適用事例
熱収支分析による排熱回収利用・設備の省エネ対策
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業種別ソリューション
蒸気と熱収支分析で廃温水の排熱回収利用できることが判明。エネルギー効率向上と設備最適化が可能に。
省エネ対策 排熱利用
殺菌設備における蒸気の熱収支分析事例。蒸気と熱収支分析した結果、製品出口温度の上昇、排温水からのフラッシュ蒸気発生、停止中の蒸気入熱があることが分かりました。分析を通じて、廃温水の排熱回収利用できることが判明、工場の省エネルギー取り組みが可能になりました。
工場の排熱利用
排熱利用とは、工場や設備で発生する余剰の熱エネルギーを有効活用することを指します。
例えば食品工場における排熱利用方法には「蒸気の再利用」「排熱水の活用」や「ヒートポンプの利用」などがあります。
製造工程や機械設備から発生する熱は、なにもしなければ放熱されて終わりますが、排熱利用によりこの熱エネルギーを再利用したり、設備稼働の最適化が可能になります。
排熱利用のメリット
排熱利用を利用するメリットは、省エネによるエネルギーコストの削減や、化石燃料仕様料を減らすことによる二酸化炭素排出量の削減などが挙げられます。
電力やガスの消費を削減し、エネルギーの効率的な利用が可能になることで、生産コストを抑えることができれば、企業の競争力向上も期待できます。
食品製造業で進む排熱利用
今後、カーボンニュートラルや低炭素社会に向けた取り組みが加速していくことが予想されており、工場における排熱利用の取組みが増えると考えられます。
富士電機が食品製造業を対象に実施した「食品製造業のカーボンニュートラルに関する意識調査」によると、工場排熱などの未利用エネルギーの活用に関する調査項目では「取り組んでいる」と回答したのは全体の40.8%、「取り組んでいないが、取り組む予定がある」が27.5%という結果になりました。
工場の排熱利用するために必要な熱エネルギーの現状把握
排熱の効果的な活用には、蒸気や熱収支の分析は不可欠です。排熱の量や質を正確に把握することで、エネルギー利用の効率化、設備稼働の最適化、コスト削減などが可能になります。
・エネルギー利用の効率化
例えば高温の排熱を蒸気に利用する際、必要な排熱量や蒸気生成量を正確に把握する必要があります。
・設備選定・運転条件の最適化
例えば蒸気ボイラーを選定時、必要なエネルギー供給量を計算し、最適なボイラーの選択と運用条件を特定するのに役立ちます。
・コスト削減
排熱を効果的に利用可能なのか、どのプロセスに供給すべきかなどが分析できるようになります。
適用事例：殺菌設備で使用している蒸気の熱収支分析
適用製品：熱収支分析システム、クランプオン式超音波流量計（蒸気用・液体用）
対象設備：某A工場では、殺菌設備に使用される蒸気のエネルギー効率を向上させるため、熱収支分析を実施しました。この設備は、蒸気は熱交換器の温水を加熱するために使用されています。
システム構成：分析のために蒸気用超音波流量計、温度センサや液体用超音波流量計などを設置し、収集されたデータは社内評価用サーバで、遠隔およびリアルタイムで監視できるシステム構成としました。
蒸気と熱収支分析により判明した内容
これらの原因を分析したところ、(1)製品出口温度の上昇は、熱交換器の経年劣化により回収熱量が低下したため、(2)フラッシュ蒸気の発生は、高圧水から低圧配管に流れたことが判明しました。
またフラッシュ蒸気は0.3MPa(G)の高圧水から0.0MPa(G)の配管に流れたことで発生していたため、フラッシュタンクで分離回収利用し、廃温水はヒートポンプなどで排熱利用できることが分かりました。
熱収支分析システム、クランプオン式蒸気流量計について
熱収支分析システムは蒸気利用設備の熱収支を自動計算し、定量化できるシステムです。設備の熱効率を常時監視し、熱効率が悪化した場合には AI技術を応用した分析によりその要因を絞り込むなどが可能になります。
関連ページ：クランプオン式蒸気用超音波流量計/EMSソリューション関連ページ：工場の熱利用・熱効率改善を支援する熱収支分析システム
工場の排熱利用にむけた省エネ診断・熱収支分析のご提案
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