Lämmönvaihtimien likaantuminen ja siitä aiheutuva energia- tehokkuuden heikkeneminen on merkittävä taloudellinen ongelma, joka lisää usein mm. primääripolttoaineiden kulutusta lämmönsiirtokyvyn heikentyessä, kasvihuonepäästöjä, huolto- ja työvoimakustannuksia sekä hankalan ja likaisen puhdistustyön tarvetta.
Lämmönvaihtimien likaantumisesta yrityksille suoraan aiheutuvat
- korkeampia investointikustannuksia
- lisääntyneitä energiakustannuksia
- menetetyistä tuotannosta aiheutuvia kustannuksia
- lisääntyneitä huoltokustannuksia
Ylimitoitus kiihdyttää likaantumista
Likaavia ainevirtoja sisältävissä kohteissa lämmönvaihtimet on tyypillisesti mitoitettu noin 20–50 % normaalia suuremmiksi. Ylimitoituksen tarkoitus on taata lämmönvaihtimen toiminta likaantumisesta huolimatta. Todellisuudessa ylimitoitus laskee virtausnopeuksia ja luultavasti kiihdyttää likaantumista.
Investointikustannuksia lisäävät esimerkiksi erikoisjärjestelyt, jotka on tehty helpomman mekaanisen puhdistamisen, käytönaikaisen puhdistamisen tai rinnakkaisen lämmönvaihtimen vuoksi erittäin tärkeissä prosesseissa.
Lika kasvattaa kuluja
Lämmönsiirtopintojen likaantuminen johtaa aina energiakustan- nusten kasvamiseen. Mikäli lämmönsiirtokerroin huononee, joko kylmä virta ei lämpene tai kuuma virta jäähdy tarpeeksi. Tämä edellyttää lisäjäähdytystä tai -lämmitystä. Tätä ei kuitenkaan aina joko huomata tai siitä ei välitetä, jos prosessille ei aiheudu suoranaisia ongelmia.
Jos lämmönsiirtokertoimen heikkeneminen puolestaan kompensoidaan virtausnopeuksia nostamalla, painehäviöt kasvavat. Tällöin pumppauksen tai puhalluksen vaatima energia kasvaa eksponentiaalisesti. Painehäviöt kasvavat myös ilman virtausnopeuksien erillistä nostamista, sillä virtauskanavan poikkipinta-ala pienenee ja virtausvastus suurenee.
Yleinen ratkaisu on puhdistaa likaantuneita lämmönsiirto- pintoja aika ajoin poistamalla lämmönvaihdin käytöstä. Mikäli tuotanto pitää keskeyttää, aiheutuu heti ylimääräisiä kustannuksia. Vaikka rinnalla olisi toinen lämmönvaihdin ja tuotantoa ei tarvitsisikaan keskeyttää, nousevat käyttökustannukset joka tapauksessa puhdistamisen huoltokustannusten vuoksi.
Lähes jokaisella teollisuudenalalla esiintyy lämmönsiirtoa. Sen energiatehokkuuden heikentyminen näkyy välittömästi tuotteiden ja valmisteiden hinnoissa esimerkiksi tuotannon keskeytysten sekä korkeampien energia-, pumppaus-, puhallus- ja huoltokustannusten kautta.
Jättisäästöt lämmönsiirron tehostamisesta
Lämmönsiirron tehokkuus on merkittävä asia myös kansantaloudellisesti. Lämmönvaihdinten likaantumisen aiheuttamien kustannusten on arvioitu olevan noin 0,25 prosenttia bruttokansantuotteesta esimerkiksi Yhdysvalloissa, Englannissa, Japanissa, Saksassa ja Ranskassa (Belmiloudi,2011).
Suomen bruttokansantuotte oli vuonna 2013 noin 201 miljardia euroa. Suomessa se merkitsee, että lämmönvaihtimien likaantuminen aiheuttaa noin 500 miljoonaa euron kustannukset vuosittain (lähde: Motiva).