Рекуперація та розподіл тепла при оптимальних температурах
"Просто зроби це" та заощадь 50 %
Коли комерційне охолодження, попит на опалення та традиційно встановлені системи збігаються, зазвичай варто звернути на це увагу. За певних умов існує значний потенціал для економії первинної енергії. Так сталося в магазині SPAR у Райхрамінгу поблизу Штайра. Нагорода: нагородження орденомНагорода "Енергетичний глобус" Верхня АвстріяКінець минулого року.
Будь-яке переобладнання заводу можна перетворити на "докторську дисертацію". Однак часто проект вже не обговорюється ще до того, як буде визначена його доцільність. Або ви починаєте і робите його. Тому що багаторічний досвід, правильні оцінки та здоровий глузд часто є найкращими порадниками.
Рис. 1: Рейчреймінг магазину SPAR
Попереду ще більше
"У нашому випадку шальки терезів перехилилися через несправний циркуляційний насос", - згадує старший Гаральд Ландерль. Його дружина Марія вже 37 років керує єдиним продуктовим магазином у Райхрамінгу, Верхня Австрія. Вони обоє живуть там так само довго, як і їхній син Харальд зі своєю сім'єю сьогодні. "Наш відомий інженер-теплотехнік Раймунд Ашауер завітав до нас і скористався можливістю все оглянути. Його висновок: "Гаральде, ти можеш щось витягти зі своєї системи".
Гаральд Ландерл спочатку вагався. Адже заощаджувати гроші завжди означає спочатку інвестувати. Це сталося у великому масштабі 10 років тому. На той час магазин збільшився майже вдвічі до теперішньої площі 416 м². Було встановлено пелетний котел потужністю 55 кВт та нову холодильну систему потужністю 45 кВт. Відтоді невелика частина відпрацьованого тепла конденсатора холодильної системи час від часу нагрівала невеликий басейн на терасі. Однак більша частина теплової енергії втрачалася в навколишнє середовище, як це відбувається з багатьма комерційними холодильними системами. Насправді, тут можна було дещо виграти.
Рис. 2: Марія та Гаральд Ландерл просто обожнюють нову концепцію опалення в їхньому магазині SPAR.
Ашауер помітив ще одне "слабке місце". З моменту переобладнання 9 років тому будинок сина, який розташований вище, був з'єднаний з тепловим пунктом для магазину і батьківського будинку трубою довжиною близько 20 метрів. Це був роздільний опалювальний контур, оскільки через відстань і, перш за все, перепад висот у 22 метри, між ними довелося встановити теплообмінник. Розумна ідея. Однак відтоді перемикання між двома опалювальними контурами відбувалося вручну. Це було не дуже зручно і часто означало невиправдано високу тривалість роботи системи опалення на пелетах. Буферної ємності для зберігання не було. Безумовно, і тут є можливості для оптимізації.
Потім відбувався розподіл тепла в цеху та житлових приміщеннях за допомогою радіаторів, теплої підлоги та стельових радіаторів. Оскільки вся гідравлічна мережа під'єднана лише до одного теплового пункту, бажані температури потоку досягалися шляхом додавання холодної води та її розподілу за допомогою циркуляційних насосів. Так відбувається і сьогодні в незліченній кількості установок. Ефективне, але все ще практиковане знищення енергії.
50 відсотків можливо
Рис. 4: Пелетний котел теплопостачальника
Рис. 3: Буферний циліндр з теплообмінником
Рис. 5: Система охолодження
З цими висновками Раймунд Ашауер разом зі своїм партнером Альбертом Коппенбергером сіли за стіл переговорів. Після початкової приблизної оцінки вони змогли повідомити Харальду Ландерлю хороші новини: "Якщо ми об'єднаємо відпрацьоване тепло з холодильної системи, встановимо буферний накопичувач, переобладнаємо гідравлічну систему на змішувачі rendeMIX від Baunach і оснастимо всю систему опалення сучасною системою управління, то можна приблизно вдвічі скоротити річне споживання пелет". Це були слова! Оскільки очікувана амортизація від переобладнання, згідно з початковими розрахунками, також становила близько семи років, підприємець Ландерл не роздумуючи зробив замовлення. Зрештою, атрибути "захист навколишнього середовища" та "економія ресурсів" є дуже важливими для кваліфікованого виробника інструментів і допомогли йому прийняти рішення.
Рис. 6: Хольгер Мюллер пояснює функції rendeMIX у будинку 1 (ідентичний другий мікшер 2×4 тепер висить у будинку молодшого).
Два творці за роботою
Компанія Aschauer and Koppenberger (A&K) розробила складну систему, гідравлічну схему та схему управління. Подальше обговорення з компанією Hauser було позитивним і призвело до того, що постачальник холодильних агрегатів і холодильних технологій встановив модуль теплообмінника на новому буферному резервуарі, виготовленому на замовлення A&K. Відтоді він використовується для зберігання відпрацьованого тепла конденсації з холодильного контуру. Відтоді він використовується для відведення тепла конденсації, що утворюється в холодильному контурі, і подачі його безпосередньо в буфер при температурі від 45 до 50°C. Оскільки холодильна система супермаркету повинна працювати цілий рік, майже не існує фаз без відведення тепла. Однак, якщо відпрацьованого тепла від холодильної системи недостатньо для створення необхідної температури зберігання, тільки тоді пелетний котел повторно нагріває двошаровий буферний бак ємністю 2200 літрів. А якщо відпрацьоване тепло не потрібне, встановлений осьовий конденсатор холодильної системи все ще доступний для викиду в зовнішнє повітря.
Нові гідравлічні провідники
Очікувалося, що цей захід сам по собі призведе до значної економії. Другий великий потенціал полягав у розподілі та буферизації тепла. Раймунд Ашауер згадав про семінар, організований компанією HG Baunach GmbH. Хольгер Мюллер представив rendeMIX у Вельсі. Багатоходовий змішувач, який ідеально підійшов. "Коли йдеться про ефективне з'єднання радіаторів і теплої підлоги, наша запатентована система забезпечує найкращі результати", - каже Мюллер.
Рис. 7: Успішні партнери проекту (зліва направо): Хольгер Мюллер, Харальд Ландерль-молодший, Альберт Коппенбергер, Раймунд Ашауер.
"Зворотний потік радіатора стає потоком для трубних змійовиків у підлозі. Інтелектуальне керування в змішувачі 2×4 забезпечує точне дотримання співвідношення змішування та температури. "Ще один плюс: всмоктувальний циркуляційний насос для змішувального контуру вже інтегрований в установку. Гідравлічні розподільники, датчики або додатковий модуль керування також не потрібні. "Можна сказати, що rendeMIX стає провідником всієї гідравлічної системи", - говорить Мюллер, вражаюче підсумовуючи переваги.
Конверсія всього за чотири тижні
Роботи розпочалися в серпні 2014 року. А завершилися вони всього за чотири тижні. Двошаровий буферний циліндр, утеплений овечою вовною, був встановлений в котельні, яка знаходиться в господарській будівлі між двома житловими будинками (див. схему).
Рис. 8: Спрощена схема всього опалювального контуру, проілюстрована з використанням реальних умов на об'єкті
Компанія Hauser з'єднала сторону гарячого газу компаунд-системи з модулем теплообмінника. Оскільки для цього холодоагент має бути викачаний і заправлений, потрібна спеціалізована холодильна компанія. Потім у підвалах кожного з двох житлових будинків було встановлено rendeMIX DN25 2×4 RH35 і підключені з боку подачі/обратки до системи теплопостачання, а також до радіаторних контурів і контурів теплої підлоги. При цьому три циркуляційні насоси стали зайвими. Фахівець з електротехніки Альберт Коппенбергер запропонував геніальну концепцію системи керування. Завдяки вільно програмованим UVR-контролерам від виробника Technische Alternative, Амалієндорф, вся система опалення тепер інтелектуально об'єднана в мережу.
Рис. 9: Новий UVR-регулятор у котельні
Це зробило ручне втручання зайвим. Замість цього теплова енергія ефективно генерується і буферизується на стороні генератора згідно з логічною функцією, і тільки тоді переміщується туди, де вона необхідна. Температура подачі для всіх опалювальних контурів тепер знижена до такої міри, що не втрачається комфорт, а додається лише стільки теплової енергії, скільки потрібно. Це забезпечується двома змішувачами rendeMIX. Система керування з погодною компенсацією гарантує, що жодна кімната не охолоджується занадто сильно, навіть вночі. Тому вода в опалювальних контурах постійно циркулює при температурі від 38 до 40 °C. Якщо одному з двох котлів у житлових будинках потрібна вища температура між 6 ранку та 10 вечора, потік на короткий час збільшується до 55 °C, а потім знову зменшується, коли накопичувальний бак заряджається. Лише котел в універмагах підігрівається електрично, щоб підтримувати температуру, необхідну за санітарними нормами.
Рис. 10: Красиве підтвердження далекоглядної ідеї. Альберт Коппенбергер з сертифікатом нагороди "Енергетичний глобус", Верхня Австрія.
Очікувана економія в наявності
Те, що Ашауер і Коппенбергер не обіцяли занадто багато, було зрозуміло вже під час інспекції заводу наприкінці лютого 2015 року. "З моменту встановлення пелетного котла дев'ять років тому я завжди замовляв паливо двічі на рік, - згадує Гаральд Ландерл, - 13 тонн у вересні і ще 10 тонн у лютому. А тепер подивіться, скільки ще залишилося після першої поставки з вересня 2014 року". Погляд на магазин дає уявлення про те, що він все ще заповнений трохи менше, ніж наполовину. "Мені не доведеться замовляти більше до кінця опалювального періоду 2014/15 року. І, мабуть, навіть залишиться ще трохи, так що фактично буде зекономлено від 10 до 12 тонн пелет". Це означає, що реальність дуже близька до оцінки 501ТП3Т, яка була зроблена на початку проекту. Майже точне приземлення.
Позитивний висновок
Підбиваємо підсумки: Рівень відпрацьованого тепла холодильної системи може бути розумно використаний для опалення та приготування гарячої води, якщо тепло потрібно одночасно. Інтелектуальне керування - це ключ до теплопостачання, орієнтованого на попит. А змішувач rendeMix запобігає втраті тепла в опалювальних контурах з різною температурою потоку. Поєднання цих заходів дозволило SPARMarkt Landerl заощадити близько 50 відсотків енергії та витрат, а два інженери Ашауер і Коппенбергер отримали спеціальну нагороду Energy Globe Award Upper Austria 2014 в категорії "Пожежна безпека". Ще раз вітаємо всіх, хто брав участь у цьому проекті, з тим, що він став справжнім показовим проектом, який було просто реалізовано.
rendeMIX може більше
Окрім з'єднання контуру високої та низької температури, як у прикладі SPARMarkt Landerl, чотириходовий змішувач rendeMIX можна також підключити безпосередньо до стратифікованого буферного резервуару. Це дозволяє здійснювати двозонне заряджання та розряджання. Перевага полягає в тому, що гаряча, холодна та змішана вода (завдяки зворотному використанню) надходить і витікає тільки з відповідних зон. Це створює захисний екран у центрі буфера. Таким чином підтримується стратифікація в накопичувальному баку. На додаток до ефективного завантаження, rendeMIX також ефективно розвантажує балон. Це означає, наприклад, що час роботи сонячних систем або невеликих когенераційних установок можна економічно продовжити. А оскільки зворотний потік від радіаторів стає потоком для теплої підлоги, вода повертається назад до масляного або газового конденсаційного котла холоднішою. Це призводить до утворення більшої кількості конденсату, і більше тепла конденсації з димових газів досягає води для опалення. Це ефективно економить первинну енергію.
Ахім Фромман
PR-майстерня NutzWort
Засбах (Німеччина)
Завантажити технічну статтю у форматі PDF
