Témata
Reklama

Klimaticky neutrální tepelná čerpadla s přírodními chladivy

18. 11. 2009

Tepelná čerpadla soukromého sektoru mají jako zdroj energie geotermální energii a vzduch prostředí. Naproti tomu velká průmyslová tepelná čerpadla užívají odpadní teplo z klimatizace a chlazení, odpadní procesní vzduch či vodu o vyšší teplotě. Ohřejí vodu více při stejném vstupu energie, rozšíří aplikace a omezí emise CO2.

Pro ekologickou atraktivitu tepelných čerpadel (TČ) začali výrobci více používat přírodních chladiv: čpavku, CO2 a vody jako pracovních médií. „Vedle klimatické neutrality mají mimořádné termodynamické vlastnosti a lepší ekonomiku.  Již přes 100 let představují spolehlivé a bezpečné chlazení. S významem účinnosti užití energie a ochrany zdrojů využívají tepelná čerpadla stále více potenciálu přírodních chladiv," říká Monika Wittová, předsedkyně Eurammon - evropské iniciativy pro přírodní chladiva.

Superlativy čpavkových tepelných čerpadel

V největší švýcarské budově, třídírně pošty v Mülligenu u Curychu, instalovala společnost Johnson Controls jedno z největších evropských čpavkových TČ pro vytápění a chlazení energií nízkoteplotního odpadního tepla čistírny odpadních vod potenciálu 266 GWh/rok. Kapacita TČ pro chlazení je 4,3 MW a pro vytápění 5,6 MW s teplotou vody na výstupu 62 °C. Asi 50 % energie dává upravovaná voda a 30 % odpadní teplo (OT) klimatizace budovy. Pokud se nevytápí, užívá systém vytápění/chlazení k chlazení v chladicím zařízení odpadní vodu. To platí zvláště v létě, kdy chlazení třídicích systémů vyžaduje až 4,9 MW.

Primární chlazení užívá třípístové kompresory Sabroe, jeden SMC 112 a dva SMC 116, pro výpar čpavku při 5 °C a kondenzaci při 30 °C. Kompresory se používají pro chlazení bez užití OT a pro vytápění, kde 5 vysokotlakých kompresorů Sabroe HPC 108 stlačí čpavek ze 30 °C na teplotu nasycení 65 °C. Po stlačení se kapalina podchladí a dvoustupňově rozepne přes vloženou tlakovou nádobu. Faktor COP bez podchlazení je 3,97. Spuštění systému v roce 2007 snížilo spotřebu fosilních paliv o 85 % a emise CO2 o 3 400 t ročně.

Reklama
Reklama
Reklama
Tepelné čerpadlo Frigopol KWSR723 pracující se superkritickým CO2

CO2 pro chlazení a vytápění

Tepelné čerpadlo Envitherm voda/voda se superkritickým CO2 vyvinul Star Refrigeration. Zajišťuje vysoce účinné chlazení a užívá OT k výrobě teplé vody. Při chlazení ochladí TČ vodu z 12 °C na 6 °C výkonem 41 kW s COP nad 3. Při vytápění ohřívá vodu deskový výměník chladiče tepla kompresorů z 10 °C na 70 °C výkonem 50 kW s COP nad 4.

Pro nová a starší TČ jsou ideální obvody s přípoji chlazené vody/glykolu a teplé vody v závodě s čerpadly vody k ochraně vůči ztrátě tlaku u výparníku a chladiče plynu. Pro zvýšení kapacity se spojují paralelně nebo do série. TČ pracují s náplní 25 kg CO2 a vyžadují jen přípojky vody a proudu. Hodí se k ohřevu teplé vody do zásoby a pro okamžitý odběr potravinářství, hotelů, kanceláří, nemocnic aj.

Potenciál ochuzování ozonové vrstvy (ODP) a globální potenciál ohřívání země (GWP) emisemi chladiv

Tepelná čerpadla s přírodním chladivem R723

Od ledna 2009 nabízí Frigopol průmyslová TČ vzduch/voda s přírodním chladivem R723 - směs 60 % hm. čpavku a 40 % hm. dimetyleteru. Při kapacitě 24 kW dodává systém 45 °C teplou vodu k vytápění a 65 °C teplou procesní vodu. Hlavní částí TČ s náplní 3,5 kg R723 je kompresor s měničem frekvence plynule ovládajícím kapacitu mezi 50 a 100 %. Průtok konstantně teplé vody je řízen rychlostí kompresoru. Pracuje s tepelnou křivkou sledující venkovní teplotu a s COP 4,2 A7/W35 je velmi efektivní. Má elektromotor chlazený vodou, následně odváděnou do okruhu teplé vody. Speciální stator má vinutí chladicích trubek kolem motoru. K odmražení výparníku slouží teplý tlakový plyn, takže se neodebírá teplo z horké vody. Kompaktní zvukotěsná TČ se instalují mimo budovu. Typickými zákazníky jsou bytové podniky a menší podniky.

 

Podpora EU

"Příklady ukazují, že výrobci již pracují na schůdných koncepcích," říká  Monika Wittová. "Další popud k inovacím technologie se čeká od směrnice EU z června t. r., o podpoře obnovitelných energií, která poprvé uvádí TČ  jako zdroje energie."

-ab-

Reklama
Vydání #11
Kód článku: 91106
Datum: 18. 11. 2009
Rubrika: Výroba / Ekologie
Autor:
Firmy
Související články
Jak efektivně využívat vodu? 85 % českých firem s ní plýtvá

Statisíce až miliony korun ročně – takovou ztrátu může firmám způsobit nedostatečná péče o vodu v průmyslových odvětvích napříč spektrem. Podle společnosti Aquarex Waterprofit, která se specializuje na řešení pro úpravu a management vody, přitom čirou tekutinu koncepčně neřeší valná většina českých společností – 85 % procent z nich s ní plýtvá. Velké ztráty v tomto směru hlásí chemický, energetický či potravinářský průmysl, ale i strojírenství.

Energetická náročnost obráběcích strojů, část 3: Inteligentní technologie

Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a  napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Smyslem předkládané trilogie článků není rozklíčovat současný stav a doporučit řešení, ale z pohledu konstrukce a provozu výrobních zařízení představit řešení firem, které primárně nehledí na byznys, ale na budoucnost naší planety.

Energetická náročnost obráběcích strojů, část 2: Vliv výrobních strojů

Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Navíc zde hrají roli politika a byznysové zájmy, a tak je velmi obtížné se ve všech, často protichůdných, informacích vyznat.

Související články
Energetická náročnost obráběcích strojů, část 1: Obecný úvod do problematiky

Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Navíc zde hraje roli politika a byznysové zájmy a tak je velmi obtížné se ve všech, často protichůdných, informacích vyznat.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Ocelové město a CO2

Co Jules Verne nemohl tušit… Nebo mohl? Zlého profesora nechává umřít na zadušení kysličníkem uhličitým…

Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 1. část

S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

Úspory naruby - Obraťme toky řek

Při útlumu uhelných a jaderných elektráren a s nárůstem podílu obnovitelných zdrojů energie, především slunce a větru, nastal problém s přenosem a akumulací jejich elektrického výkonu mimo špičku zatížení elektrizační sítě. Tento problém však mohou i v Česku do značné míry a levně vyřešit stávající vodní díla (přehrady, jezy a hráze včetně turbín a kanálů a regulací) s využitím stávající přenosové soustavy.

Úspory naruby - Lži o úsporách v domácnostech

Poté, co již máme jasno, jak je to s úsporou v případě úsporných světelných zdrojů. Víme čím, jak a kde svítit, přinášíme další díl seriálu Úspory naruby. Tentokrát se podíváme na zoubek spotřebičům v domácnosti.

Úspory naruby - Zákaz výroby a dovozu halogenových žárovek

Pod tímto nadpisem redakce připravila sérii zásadních článků o odvrácených stranách tzv. úspor, jejichž skutečné výsledky jsou často přinejmenším sporné.

Urychlete svoji digitální transformaci

Jak může strategie digitální transformace, jejíž součástí je přechod na moderní distribuovaný řídicí systém, pomoci výrobcům dosáhnout vyšší produktivity, ziskovosti a snížit rizika? To se dozvíte, pokud se začtete do následujících řádek.

Odlehčovací optimalizace 3D tištěné frézy

Vývoj v oboru obrábění se tradičně potýká s mimořádným dynamickým zatížením soustavy na straně jedné a požadavky na přesnost a produktivitu obrábění na straně druhé. Nalezení takové konstrukce nástroje, která odolá extrémním provozním podmínkám, a přitom umožní proces obrábění urychlit, může vést k zefektivnění výrobního procesu. Příkladem toho může být vývoj odlehčené frézovací hlavy. Dosavadní konstrukce obráběcích nástrojů vycházely z jednolitých plných tvarů zaručujících vysokou tuhost na úkor dynamických vlastností nástroje. Změnou vnitřní struktury je však možné najít optimum mezi těmito protichůdnými požadavky.

Jak zvýšit produktivitu?

Každý výrobní ředitel řeší otázku, jak navýšit produktivitu výroby, aniž by utrpěla její kvalita. Před stejným problémem jsem stál i já, když jsem před osmi lety začal řídit výrobu české části společnosti Colop, produkující razítka a ruční tiskárny. Níže nabízím několik tipů, jak se dá pomocí opatření ve výrobě navýšit produktivita - a v důsledku i obrat - o více než 100 %. Věřím, že většina těchto v praxi vyzkoušených rad bude užitečná i pro řadu jiných průmyslových oborů, než je výroba našeho typu.

Plasty pomáhají modernizovat strojírenství

S pokračujícím vývojem nových materiálů se mění i materiálová skladba strojírenských výrobků a zařízení. V současné době si již nelze rozvoj téměř všech strojírenských odvětví bez použití plastových materiálů představit. Vývoj pak ukazuje, že plasty budou hrát ve strojírenství stále významnější úlohu.

Tvoříme historii vodního paprsku

Každá investice do podniká je spojena s velkým očekáváním. Jistou dávku důvěryhodnosti ve správnou investice může dávat také historie firmy i samotné technologie. Technologie řezání vysokotlakým vodním paprskem Flow slaví v tomto roce již 50 let, resp. 40 let v případě abrazivního vodního paprsku.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit