Pinch-Analyse
Kurzbeschreibung
Mithilfe der Pinch-Analyse werden insbesondere Anlagen mit Wärme- und Kältebedarf hinsichtlich des Energieverbrauchs der verfahrenstechnischen Prozesse analysiert und thermodynamisch optimiert. Die Pinch-Analyse ist eine Methode der energetischen Prozessintegration. Ziel ist es hierbei, „einen Prozess bei gefordertem Durchsatz und Produktequalität mit einem minimalen Energie- und Ressourcenbedarf sowie minimalen Emissionen betreiben zu können“ [Brunner, Krummenacher 2015].
Obwohl der Fokus vorwiegend auf der Minimierung von Hilfsstoffen in Wärme-/ Kühlsystemen liegt, kann die Pinch-Technologie auch beim Verbrauch von Elektrizität für Prozesswärme sowie beim Verbrauch von Wasser Einsparungen erzielen (siehe: Mit der Pinch-Technologie Prozesse und Anlagen optimieren)
„Die Pinch-Technologie bietet sich vorrangig für das Prozessdesign beim Neu- oder Umbau von Anlagen an. Aber auch bestimmte Aspekte der Anlagenplanung und des Anlagenbetriebs können mit ihr optimiert werden. Die Methoden der Pinch-Technologie sind allgemein gültig und sowohl auf kontinuierliche Prozesse, gemischte Prozesse als auch Chargenbetrieb anwendbar.“ [LfU 2003] Auch die Sanierung von bestehenden Anlagen bietet ein hohes Einsparpotenzial (ca. 10-35%) [Brunner, Krummenacher 2015].
Grundsätzlich folgt die Pinch-Analyse den folgenden Prinzipien:
Bei dem sogenannten Wärme-Pinch werden die kalten Ströme (Wärmesenken) und warmen Ströme (Wärmequellen) im Prozess in einem Temperatur(T)- Enthalpie(H)-Diagramm zusammengefasst dargestellt. In diesen sogenannten Composite-Kurven zeichnet sich eine Engstelle bzw. Einschnürung zwischen den Strömen ab. Dieser als Pinch bezeichnete Abstand „entspricht der kleinsten möglichen Temperaturdifferenz (ΔTmin) der Wärmetauscher, die technisch sinnvoll ist“ [LfU 2003]
Software-Tools
Zur Unterstützung der Erstellung solcher Composite-Kurven gibt es zahlreiche Software-Tools, wie z.B.:
- PinCH mit der entsprechenden Demo-Software
Weiterführende Informationen
- Vorgehen mit Anwendungsbeispiel der Rytec AG (Dreiländertagung 2014)
- Introduction to Pinch Technology von Linnhoff March