Příklady získávání energie z odpadní a technologické vody, odpadního vzduchu a netradičních zdrojů nízkopotenciální energie.

1. Využití odpadního tepla
a netradičních nízkopotenciálních
zdrojů energie pomocí tepelných čerpadel
Ing. Jakub Kirchner, Ing. Marek Bláha, Tepelná čerpadla IVT, červen 2014

2.  Klasické způsoby získávání tepla
pro tepelná čerpadla
 Netradiční zdroje nízkopotenciální
energie
 Technická omezení získávání
nízkopotenciálního tepla
 Dosažitelné úspory
 Příklady realizací
Obsah

3. Klasické zdroje nízkopotenciální energie - vzduch
 Nejpoužívanější systém
 Výkon závislý na venkovní teplotě
 COP závislý výrazně na venkovní teplotě
 Příklad
 Gymnázium PORG
 Tepelná čerpadla vzduch/voda
 184 kW (-15°C)

4. Klasické zdroje nízkopotenciální energie - vrty
 Stabilní zdroj tepla
 Neovlivněný venkovní teplotou
 Vysoký topný faktor
 Může být 100% monovalentní
 Vrty pod objektem nebo v jeho okolí
 Zdroj tepla i chladu (volné chlazení)
 Příklad
 VŠB Ostrava budovy AULA a FEI
 30 000 m vrtů
 1 750 kW maximální výkon TČ (10/45)

5. Klasické zdroje nízkopotenciální energie - plošné kolektory
 Stabilní zdroj tepla
 Minimálně ovlivněný venkovní teplotou
 Vysoký topný faktor
 Může být 100% monovalentní
 Potřebná velká plocha volného pozemku
 Zdroj tepla i chladu
 Příklad
 Golf klub Kunětická hora
 15 000 m2 kolektoru pod hřištěm
 Rozměry kolektoru 124 x 135 m
 280 kW výkon TČ

6. Klasické zdroje nízkopotenciální energie - ostatní
 Energetické piloty
 Pouze pro topení /chlazení
 Vyrovnávací zásobník tepla
 Spodní voda
 Levný zdroj – nutná náročnější údržba
 Geotermální voda
 Spodní voda s teplotou nad 15°C
 Povrchová voda
 PE výměníky položené na dně

7. Netradiční zdroje nízkopotenciální energie - vzduch
 Technologické odpadní teplo
 Umístění výparníku TČ přímo do místnosti s
odpadním teplem
 Výměníky vzduch/voda (sahary)
 Odběr tepla z výměníků ve větracích VZT
jednotkách
 Odpadní vzduch z řízeného
větrání
 Standardní řešení: rekuperační výměníky bez TČ
 Systém „výměník / TČ / výměník“ pro rekuperaci
větracího vzduchu když není přívodní a odvodní
VZT potrubí v jednom místě
 Podzemní prostory, sklepy
 Výměníky odolné proti kondenzaci vlhkosti
Rekuperace energie Madeta Krumlov
- Teplo ze sklepů

8. Příklady
 Odpadní vzduch – AVÍZO Zliv
 Odpadní teplo z pecí při výrobě plastů
 Teplota ve výrobní hale pod stropem až 50°C
 Odběr tepla výměníky pod stropem (Sahary)
 Teplota primárního okruhu TČ 10 – 15°C
 Využití tepla - podlahové vytápění administrativní
budovy (teplota topné vody do 45°C), ohřev TV
 Výkon tepelného čerpadla 45 kW, COP 4,8
 Podzemní prostory – Madeta
Krumlov
 Vzduch ve sklepích pro zrání sýrů
 Teplota vzduchu 7,5 - 10°C
 Výměník z PE potrubí 40 x 3,7 – cca 1 000 m
 Teplota primárního okruhu TČ 4 – 5°C
 Využití tepla - radiátorové vytápění budovy (55°C),
ohřev TV
 Výkon tepelného čerpadla 18 kW, COP 4 (5/45)
Rekuperace energie Madeta Krumlov
- Detail provedení výměníku

9. Netradiční zdroje nízkopotenciální energie - voda
 Odpadní užitková
 Objekty s vyšší spotřebou teplé vody (hotely,bytové
domy)
 Oddělení vody z koupelen a vody z WC – jednodušší
řešení výměníků
 Odběr tepla stěnou kanalizačního potrubí
 Odpadní bazénová
 Kontinuální výměna bazénové vody – ideální podmínky
pro rekuperaci
 Odpadní technologická
 Vyšší teploty, vícestupňová rekuperace
 Důlní a průsakové vody
 Rekuperace? Obnovitelný zdroj?
 Nutné čerpání z technologických důvodů – rekuperace
Přehrada Josefův Důl
- Energie z průsakové vody

10. Příklad
Výrobní hala BOSCH – České Budějovice
 Topný výkon 600 kW
 Technologická voda z výrobního procesu 25°C
 Odběr tepla přímo přes výparníky TČ
 Výstupní teplota tepelných čerpadel až 65°C
 Flexibilní modulové řešení tepelného čerpadla
(postupné navyšování výkonu, podle rozšiřování
výroby)
 Tepelná čerpadla rozdělena na dva samostatné
zdroje tepla s různou výstupní teplotou kvůli
dosažení vyššího COP
 Výstupní teplota 45°C - COP 5,5
 Výstupní teplota 55°C - COP 4,5

11. Příklad
 Důlní vody - DIAMO důl Jeremenko
OSTRAVA
 Nutné přečerpávání důlních vod z důvodu
udržení hladiny spodní vody
 Voda musí být čerpána i po ukončení
těžebních prací
 Teplota vody 26 - 29°C
 Odběr tepla přes deskové výměníky
 Výstupní teplota z TČ 65°C
 Nyní využito 91 kW pro ohřev TV a vytápění
 Potenciál lokality 10 MW

12. Netradiční zdroje nízkopotenciální energie - ostatní
 Teplo využitelné k rekuperaci
naleznete téměř všude:
 Řízených kvasných procesů při výrobě
vína
 Chlazení mladiny, kvasných a
ležáckých tanků při výrobě piva -
tepelná čerpadla pivo/voda:-)
 Kondenzační teplo ze stávajících
chladících jednotek
 Hydraulické systémy (Národní divadlo)
• Hydraulika pro jeviště
• Původně chlazeno průtočně pitnou vodou
• Instalace tepelného čerpadla voda/voda
• Využití odpadního tepla pro předehřev TV
Rekuperace energie Národní divadlo
- Teplo z hydrauliky jeviště

13. Technická omezení získávání nízkopotenciálního tepla
 Možnost využití energie z odpadního tepla
 Odběr energie v dosažitelné vzdálenosti od zdroje
 Odpovídající výstupní teploty spotřebiče a zdroje
 Výstupní teplota z tepelného čerpadla
 chladiče v režimu tepelného čerpadla 50°C
 běžná tepelná čerpadla 55°C
 kvalitní tepelná čerpadla 62 - 65°C
 vysokoteplotní 80°C
 vysokoteplotní - v praxi 100°C
 vysokoteplotní - ve vývoji 150°C (určeno pro technologie v
průmyslu)
 Vstupní teplota do TČ (voda/voda)
 Standardní tepelné čerpadlo max. 20°C
 Některá tepelná čerpadla max. 30°C
 Vysokoteplotní tepelná čerpadla nad 30°C
Rekuperace energie Madeta Krumlov
- Teplo ze sklepů

14. Výměníky
 Klíčový prvek při využití odpadního tepla
 Účinnost získávání tepla
 Čistění a údržba
 Využití standardních výměníků
 Sahary pro odběr odpadního tepla ze vzduchu
 Rozebíratelné deskové výměníky pro vodu bez
nečistot
 Speciální výměníky
 Pro hodně znečistěnou odpadní vodu (s promýváním)
 Kanalizační potrubí se zabudovaným výměníkem
 Atypické výměníky (PE potrubí atd.)
Rekuperace odpadní užitkové vody
- Hotel WEBER Bedřichov

15. Dosažitelné úspory
 Doba provozu systému rekuperace
 Souběh získávání rekuperované energie a jejího využití
 Využití důlních vod pro ohřev teplé vody (ideální případ kdy je zdroj k dispozici neustále a
využití tepla je celoroční díky každodennímu třísměnnému provozu)
 Rozdíl vstupní a výstupní teploty
 Čím nižší rozdíl teplot, tím vyšší úspora
 Čím vyšší teplota zdroje, tím vyšší výkon tepelného čerpadla a vyšší COP
 Změna výkonu a COP u tepelného čerpadla
Vstup Výstup Výkon COP
0°C 45°C 26 kW 3,2
15°C 45°C 37 kW 4,8
20°C 45°C 43 kW 5,4
30°C 45°C 49 kW 6,1

16. Tepelné čerpadlo / chladič s funkcí topení?
Tepelné čerpadlo Chladič s funkcí topení
Topný faktor Vyšší o 10 – 20 %
Výstupní teplota 62 – 65°C 52 – 55°C
Odhlučnění, vibrace Součástí konstrukce Stavební úpravy
Výroba / dostupnost ND Sériová / skladem Kusová / na objednávku
Záruky Standard 5 let Standard 2 roky
Revize chladiva NE ANO
Regulátor s funkcí pro
vytápění
ANO NE

17. Příklady realizací
AQUAPARK Čestlice
 312 kW (bazénová voda)
D PLAST Zlín
 420 kW (chladící voda z lisů)
Šlechtitelská stanice Velké Pavlovice
 28 kW (řízené kvašení vína)

18. Ruský přístup k rekuperaci energie:
Atomovo tepelně čerpadlová teplofikace Petrohradu
 100 MW odpadního tepla z chladících věží jaderné elektrárny
 Teplota primárního zdroje 26°C, výstupní teplota 100°C
 Vzdálenost zdroje tepla a spotřeby - 100 km

19. Ing JAKUB KIRCHNER
kirchner@ivtcentrum.cz
DĚKUJI ZA POZORNOST