Návrh a řízení využití odpadního tepla v průmylu

Abstract

Moderní trendy doporučují navrhování dějů, strojů nebo dokonce výroben s účelem maximalizace účinnosti a minimalizace ztrát, neboť nic není zadarmo a každý joul nebo watt, který se vyrobí a následně nevyužije, stojí někoho peníze. Tato bakalářská práce se zabývá řešením konkrétního problému jedné výrobny chemikálii v Praze, jak využit odpadní teplo? Na tuto otázku se autor práce snaží odpovědět využitím série výměníků navržených na základě fundamentálních znalostí z termodynamiky a teorie sdílení tepla popsaných v teoretické části a současně využitím literatury specializujícím se na návrh výměníků v praktické části. Před výběrem řešení zpracování odpadního tepla z chemického reaktoru pomocí tepelných výměníků byla provedena analýzy provozu, která odhalila několik potenciálních zdrojů energie. Na základě znalostí z analýzy a porovnáním plusů a mínusů byl předložen stručný návrh na zpracování nevyužitých / odpadních zdrojů energie. Kromě výměníků se bakalářská práce zabývá chemickým procesem reakce kyseliny sírové a vody, přesněji teplem, které se produkuje vzájemným mísením. Dále je zde kapitola věnována sdílení a přestupu tepla mezi mediem a potrubím a následným poklesem teploty media způsobeným prostupem tepla. V neposlední řadě je zde kapitola věnována řízení provozu pomocí vývojového diagramu na základě tepelných vstupů od vody v potrubí a vzduchu z okolí

Modern trends recommend designing processes, machines, or even production lines with the aim of maximizing efficiency and minimizing losses, as nothing is free, and every joule or watt that is produced and not used costs someone money. This bachelor's thesis deals with solving a specific problem of a chemical plant in Prague - how to utilize waste heat? The author attempts to answer question by proposing a series of heat exchangers based on fundamental information from thermodynamics and heat transfer theory described in the theoretical part, as well as using literature specializing in the design of heat exchangers in the practical part. Before selecting a solution for processing waste heat from the chemical reactor using heat exchangers, operational analyses were performed, which revealed several potential energy sources. Based on the knowledge gained from the analysis and by comparing the pros and cons, a brief proposal for processing unused/waste energy sources was presented. In addition to the heat exchangers, the bachelor's thesis deals with the chemical reaction process of sulfuric acid and water, specifically the heat produced by their mutual mixing. There is also a chapter dedicated to heat transfer between the media and the pipeline and the subsequent decrease in media temperature caused by heat transfer. Finally, there is a chapter devoted to operational control described using a flowchart based on the thermal inputs of water in the pipeline and its surroundings.