Spalinové výměníky
Kategorie
Popis úsporného opatření
Spalinové výměníky
Spalinové výměníky mají největší uplatnění tam, kde je velké množství odpadního tepla z technologických procesů a toto teplo lze dále využívat pro vytápění, přípravu teplé vody nebo například pro absorpční chlazení, kdy je spalinový výměník součástí absorpční chladící jednotky a teplo slouží jako zdroj energie pro výrobu chladu.
V malém měřítku se spalinové výměníky používají i v domácnosti. Na kouřovod pro kamna/kotel lze dodatečně naisnstalovat výměník tepla, který dodatečně zchladí spaliny a teplo je využito pro vytápění místnosti.
U kondenzačních kotlů je spalinový výměník nainstalován již z výroby. Kotel tak obsahuje dva výměníky. Jeden teplovodní, kdy je ohřívána voda přímo plamenem nad hořákem, druhý teplovodní v kaskádě nainstalovaný výstupu z kotle/komínu, kdy jsou spaliny ochlazeny i pod 30°C. Bod kondenzace zemního plynu je mezi 50-55°C, nad tuto teplotu nedochází ke kondenzaci spalin.
Spalinový výměník na spalinách o teplotě 500°C a výkonu 460 kW. Využití odpadního tepla bioplynové stanice.
Měrné ceny, úspory, návratnosti
| Orientační cena |
Pro malé aplikace (domácí kotle) – výměník spaliny/vzduch stojí v řádu 1000-3000 Kč podle designu.
Pro větší aplikace pro průmysl je cena velmi individuální podle typu procesu, výkonu a dalšího využité tepla. Například aplikace využití odpadního tepla z bioplynové stanice v Kladrubech u Radnic stála v řádu 25 mil. Kč se státním příspěvkem 11 mil. Kč. Součástí je výměník 460kW, akumulační nádoby 32 m3, cca 4km předizolovaného potrubí a 46 domovních předávacích stanic |
| Ostatní náklady | Kontrola výměníku, případné čištění |
| Cena uspořené energie | Záleží na tom, jaké teplo z jakého zdroje, odpadní teplo nahrazuje. Pokud ze zemního plynu, úspora je cca 1-1,3 Kč/kWh |
| Návratnost investice | Záleží za ceně tepla, které by se jinak muselo vyrobit a roční kalkulaci využitelnosti odpadního tepla |
Spočtěte si sami
Pro kalkulaci využitelnosti odpadního tepla ze spalin nebyl dohledán žádný dostupný výpočetní nástroj.
Pro kalkulaci je třeba znát teplotu spalin, součastnost - tedy kolik hodin denně/týdně/měsíčně/ročně zdroj produkuje spaliny o určité teplotě. Pro výpočet výkonu výměníku je pak také třeba znát průtok spalin kouřovodem.
Výhody, nevýhody, mýty
Silné stránky
- Odpadní teplo, které by jinak nebylo využito, je přes výměník dále využito pro vytápění, přípravu teplé vody aj.
- Úspora dodané energie na vytápění aj.
- Možná vyrábět z odpadního tepla chlad – viz absorpční chlazení či trigenerace
- U větších aplikací lze získat topnou vodu celoročně do 100°C.
Příležitosti
- Na využití odpadního tepla lze získat státní podporu jak v podnikatelském sektoru, tak ve veřejném pro města a obce (např. u bioplynových stanic)
Slabé stránky, hrozby
- Výměník a potrubí za výměníkem je potřeba instalovat nerezový díky agresivnímu kondenzátu
- V případě vzniku kondenzátu není možné kondenzát vypouštět přímo do kanalizace, ale před neutralizační nádrž ředit v poměru, který dovoluje správce kanalizace
- Nutno pravidelně čistit výměník a spalinovou cestu. Směs tuhých částic ve spalinách a kondenzát mohou vytvořit nadměrnou tlakovou ztrátu pro průchod spalin. U bioplynových stanic se pak používají tzv. žáruvzdorné výměníky tepla.
- Při návrhu výměníku je dodržet nízkou tlakovou ztrátu na spalinové cestě (výměník s malým odporem v řádu 5-10Pa) aby se zdroj tzv. nedusil
Mýty
- Spalinové výměníky media nazývají jako obnovitelný zdroj energie. V případě, že je zdrojem/palivem bioplyn, pak je samotná
Související úsporné opatření
Bioplynová stanice
Výměníky na vysokopotenciální teplo z lakoven
Dotační potenciál
| Rodinné domy | Pro malé výkony se dělají levné spalinové výměníky na domácí kamna/kotle ve variantě spaliny/vzduch. Některé kotle na tuhá paliva 5. emisní třídy s vysokou účinností mají tyto výměníky zabudované již v sobě a využívají teplo spalin na maximum |
| Bytové domy | Spíše nerelevantní. Pro menší bytové domy platí dtto co pro rodinné domy |
| Školská zařízení | Spíše nerelevantní |
| Administrativní budovy | Nerelevantní |
| Hotely | Nerelevantní |
| Obchodní centra | Nerelevantní |
| Sklady | Nerelevantní |
| Výrobní podnik | Relevantní všude tam, kde není využito odpadní teplo z technologie, výrobních procesů aj. Podnikatelé mohou žádat o státní příspěvek z Operačního programu podnikání inovace pro konkurenceschopnost. |
| Zemědělský výroba | Relevantní všude tam, kde není využito odpadní teplo např. z bioplynové stanice aj. Podnikatelé mohou žádat o státní příspěvek z Operačního programu podnikání inovace pro konkurenceschopnost. |
| Těžký průmysl | Relevantní všude tam, kde není využito odpadní teplo z technologie, výrobních procesů aj. Podnikatelé mohou žádat o státní příspěvek z Operačního programu podnikání inovace pro konkurenceschopnost. |
Termíny a definice
| Nejpoužívanější pojmy | popis | jednotka |
|---|---|---|
| Bioplyn | Hořlavý plyn, který se vyrábí z odpadu některých zemědělských, potravinářských a jiných provozů nebo z biomasy rostlinného původu. Skládá se zejména z metanu (CH4) a oxidu uhličitého (CO2). | |
| Bioplynová stanice | Bioplynové stanice zpracovávají širokou škálu materiálů nebo odpadů organického původu prostřednictvím procesu anaerobní digesce bez přístupu vzduchu v uzavřených reaktorech. Výsledkem procesu je bioplyn, který je zatím nejčastěji využíván k výrobě elektřiny a tepla, a dále digestát, který lze použít jako kvalitní hnojivo (obdoba kompostu). Bioplynové stanice zpracovávají mimo vedlejších zemědělských produktů i průmyslové a komunální bioodpady. Bioplynové stanice mohou být zemědělské, kde bývá nejčastěji provozovatelem větší zemědělský podnik, nebo stanice komunální a průmyslové související s čistírnami odpadních vod, kde bývá provozovatelem např. město či průmyslový podnik. Do kategorie bioplynových stanic se ještě řadí skládkový plyn, který je řízeně produkován a jímán ze skládek odpadů. | |
| BPS | Bioplynová stanice | |
| 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. | |
| Výměník tepla | Založen na principu, kdy horká voda protéká potrubím přes studenou vodu a odevzdá přitom studené vodě teplo a zároveň se ochladí. | |
| Žáruvzdorný výměník | Výměník tepla s vysokou odolnosti a snadnou čistitelností. Používá se například jako spalinový výměník na kotle/zdroje na tuhá paliva např. u bioplynový stanic, kde lze přes tento výměník ze spalin získat aditivní odpadní teplo |
