Onderzoek naar warmteterugwinning uit koelwatersystemen en airconditioningsystemen van spuitgietmachines
Een koelwatersysteem voor spuitgieten is een industrieel recirculerend koelsysteem met gesloten kringloop dat koelwater tussen 20°C en 30°C gebruikt als medium om apparatuur of processen te koelen. Het fundamentele operationele kenmerk is temperatuurverlaging. In wezen is het een systeem waarbij koelwater warmte absorbeert van de apparatuur waar het doorheen stroomt en deze warmte vervolgens afvoert via koeleenheden (koelmachines) voordat het wordt gerecirculeerd.
Bij het onderzoeken van het uitgebreide gebruik van thermische energie binnen het koelwatersysteem kunnen hardwareoplossingen zoals het installeren van platenwarmtewisselaars en warmtepompunits binnen het koelnetwerk warmteterugwinning en hergebruik mogelijk maken. De werkelijke investering in de apparatuur en het economisch rendement moeten echter zorgvuldig worden overwogen.
Op het gebied van airconditioning kan de teruggewonnen warmte in theorie worden gebruikt voor ruimteverwarming. Dit is haalbaar, vooral in de winter wanneer een groot deel of zelfs alle warmte zou kunnen worden gebruikt. Er zijn echter twee belangrijke voorwaarden met betrekking tot de schaal van het systeem: 1. De geïnstalleerde capaciteit moet voldoende groot zijn en 2. De hoeveelheid warmte die beschikbaar is voor uitwisseling moet aanzienlijk zijn. Wat betreft de vereisten voor de procestemperatuur: de koelwateruitwisseling moet voldoen aan de temperatuurvereisten van het spuitgietproces.
Toch is er een belangrijk nadeel. De periode waarin het industriële koelwatersysteem zijn piekvraag naar koeling heeft, valt precies samen met de periode waarin ook het airconditioningsysteem zijn piekvraag naar koeling heeft. Door de systemen tijdens deze piekperiodes onderling te koppelen, zou de vereiste geïnstalleerde capaciteit van zowel de koelapparatuur (koelmachines) als de koeleenheden toenemen. Daarom moet de waarde van een dergelijke integratie kritisch worden beoordeeld.
Ten tweede introduceert het gebruik van de warmte voor airconditioningverwarming een nieuw probleem. Het industriële koelwatersysteem is een systeem met een constante temperatuur. Wanneer de temperatuur de regeldoelstelling bereikt, moet de warmte-uitwisseling van het warmtepompsysteem van de airconditioning worden gestopt. Dit leidt in de praktijk vaak tot situaties waarin er geen warmte beschikbaar is die de warmtepomp kan terugwinnen. Daarom kan bij de selectie van airconditioningunits het elektrische verwarmingsvermogen van de hulpverwarmingsfunctie in de ventilatorconvectoren helemaal niet worden verlaagd. Voor systemen waarbij de totale terugwinbare warmte beperkt is, is de benuttingsgraad van de teruggewonnen warmte laag en is het economisch rendement te verwaarlozen.
Ten derde vermindert de integratie van de airconditioningunits in dit warmteterugwinningssysteem de investering in de kernapparatuur van de unit niet. Alle benodigde units (koelmachines voor koeling, warmtepompen voor verwarming) moeten nog steeds worden geïnstalleerd. Het wordt aanbevolen dat klanten de noodzaak van warmte-uitwisseling tussen het koelwatersysteem en het airconditioningsysteem beoordelen op basis van hun werkelijke operationele eisen en huidige situatie.