de - Beste verfügbare Techniken (BVT) - Umweltbundesamt

4.2.10 Pinch-Methode
Beschreibung
Kapitel 4
Jeder Prozess besteht aus Wärme- und Kälteströmen. Ein Wärmestrom ist ein Strom der Wärme
abgibt, ein Kältestrom ist ein Strom der Wärme aufnimmt. Für jeden Prozess kann in einem
Temperatur-Enthalpie-Diagramm eine einzelne Linie eingezeichnet werden, die entweder alle
Wärmeströme oder Kälteströme des Prozesses darstellt. Diese Linie wird warme oder kalte
Kompositkurve genannt. Das Erstellen einer Kompositkurve ist in Abbildung 4.13
veranschaulicht. Es sind zwei Wärmeströme in einem Temperatur-Enthalpie-Diagramm
dargestellt.
Strom 1 wird von 200 auf 100 °C gekühlt.
und weist ein KP (d.h. Massenstrom x
spezifische Wärmekapazität) von 1 auf.
Also verliert dieser Strom 100 kW Wärme.
Strom 2 wird von 150 auf 50 °C gekühlt
und weist ein KP von 2 auf. Also verliert
dieser Strom 200 kW Wärme.
Die warme Kompositkurve erhält man
durch einfache Addition der Wärmeinhalte
im entsprechenden Temperaturbereich.
Zwischen 200 und 150 °C existiert nur ein
Strom mit einem KP von 1. Also beträgt
der Wärmeverlust in diesem Temperaturbereich
50 kW. Zwischen 150 und 100 °C
existieren zwei Wärmeströme mit einem
KP von insgesamt 3. Der gesamte
Wärmeverlust zwischen 150 und 100 °C
beträgt 150 kW. Da das gesamte KP von
150 bis 100 °C größer ist als das KP von
200 bis 150 °C, fällt die Kurve hier flacher
aus.
Zwischen 100 und 50 °C existiert nur ein
Wärmestrom mit einem KP von 2. Also
beträgt der gesamte Wärmeverlust hier 100
kW.
Abbildung 4.14 zeigt die warme
Kompositkurve.
Die kalte Kompositkurve ergibt sich auf die
gleiche Weise. In der Praxis ist die Zahl der
Ströme viel größer, aber die Kompositkurven
werden auf genau die gleiche Weise
erhalten.
Abbildung 4.15 zeigt die gemeinsame
Darstellung kalter und warmer Kompositkurven
in einem Temperatur-Enthalpie-
Diagramm. Das Diagramm stellt den
gesamten Heiz- und Kühlungsbedarf des
Prozesses dar.
OFC_BREF Dezember 2005 141
Temperatur [°C]
200
150
100
50
KP=1
KP=2
100 200 300
Wärmeinhalt [kW]
Abbildung 4.13: Zwei Wärmeströme
Temperatur [°C]
200
150
100
50
KP=2
KP=3
KP=1
100 200 300
Wärmeinhalt [kW]
Abbildung 4.14: Warme Kompositkurve
Temperatur
Q C,min
Δ T min
Enthalpie
Abbildung 4.15: Kompositkurven mit Pinch
Q H,min