Rekuperace tepla tepelnými čerpadly
Tepelné čerpadlo je ideální zařízení pro zpětné získávání tepla ze vzduchu i vody. Dokáže využívat odpadní teplo o teplotě až 50°C a dodávat teplou vodu s teplotou 60 až 120°C. Teplo je možné získávat z různých zdrojů – odpadního a větracího vzduchu, odpadní, technologické nebo bazénové vody, důlních vod a vzduchu v podzemních prostorách.
Dosažitelné úspory a návratnost investice do rekuperace tepla závisí na rozdílu teplot zdroje odpadního tepla, který máme k dispozici a potřebné teplotě topné vody, kterou tepelné čerpadlo vyrábí. Čím je rozdíl těchto teplot nižší, tím tepelné čerpadlo rekuperuje energii levněji. Druhým důležitým parametrem je doba provozu rekuperace.
V případech, kdy je rekuperace v provozu neustále (například ohřev vody v třísměnných provozech), se návratnost rekuperace pohybuje jen v řádech měsíců.
Technologie pro získávání odpadního tepla z chlazení mléka na farmě
Teplo z odpadního vzduchu
Zdroje odpadního tepla:
Větrací vzduch z řízeného větrání, odpadní vzduch z technologických procesů, vzduch z prostorů s velkými tepelnými zisky (servery, zimní zahrady, atria)
Technické řešení získávání tepla:
- Umístění výparníku tepelného čerpadla přímo do místnosti s odpadním teplem
- Odběr tepla přes vodní okruh z výměníků vzduch/voda (SAHARA) umístěných v místnosti s odpadním teplem
- Odběr tepla z výměníků umístěných v centrálních vzduchotechnických jednotkách
- Odběr tepla velkoplošnými výměníky bez ventilátorů
Tipy:
Tepelná čerpadla umožňují snadno rekuperovat odpadní teplo z větracího vzduchu i v případech, kdy přívodní a odvodní potrubí vzduchu je umístěno daleko od sebe a není možné využít standardní rekuperační výměník.
Montáž jednotky pro získávání tepla z odpadního vzduchu v saunových světech SAUNIA
Teplo z odpadní vody
Zdroje odpadního tepla:
Technologická voda z průmyslových procesů, odpadní teplo z chlazení technologií, odpadní voda z veřejných bazénů, splašková voda z hotelů a bytových domů, důlní a průsakové vody, které je nutné z technologických důvodů přečerpávat.
Technické řešení získávání tepla:
- Klasické deskové nebo trubkové výměníky pokud je voda bez nečistot
- Speciální výměníky s promýváním na splaškové nebo silně znečistěné vody
- Odběr tepla stěnou kanalizačního potrubí
- Jednoduché výměníky z PE potrubí umístěné v jímkách a zásobnících odpadní vody
Tipy:
V případech, kdy je dodávka odpadního tepla nárazová, vyplatí se instalovat zásobníky odpadní vody, které umožní rozložit rekuperaci odpadního tepla do delšího časového úseku.
U splaškových vod je vhodné oddělit vody z koupelen a vody z WC – zjednoduší to technické řešení výměníků.
V případě vyšších teplot odpadní vody (nad 25 °C) je vhodné využít vícestupňovou rekuperaci, kdy se v první fázi odebere teplo jen pomocí výměníku a teprve následně se odpadní vody dochladí tepelným čerpadlem.
Výměník pro získávání odpadního tepla z čistírny uranových vod
Ostatní odpadní teplo
Teplo využitelné k rekuperaci naleznete téměř všude:
- Řízených kvasných procesů při výrobě vína
- Chlazení mladiny, kvasných a ležáckých tanků při výrobě piva (zde pracuje tepelné čerpadlo v režimu pivo/voda)
- Kondenzační teplo ze stávajících chladících jednotek
Technická omezení získávání odpadního tepla
- Odběr rekuperované energie musí být v dosažitelné vzdálenosti od zdroje odpadního tepla
- Výstupní teplota z tepelného čerpadla musí odpovídat potřebám odběrného místa
- Čerpání odpadního tepla musí být technicky proveditelné tak, aby náklady na údržbu výměníků a transport energie výrazně nezhoršovaly ekonomickou bilanci systému
- Doby produkce odpadního tepla a jeho využití by měly mít časovou souvislost