genutzt oder, und falls ja, wo eine Wärmepumpe sinnvoll sein kann. Die Methode sieht auch einige Regeln für den Entwurf des Wärmeübertragungsnetzwerkes vor, um die anvisierten Zielsetzungen zu realisieren. Die Methodik wird inzwischen weltweit erfolgreich angewandt.
Eine Pinch-Analyse ist ein äußerst leistungsstarkes Hilfsmittel bei der thermischen Optimierung von Industriestandorten.