Układy ogrzewania wody i kruszyw

Systemy ogrzewania wody i kruszyw są szczególnie istotne w krajach o chłodnym klimacie, ponieważ umożliwiają całoroczną produkcję betonu i asfaltu oraz utrzymanie wysokich standardów technologicznych.

Ich głównym celem jest zapewnienie odpowiedniej temperatury składników, aby proces technologiczny przebiegał prawidłowo niezależnie od warunków atmosferycznych.

Układy ogrzewania wody

Układy te pozwalają podgrzewać wodę wykorzystywaną w procesie produkcji betonu lub mieszanek mineralno-asfaltowych. Ma to szczególne znaczenie w okresie zimowym, gdy niska temperatura mogłaby spowolnić wiązanie i obniżyć jakość mieszanki. Do tego celu stosuje się np. podgrzewacze przepływowe, zbiorniki z systemem grzewczym czy wymienniki ciepła.

Podgrzewacze przepływowe – woda ogrzewana jest na bieżąco przy pomocy palników gazowych lub olejowych. Przepływa przez wężownicę, wokół której znajduje się komora spalania (palnik gazowy/olejowy). Ogrzewa się błyskawicznie do zadanej temperatury. Podgrzewacze przepływowe dają możliwość precyzyjnego ustawienia temperatury.

Stosowane są tam, gdzie liczy się szybkie dostarczenie ciepłej wody (np. przy zmiennym obciążeniu produkcji).

Zbiorniki z wymiennikami ciepła – woda zarobowa gromadzona jest w dużych zbiornikach wyposażonych w wężownice grzewcze lub płyty wymiennikowe zasilane parą wodną albo gorącą wodą z kotłów. Ciepło jest przekazywane poprzez powierzchnię wymiennika. To rozwiązanie pozwala na równomierne utrzymanie temperatury, możliwość gromadzenia zapasu ciepłej wody.

Kotły wodne (gazowe/olejowe/biomasowe) – stosowane do przygotowania dużych ilości gorącej wody, często zintegrowane z układami sterowania wytwórni. Kocioł opalany gazem, olejem lub biomasą podgrzewa wodę w zamkniętym obiegu. Gorąca woda trafia następnie do wymiennika ciepła, gdzie ogrzewa wodę zarobową używaną w betoniarni.

Czujniki temperatury utrzymują wodę w zakresie np. 40–60°C. Sterownik reguluje moc palnika w zależności od zapotrzebowania. To stabilne źródło ciepła o dużej wydajności.

Systemy solarne i pompy ciepła – rzadziej stosowane, ale coraz popularniejsze w nowoczesnych instalacjach z uwagi na energooszczędność.

Układy ogrzewania kruszyw

Odpowiadają za utrzymanie odpowiedniej temperatury piasku, żwiru czy innych surowców. Zazwyczaj wykorzystuje się gorące powietrze, palniki gazowe, olejowe lub systemy parowe. Dzięki temu unika się zamarzania surowców i zapewnia ich równomierną wilgotność, co wpływa na jakość końcowego produktu.

Do ogrzewania kruszyw stosowane są:

Suszarnie bębnowe – podobne do stosowanych w wytwórniach mas bitumicznych. Kruszywo ogrzewane jest gorącym powietrzem w obrotowym bębnie. Obracający się bęben stalowy nachylony jest pod niewielkim kątem. Kruszywo wsypuje się z jednego końca, a gorące powietrze z palnika gazowego/olejowego przepływa przez bęben.

Kruszywo przemieszcza się dzięki obrotowi bębna, mieszając się i ogrzewając równomiernie. Wilgoć odparowuje, a suche, ciepłe kruszywo opuszcza urządzenie.

Rozwiązanie stosowane głównie w dużych wytwórniach betonu i mas asfaltowych.

Systemy nadmuchowe – gorące powietrze tłoczone jest do silosów lub bunkrów z kruszywem poprzez sieć kanałów i dysz. Ciepłe powietrze cyrkuluje w zbiorniku, ogrzewając materiał od dołu i od boków. To prosta, stosunkowo niedroga instalacja.

Podgrzewanie parą wodną – wtryski pary do kruszywa (np. w bunkrach) powodują szybkie podniesienie temperatury i rozluźnienie zmarzniętych warstw. Para może zwiększać wilgotność materiału, co trzeba uwzględnić w recepturze betonu.

Podgrzewanie płytowe – specjalne płyty grzewcze z obiegiem wodnym lub elektrycznym instalowane są w ścianach bunkrów lub podajników kruszywa. Kruszywo ogrzewane jest przez kontakt z nagrzanymi powierzchniami. Podgrzewanie płytowe zapewnia równomierne i stabilne ogrzewanie, bez dodatkowej wilgoci jak przy parze.

Palniki gazowe/olejowe – stosowane lokalnie do rozmrażania i podgrzewania materiału bezpośrednio w zasobnikach. Przenośne palniki gazowe/olejowe kierują płomień bezpośrednio na zamarzniętą warstwę materiału. Rozwiązanie stosowane głównie doraźnie do rozmrażanie i odmrażanie zasobników.

Integracja systemów

Nowoczesne wytwórnie betonu wyposażone są w systemy sterowania automatycznego, które regulują temperaturę wody i kruszyw w zależności od warunków pogodowych. Dzięki temu cały proces może być zoptymalizowany, co pozwala utrzymać powtarzalność jakości mieszanek nawet zimą.

Wybór technologii ogrzewania wody i kruszyw

Wybór odpowiedniej technologii ogrzewania wody i kruszyw w budownictwie zależy od wielu czynników:

• skali produkcji

Małe betoniarnie często korzystają z prostszych i tańszych rozwiązań (np. nagrzewnice powietrza, podgrzewacze przepływowe). Duże wytwórnie betonu i asfaltu wymagają wydajnych systemów (np. kotłów wodnych, suszarni bębnowych), które zapewnią stabilne parametry przy dużej produkcji.

• klimatu i warunków zimowych

W regionach o łagodnych zimach wystarczą lekkie systemy dogrzewania (nadmuch ciepłego powietrza). W strefach o ostrym klimacie konieczne są rozwiązania wysokowydajne (np. kotły, para wodna, suszarnie).

• dostępnych źródeł energii (gaz, olej, biomasa, para, prąd)

Gaz ziemny, olej opałowy, biomasa, prąd – wybór zależy od lokalnej infrastruktury i cen. Systemy muszą być ekonomiczne w eksploatacji – nawet wydajne ogrzewanie może być nieopłacalne przy drogim paliwie.

• wymagań jakościowych wobec mieszanki

W produkcji betonu o wysokich parametrach (np. prefabrykaty, konstrukcje mostowe) istotne jest precyzyjne sterowanie temperaturą. Przy prostych realizacjach (np. beton towarowy na fundamenty) wystarczą mniej zaawansowane metody.

• rodzaju produkcji

Wytwórnie asfaltu muszą nie tylko podgrzewać, ale i osuszać kruszywo – dlatego stosują suszarnie bębnowe. W betoniarniach kluczowe jest głównie ogrzewanie wody i utrzymanie kruszyw w stanie niezamarzniętym.

• automatyzacji i kontroli procesu

Nowoczesne zakłady inwestują w zintegrowane systemy (PLC, czujniki, automatyczne sterowanie), aby oszczędzać paliwo i zapewniać powtarzalność produkcji. W mniejszych zakładach wystarczają proste instalacje obsługiwane ręcznie.

• kosztów inwestycyjnych

Niektóre rozwiązania (np. suszarnie bębnowe, systemy płytowe) są drogie w budowie, ale bardzo skuteczne. Tańsze systemy (palniki punktowe, nadmuch powietrza) sprawdzają się przy okazjonalnym użyciu.

Optymalna technologia to kompromis między kosztami, wymaganą wydajnością, warunkami lokalnymi i jakością produkcji.

Poznaj firmy oferujące układy ogrzewania wody i kruszyw.

Fot. tecwill.com