Rekuperace odpadního tepla ze systému chlazení
Kategorie
Popis úsporného opatření
Rekuperace odpadního tepla ze systému chlazení
Rekuperace tepla z chladícího zařízení slouží jako doplňkovým zdroj tepelné energie, který lze využít například pro podporu vytápění, přípravy (předehřev) teplé vody přes tepelné výměníky nebo může být tepla přímo využito na straně vzduchu pro dohřev prostorů v zimním období.
Vhodné je tedy především tam, kde je buď v letním období vyšší potřeba teplé vody, tam, kde je chlazení v provozu celoročně (např. zimní stadiony, mrazírny) nebo chlazení spíná již při velmi nízkých venkovních teplotách, kde je v některých částech objektu již potřeba chladit a v jiných částech je ještě potřeba vytápět.
Nejlevnějším řešením je teplý vzduch od chladících věží (cca 30-40°C) rovnou využít například pro vzduchotechniku a „přefukovat“ do prostor, kde je potřeba např. temperovat (garáže).
O něco nákladnější je instalovat teplovodní výměníky mezi chiller a chladící věž a teplou vodu jdoucí do chladící věže zchladit „před“výměníkem a teplo využít například pro předehřev teplé vody.
**Dalším **řešením je využít odpadní teplo v samotném cyklu chladícího stroje na straně přehřátých par chladiva. Toto řešení mají již zabudované moderní chladící stroje s označením „heat recovery“.
Dále je možné na stranu kondenzátoru namontovat další tepelné čerpadlo.
Rekuperace nízkopotenciálního odpadního tepla ze systému chlazení. Teplotní spád na výměníků 35/20°C.
Měrné ceny, úspory, návratnosti
| Orientační měrné náklady |
Při pouhém „přefuku“ teplého vzduchu od chladící věže či kondenzátoru je cena minimální od 5-30 tis. Kč.
V případě instalace teplovodního výměníku na straně vody mezi chillerem a chladící věží se cena může pohybovat od 150-300 tis. podle vzdálenosti rozvodů od výměníku např. k zásobníku teplé vody. |
| Teplota vody na straně chlazení |
Na straně vody u chladící věže cca 30-35°C
Na straně kondenzátorů cca 40-50°C Na straně chladícího cyklu uvnitř CH jednotky až 100°C |
| Největší potenciál |
U zemních stadionů, mrazících boxů v potravinářství a u výrobních podniků, kde je potřeba technologicky chladit určitý proces výroby.
Dále u obchodních center a administrativních budov, kde systém chlazení spíná již při teplotách kolem 5-10°C. |
Spočtěte si sami
Výhody, nevýhody, mýty
Silné stránky
- Odpadní teplo z chlazení je dále využito pro vytápění nebo přípravu teplé vody
- Eliminace „tepelných ostrovů“ především v centrech větších měst. Odpadní teplo z centrálního chlazení jde zpět do objektu.
Příležitosti
- Podnikatelský sektor může získat na využití jakéhokoli odpadního tepla dotaci z OPPIK
Slabé stránky
- V případě výměníků tepla pro přímý ohřev pitné vody na straně přehřátého chladiva a olejů hrozí kontaminace pitné vody v případě porušení výměníku. Toto je i z pohledu toto řešení také neodpovídá požadavku §3, odst. 3 zákona o ochraně veřejného zdraví 258/2000 Sb. pro je vhodnější a takřka nutné připravovat teplou vodu sekundárně. Tedy nejprve výměníkem „přehřáté chladivo/topná voda“ ohřát vodu a tu přes výměník „topná voda/pitná voda“ předávat takto sekundárně pitné vodě.
- Toto řešení je nutné konzultovat s dodavatelem chladícího zařízení, aby nebyla porušena záruka na zařízení
Mýty
- Mýtem je, že se využití odpadního tepla 100% vyplatí. Je nutné provést energetickou bilanci, zda odpadní teplo vygenerované systémem chlazení je například v letním období kam distribuovat a bude využito.
Související úsporné opatření
Kompresorové chlazení
Přímé chlazení pro vzduchotechniku
Dotační potenciál
| Rodinné domy | Spíše nerelevantní. Je však možné instalovat moderní jednotky chlazení, které odpadním teplem mohou například ohřívat bazén či regenerovat vrt pokud se jedná o tepelné čerpadlo země/voda s reverzibilním chodem. |
| Bytové domy | Dtto rodinné domy |
| Školská zařízení | nerelevantní |
| Administrativní budovy | Vhodné u klimatizovaných budov, ale je nutné provést energetickou bilanci, zda lze odpadní teplo v letním období využít. Podnikatelský sektor může využít dotační příspěvek z OPPIK. |
| Hotely | Velmi vhodné u klimatizovaných hotelů, kde je vyšší spotřeba energie na přípravu teplé vody |
| Obchodní centra | Vhodné u klimatizovaných budov, ale je nutné provést energetickou bilanci, zda lze odpadní teplo v letním období využít. Podnikatelský sektor může využít dotační příspěvek z OPPIK. |
| Sklady | Spíše nerelevantní |
| Výrobní podnik | Vhodné především tam, kde je celoroční technologické chlazení výroby a odpadní teplo lze využít pro vytápění. Podnikatelský sektor může využít dotační příspěvek z OPPIK. |
| Zemědělský výroba | Vhodné především tam, kde je celoroční technologické chlazení výroby (např. Chlazení mléka) a odpadní teplo lze využít pro vytápění. Podnikatelský sektor může využít dotační příspěvek z OPPIK. |
| Potravinářská výroba | Vhodné především tam, kde je celoroční technologické chlazení výroby (např. mražení potravin) a odpadní teplo lze využít pro vytápění. Podnikatelský sektor může využít dotační příspěvek z OPPIK. |
| Zimní stadiony | Velmi vhodné a často realizované. Podnikatelský sektor může využít dotační příspěvek z OPPIK. Pokud je stadion v majetku města, lze využít dotace OPŽP. |
| Těžký průmysl | Vhodné především tam, kde je celoroční technologické chlazení výroby a odpadní teplo lze využít pro vytápění. Podnikatelský sektor může využít dotační příspěvek z OPPIK. |
Termíny a definice
| Nejpoužívanější pojmy | popis | jednotka |
|---|---|---|
| Ethylen-glykol | Nemrznoucí směs (fridex) používaná ve vodních okruzích chladících zařízení (například v sekundárním okruhu chladící smyčku pod ledovou plochou zimního stadionu). | |
| Chladicí věž | Tepelný výměník, v němž se předává teplo chladicí vody z kondenzátoru do okolního vzduchu. Nejpoužívanější jsou chladicí věže s přirozeným tahem, charakterizované tahovým komínem z železobetonového hyperboloidního pláště. Přiváděná voda je rozstřikována na drobné kapičky, které jsou ochlazovány proudem stoupajícího vzduchu. Dalším typem chladících věží jsou ventilátorové chladicí věže (chladiče). | |
| Kondenzační teplo | Při výrobě chladu vzniká na straně kondenzátoru chladící jednotky teplo (cca 30-45 °C). Pro odvod kondenzačního tepla kompresorových jednotek může být využíván okolní vzduch nebo kapalina v odděleném kondenzátoru. Jednotky mohou být rovněž doplňovány systémem rekuperace v zájmu ekonomiky provozu a využívání odpadního tepla. | |
| Kondenzátor | Část klimatizace (tepelného čerpadla) - tepelný výměník pro chlazení páry (chladiva) a její přeměnu (kondenzaci) na kapalinu (kondenzát). U chlazení je kondenzátor umístěn venku, u tepelných čerpadel uvnitř objektu na topné straně. U kompaktních tepelných čerpadel je pak součástí venkovní jednotky také samotný kondenzátor. | |
| NH3 | Chladivo čpavek se řadí k ekologicky nejšetrnějším chladivům. Pro lidský organismus je však jedovatý, při kontaktu s lidskou tkání hrozí riziko omrznutí a při koncentracích ve vzduchu větších než 15% je dokonce výbušný. | |
| Odpadní teplo | Za “odpadní teplo” označujeme teplo, vznikající při technologických procesech, pro něž se během procesu nenajde využití. Zahrnuje se do ztrát energie. Odpadní teplo může být vázáno na nejrůznější teplonosné prostředí, nejčastěji vodu, vzduch nebo spaliny. Někdy lze odpadní teplo využívat pro otop, popřípadě k výrobě páry a elektrické energie. | |
| Rekuperace tepla | Také někdy značeno zkratkou ZZT jako zpětné získávání tepla. Obecně se jedná o zpětný zisk energie. Energii můžeme zpětně získávat z kinetické energie, z odpadní vody nebo z odpadního, vydýchaného vzduchu. | |
| Tepelný ostrov | Termín z překladu anglického "Urban Heat Islands effect", který charakterizuje vyšší teploty v centru měst. Vlivem nejen slunečního záření se budovy, asfalt, beton více zahřívá a teplota ve městech tak může být až o 5-10°C vyšší než na předměstí s větším poměrem zeleně. Tepelným ostrovům lze zamezit např. zelenými vegetačními střechami, výsadbou stromů do ulic měst aj. opatřeními. | |
| Tepelný výměník | Je zařízení, které slouží k výměně energie mezi soustavami a objekty o různých parametrech. Existují výměníky voda/voda, chladivo/voda aj. |
Reference
Externí články, publikace
Využití odpadního tepla při chlazení zimních stadionů
Model tepelného čerpadla s odvodem tepla na třech úrovních
