Odpadní teplo
jako náhrada plynu
Náhrada stávajících plynových zdrojů tepla se stala ekonomickou nutností pro mnohé výrobní podniky, které plyn využívají pro ohřev vzduchu, teplé technologické vody až do teploty 98 °C, popřípadě pro vytápění a ohřev TUV.
Nejistota na trhu dodávek plynu, jeho nestabilní cena a v neposlední řadě i produkce škodlivin CO2 vede mnohé z těchto společností k uvažování o náhradě těchto plynových zdrojů novými alternativami, které budou bezemisní.
Jednou se zajímavých a perspektivních alternativ pro produkci tepla se stávají tepelná čerpadla, která v průmyslovém provedení dokáží vyrábět teplo o výkonech stovek až jednotek tisíců kW tepelných. Oproti plynovým zdrojům však vyžadují sofistikovanější přístup k návrhu technologie tohoto energetického celku, přičemž návrh vždy probíhá pro konkrétní tepelný spád v relativně omezeném rozsahu tepelného spádu.
Jako zdroj nízko potenciálního tepla pro tepelná čerpadla průmyslového provedení je vhodné využít odpadní teplo, které vzniká ve výrobním procesu. Většinou se jedná o stabilní zdroj odpadního tepla, který se v současné době vypouští do vzduchu nebo do kanalizace.
Příklady těchto procesů
mohou být:
a)
Aktivní chlazení technologie za využití CHILLERů (tepelného čerpadla voda/vzduch), kdy z technologie přichází „ohřátá voda“ a za pomoci CHILLERu se vychlazuje na ještě chladnější. Teplo, které se takto odebírá se prostřednictvím výměníků a ventilátorů v tepelném čerpadle (Voda/vzduch) ventiluje do volného ovzduší.
Místo využití CHILLERu lze použít vhodně navržené průmyslové tepelné čerpadlo a teplo odebírané z vychlazované vodní smyčky pomocí tepelného čerpadla „přečerpat“ na tepelný spád požadované teplotní úrovně (např 70/65°C), která je zpětně využitelná ve výrobním procesu. Příkladem mohou být pájecí centra, obráběcí centra aj. které produkují obrovské množství tepla, které se nyní mrhá do ovzduší.
b)
Aktivní ventilace vzduchotechniky, kdy z technologie jsou nuceně odsávány výpary a zplodiny o různých teplotách a ty jsou bez užitku (využití odpadního tepla) vypouštěny do ovzduší.
c)
Chladící a mrazící haly, které jsou za pomoci CHILLERů vychlazovány na teploty kolem nuly nebo hluboce pod nulou emitují teplo odebrané z výrobních hal do ovzduší.
V mnohých výrobních podnicích v potravinářství narážíme na současnou potřebu tepla a chladu, kdy v první fázi je zapotřebí surovinu ohřát a ve druhé fázi zase rychle vychladit. Příkladem může být výroba čokolády, kdy se na jedné straně musí rozpustit čokoláda, aby se dala formovat do přesně daných tvarů a na druhé straně se musí v daných formách co nejrychleji podchladit.
Toto je ideální koloběh tepla a chladu, kdy máme na jedné straně zdroj nízko potenciálního tepla v podobě vychlazovacího media čokolády a spotřebič tepla v podobě teplé vody určené pro vodní lázeň na rozpouštění čokolády.
Další příklad můžeme nalézt v masném průmyslu, kdy se na jedné straně chladí maso a ve výrobě se pro pomalé vaření používá nízkých teplot, kdy do dvouplášťových nádob je vháněna topná voda udržující teplotu varného kotle na požadované míře. Další příklad bychom mohli nalézt v mlékárenství, kdy se chladí mléko a jiné produkty a při zpracování mléka na jiné produkty lze využít teplo získané z tepelného čerpadla.
Výše uvedených příkladů lze v průmyslu nalézt hodně. Každý výrobní podnik má své specifika a tyto technologie vyžadují pro kvalitní návrh řešení podrobnou analýzu toků energií (zdrojů a spotřebičů).
Při mapování toku energií obvykle narážíme na nerovnoměrnost spotřeb tepla a produkce potenciálního tepla z nízko potenciálních zdrojů energie v čase.
Pro tyto účely je pak nutné budování akumulací tepelné energie, kdy se teplo ukládané do vody o určitém tepelném spádu akumuluje v kaskádách akumulačních nádrží pro okamžik, kdy jej bude možné využít. Mnohdy ke střádání potřebného množství tepelné energie dochází v průběhu dne, tak aby se poté nárazově takto uložená tepelná energie spotřebovala.
Kombinace tepelných čerpadel s využitím odpadního tepla z technologie vhodně doplněná obnovitelnými zdroji elektrické energie (fotovoltaické elektrárny, větrné elektrárny, vodní elektrárny) tvoří základ moderní energetické koncepce výrobních podniků, které se chtějí zbavit závislosti na fosilních zdrojích energie a postupně tak budovat energetickou soběstačnost.
Příkladem mohu být úspěšné instalace fotovoltaického zastřešení parkovišť před výrobními podniky, kdy dochází k využití plochy parkoviště, snížení přehřívání zaparkovaných aut v letních měsících a zároveň k produkci zelené elektřiny, která může zásobovat tepelná čerpadla.
Dalším krokem k rozvoji využití odpadního tepla a chladu je budování komunitních energetiky, kdy jeden podnik může nabídnout odpadní teplo druhému za využití jedné elektrické energie sloužící pro přenos tepla z jedné teplotní úrovně na druhou za využití tepelných čerpadel.
Veškeré toky energií a řízení distribuce tepla chladu však vyžaduje i kvalitní řídící systém pro měření a regulaci včetně archivace dat.
V případě Vašeho zájmu nás neváhejte kontaktovat.