Sanitarne toplotne črpalke – prednosti in slabosti

Uporaba industrijskih toplotnih črpalk v velikih in kompleksnih aplikacijah ter procesih dandanes ni več nov pojav. Toplotne črpalke v industrijskih aplikacijah so namenjene izkoriščanju vzporedne potrebe po ogrevanju in hlajenju, in sicer tam, kjer odpadna toplota iz enega procesa postane vir energije za drugega.

Veliko je govora o tem, da so toplotne črpalke postale središče internega energetskega cikla, kjer premoščajo razlike med presežki energije in povpraševanjem po njej. Ker toplotne črpalke potrebujejo zelo malo pomožne energije, so zelo učinkovite. Uspešna vgradnja tehnologije toplotnih črpalk v industrijskih procesih zahteva več projektiranja, saj je končni izdelek skoraj vedno prilagojen posebnim zahtevam sistema, kjer je vgrajen. Prav zaradi tega je tesno sodelovanje med naročnikom in ponudnikom nujno potrebno. Začne se že pri načrtovanju in se konča pri zagonu ter vzdrževanju. To lahko delno pojasni, zakaj ta segment toplotnih črpalk kljub izjemno uspešnim projektom, ni tako poznan.

Se pa lahko s tovrstnimi uspešnimi projekti pohvalimo v Sloveniji. V podjetju Termo Shop imamo na tem področju izjemno veliko izkušenj. Potencial industrijskih toplotnih črpalk namreč še zdaleč ni izkoriščen, kljub temu da v zadnjem času zanimanje zanje narašča. Razlogi?

  • Višji stroški za energijo znižujejo dobo vračila investicije v povsem sprejemljivo.
  • Nekatere države so ustanovile subvencijske sheme za povečanje učinkovitosti v industriji.
  • Višje temperature, ki so potrebne za industrijske procese, so zdaj izvedljive.
  • Na voljo so višje moči, potrebne za številne industrijske aplikacije.
  • Dodatne prihranke energije je mogoče doseči s pomočjo odpadne toplote iz obstoječih procesov.

 

Ozaveščenost o koristih uporabe industrijskih toplotnih črpalk raste, te pa se tehnološko in ekonomsko izboljšujejo. Prav zaradi tega so industrijske toplotne črpalke že zastopane v branžah, kot so kemijska, biokemijska, prehrambna in predelovalna industrija, informatika (hlajenje strežniških centrov) in mnogih drugih. Pričakuje se, da bo segment industrijskih toplotnih črpalk v prihodnjih letih doživel visoko rast.

Industrijski obrati, ki imajo istočasno potrebo po hlajenju in ogrevanju, so idealni za njeno uporabo. Z eno toplotno črpalko lahko nadomestimo tako vir hlajenja kot vir ogrevanja. Pri kompleksnih industrijskih aplikacijah je potrebno opraviti natančno analizo o primernosti uporabe toplotne črpalke. Za enostavne procese pa vam bo pri odločitvi glede uporabe toplotne črpalke pomagal spodaj opisan postopek.

 

Identifikacija

Za vse vire toplote je potrebno pridobiti podatke glede medija (voda, zrak …), temperature in moči, ki jih imate na voljo. Enako je potrebno storiti za vse ponore toplote (porabnike toplote).

 

Direkten prenos toplote

Direkten prenos toplote je možen takrat, ko imate odpadno toploto na višjem temperaturnem nivoju, kot je potrebna temperatura potencialnega porabnika toplote. V tem primeru toplotna črpalka za prenos toplote ni potrebna.

 

Uporaba toplotne črpalke

Če odpadne toplote z višjo temperaturo od potencialnega porabnika nimate na voljo, je direkten prenos toplote nemogoč. S toplotno črpalko lahko z minimalnimi stroški dvignemo temperaturni nivo na porabniku tako, da odvzamemo toploto na viru. Izkoristek takega sistema je odvisen od temperaturne razlike odpadne toplote in zahtevane temperature, ki jo potrebuje porabnik. Manjša kot je ta razlika, boljši je izkoristek.

 

Tipične aplikacije, primerne za vgradnjo toplotne črpalke:

Sušenje

Sušenje je pomemben in zelo razširjen industrijski proces. Za različne procese in principe sušenja je zahtevana različna temperatura sušilnega medija. Najbolj pogost princip sušenja je princip s suhim toplim zrakom. Topli zrak odvzame vlago, odpadna toplota v vlažnem zraku se nato v veliko primerih z izpustom odvrže v ozračje. Ta odpadna toplota bi se lahko preko toplotne črpalke uporabila kot vir ogrevanja. Vlažen, topel zrak bi se ohladil in razvlažil ter s tem oddal toplotno energijo. Odvzeti toploti s toplotno črpalko zvišamo temperaturni nivo in z njo ogrevamo (ali predgrevamo) zrak na vtoku v sušilnik.
Taka toplotna črpalka opravlja dve nalogi. Ogreva vhodni zrak v sušilec in ohlaja ter razvlažuje izpuščen zrak v okolico, s tem pa se zmanjša lokalno toplotno onesnaževanje okolice.

Pranje

Pranje je pogost proces v industriji, ki se v veliko primerih izvede z vročo vodo in dodanim topilom. To mešanico nato škropimo preko produkta. Zato da preprečimo nabiranje vlage v objektu, je pralni sistem velikokrat opremljen z odsesavanjem vročega vlažnega zraka, ki nosi veliko količino toplotne energije. To lahko s toplotno črpalko uporabimo za ogrevanje vroče vode za pranje.

Zamrzovanje

V prehrambni industriji se velikokrat srečamo s procesom zamrzovanja izdelkov. S tem procesom izdelku podaljšamo rok uporabnosti. Pri tem moramo odvzeti ogromne količine toplotne energije, ki jo lahko preko toplotne črpalke prenesemo na višji temperaturni nivo in jo uporabljamo drugje v proizvodnem procesu (pasterizacija) ali ogrevanju.

Pasterizacija

Pri pasterizaciji moramo izdelek ogreti preko 70 ˚C. Po končanem procesu pasterizacije pa ga moramo spet ohladiti. Tak proces je idealen za uporabo toplotne črpalke, saj lahko ogretemu produktu po končanem procesu odvzamemo toplotno in jo preko toplotne črpalke prenesemo na ogrevanje produkta za pasterizacijo.

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja

Oddajte povpraševanje in začnimo energetsko prenovo

Svetovanje je personalizirano in celostno, kar pomeni, da bomo našli najboljšo energetsko rešitev, prilagojeno za vas!