ENERGIA REAL, s r.o. rešpektuje ochranu vašich údajov

Táto internetová stránka používa technológiu cookies. Bližšie informácie o súboroch cookies nájdete v sekcii webstránky Cookies. Je Vaším právom neudeliť súhlas s používaním súborov cookies alebo ich používanie zablokovať. V takom prípade sa môže stať, že bude pre Vás obmedzená alebo vylúčená úplná funkcionalita niektorých častí prehliadanej webovej stránky.

Blog

REKUPERÁCIA TEPLA Z KANALIZÁCIE V BYTOVOM DOME – ROČNÁ BILANCIA
24.10.2019

1.         Základné fakty o ohreve vody

Na ohriatie studenej vody na teplú vodu (z teploty 10°C na 50°C) je potrebná tepelná energia 46,5 kWh/m3. S menším množstvom tepelnej energie sa voda ohriať nedá, je to dané fyzikálnymi zákonmi. V praxi sa často stretávame so sústavami centrálneho zásobovania teplou vodou, kde sa spotrebuje na ohrev teplej vody výrazne viac tepla, pretože pri jej výrobe a distribúcii dochádza ku stratám, a  bežné spotreby sú na úrovni dokonca viac ako 100 kWh/m3.  

Vývojový tím našej spoločnosti hľadal možnosti a spôsob, ako dosiahnuť hodnotu spotreby tepla na ohrev vody výrazne pod hranicu  46 kWh/m3, čo v podstate nie je možné.  Po niekoľkých rokoch vývoja, skúšok a prepočtov dnes vieme zabezpečiť ohrev a distribúciu teplej vody so spotrebou energie pod 19 kWh/m3 !

2.         Princíp riešenia

Nie, nevymysleli sme perpetuum mobile, my sme našli a využili zdroj tepelnej energie ktorý je nevyčerpateľný a teplo z neho je k dispozícii bezplatne. Na získanie tohto tepla spotrebujeme len pomerne malé množstvo elektrickej energie na jeho „prečerpanie“ do sústavy ohrevu vody, alebo vykurovacej sústavy. Teplo, ktoré v skutočnosti na ohrev vody využijeme  je zadarmo a preto v žiadnej bilancii táto energia nefiguruje.  Ľudia nájdu vo vyúčtovaniach len spotrebu elektriny, ktorú na zachytenie tepla potrebujeme a vyzerá to, ako keby sme pripravovali teplú vodu len so spotrebou elektriny menšou ako 19 kWh/m3. Kde sme tento zdroj našli? Ide o kanalizáciu, ktorá z objektov odnáša veľké množstvo tepla.

3.         Naše vstupné údaje

Do akej miery má zmysel zaoberať sa touto problematikou? Koľko tepelnej energie sa ukrýva v kanalizácii? Koľko tepla sa dá ušetriť zachytením tepla z kanalizácie? Keď sme sa pred niekoľkými rokmi začali tejto problematike venovať, nenašli sme nikde odpovede na naše otázky. Nepomohla nám odborná literatúra, internet, ani žiadne štúdie. Konzultácie s odborníkmi boli len na úrovni odhadov, či predpokladov. Technické riešenia efektívnej rekuperácie tepla z kanalizácie pre oblasť objektov sme u nás, ani v zahraničí nenašli.

OBRÁZOK 1: Principiálna schéma rekuperačného zariadenia

Obr. 1: Principiálna schéma rekuperačného zariadenia





















4.         Riešenie

Našim riešením je inštalácia rekuperačného zariadenia na spätné získavanie tepla z kanalizácie. Základný princíp spočíva v umiestnení tepelného výmenníka do systému domovej kanalizácie, pred zaústením do verejnej kanalizácie. Pomocou výmenníka a ďalšieho technologického zariadenia sa odoberá teplo z odchádzajúcej odpadovej vody a na druhej strane zariadenia sa zachytené teplo využíva na prípravu teplej vody. Keď zariadenie pripraví dostatočne teplú vodu, prestane objekt odoberať teplú vodu z centrálneho zdroja a začne sa dodávať do domu voda ohriata odpadným teplom. Ak sa teplá voda pripravená ohrevom z odpadu minie, prepne sa dodávka teplej vody znovu na centrálny zdroj tepla.

Týmto riešením sme dosiahli nasledovné:

- Zachytenie  veľkého množstvo odpadného tepla: V rekuperačnom zariadení sa zachytáva dostatočné množstvo tepla, potrebné na ohrev vody pre daný bytový dom, ktoré by inak uniklo z domu bez využitia. Do kanalizácie totiž z domu neodchádza len teplo, ktoré prišlo prostredníctvom teplej vody. Do kanalizácie sa dostane aj teplo, ktoré prišlo do objektu vykurovacou sústavou a prenáša sa ohrievaním studenej vody v  nádržkách toaliet a ich následným spláchnutím, spolu s našim biologickým teplom v podobe exkrementov.  V kanalizácií tiež skončí  elektrická energia,  ktorá  sa v práčke, alebo umývačke premení  na teplú odpadovú vodu.

- Legislatívne priechodné riešenie na zabezpečenie ohrevu vody: Výstavba akýchkoľvek lokálnych zdrojov tepla v mestách s centrálnym dodávateľom tepla nie je možná, Zákon o tepelnej energetike to neumožňuje. Rekuperačné zariadenie ale nie je zdroj tepla – je to „zachytávač“ tepla, ktoré obyvatelia domu už raz nakúpili, tepla, ktoré je ich majetkom, nie je preto žiadna legislatívna prekážka pri jeho inštalácii a schvaľovacom procese pri stavebných povoleniach.

- Zhodnotenie úsporných opatrení obyvateľov dotknutého objektu: Ak sa v objekte pripojenom na centrálny zdroj tepla v sústave s viacerými objektmi vykoná vyregulovanie a zateplenie rozvodov teplej vody, úspory z toho opatrenia sa rozdelia pre všetky objekty v okruhu zdroja tepla. Pri inštalácii nášho zariadenia sa úspory zo zateplenia a vyregulovania rozvodov TV v objekte v plnom rozsahu prejavia v zníženej spotrebe teplej vody dodávanej z centrálneho zdroja tepla pre objekt a profitujú z nich obyvatelia objektu – nie obyvatelia celého okruhu zdroja tepla.

- Ochranu životného prostredie v mestách – znižovanie teploty:  Zachytením tepla z kanalizácie sa obmedzuje  ohrievanie ovzdušia miest. Kanalizačná sústava je obrovský vykurovací kolektor, ktorý vyhrieva (hlavne v zimnom období) podzemie miest. Prečo sa v mestách sneh neudrží, ale v okolí miest je v zime pekne bielo? Prečo zmizli potkany z okolia objektu, kde sme začali zachytávať teplo z kanalizácie? Sú to otázky na ktoré už vieme odpovedať. Tento kanalizačný „vykurovací kolektor“ dokážeme vychladiť, čím sa podzemie miest ochladí a odobraté teplo z kanalizácie zostane v objekte, kde sa opakovane využije.

-  Ochrana ovzdušia  a výrazné znižovanie produkcie CO2: Zachytené teplo, ktoré opätovne vraciame do systému ohrevu vody a vykurovania, netreba produkovať spaľovaním palív v teplárňach a kotolniach, čím sa výrazne znižuje produkcia látok znečisťujúcich ovzdušie.

5.         Naše skúsenosti – ročná bilancia

Dnes sa vieme rozdeliť o skúsenosti z ročnej prevádzky rekuperačného zariadenia na získavanie tepla z kanalizácie a ohrev vody v bytovom dome (88 bytov) v Košiciach. Išlo o úplne prvú inštaláciu takéhoto rozsahu v bytovom dome, ktorú sme zrealizovali v období jún až september 2018. V októbri sme uviedli zariadenie do skúšobnej prevádzky a začali zbierať prvé údaje z meračov. Konečne sme mohli začať porovnávať skutočnosť s našimi predpokladmi a výpočtami. Keďže išlo o prototyp zariadenia, vyladenie technológie nám trvalo 7 mesiacov. Už počas tejto doby sme boli schopní teplom z kanalizácie zabezpečiť ohrev vody na 88,2 %. Zvyšných 11,8% teplej vody bolo dodaných štandardným spôsobom od dodávateľa tepla. Počas nasledovných 5. mesiacov sme zvýšili podiel dodanej teplej vody ohriatej odpadným teplom na 99,5%. Dnes už vieme garantovať dodávku teplej vody ohrevom len odpadným teplom z kanalizácie na 100%.

Čo sa týka energetickej náročnosti zachytávania tepla z kanalizácie, dosiahli sme za 7 mesiacov skúšobnej prevádzky priemernú spotrebu elektrickej energie 21,8 kWh/m3 a v nasledujúcich 5. mesiacoch sme ju ustabilizovali na priemernej hodnote 18,6 kWh/m3, pričom elektrická energia je spotrebovaná len na „prečerpávanie“  tepla z kanalizácie do ohrievanej vody, nevyužíva sa na priamy ohrev  vody. Keď to porovnáme z predchádzajúcim obdobím, keď dodávateľ tepla dodával do objektu teplú vodu zo spotrebou tepla 121 kWh/m3 na jej ohrev a distribúciu, dosahujeme energetickú úsporu 84,63 %.

Keď prepočítame spotrebovanú energiu na ohrev vody na primárnu energiu, bilancia sa nejaví až taká oslnivá. Faktor primárnej energie je totiž pre teplárne stanovený zvláštnym spôsobom. Keď uvažujeme, že v teplárni sa pri spálení plynu (fp=1,36) a uhlia (fp=1,40)  produkuje približne polovina elektrickej energie a polovina tepla, je zvláštne, že dva produkty toho istého výrobného procesu, ktoré sú oba neoddeliteľne prítomné pri výrobe, sú zaťažené v konkrétnom prípade koeficientom primárnej energie:  TEPLO fp= 0,46   ELEKTRINA fp= 2,764. Zohľadnením uvedených koeficientov bola dosiahnutá energetická náročnosť ohrevu vody z centrálneho zdroja tepla v minulosti 55,66 kWh/m3 a teraz dosahujeme hodnotu 51,41 , čiže napriek umelému zvýhodňovaniu teplární pri určovaní faktoru primárnej energie sme znížili spotrebu primárnej energie o 7,6 %.

Aj vo vzťahu k životnému prostrediu je naše riešenie skutočne výnimočné. Produkciu CO2 sme znížili oproti pôvodnému systému dodávky TV z pôvodných 76,19 kg/m3 ohriatej vody na 5,45 m3 , čo je úspora 92,8% produkcie  CO2.

Pre väčšinu investorov je samozrejme najzaujímavejšia téma „finančná úspora“. Tu sa ale nedajú výsledky zovšeobecňovať. Každý zdroj tepla má rôznu efektivitu výroby a distribúcie teplej vody, rôznu cenu tepla a výsledkom je výrazný rozdiel v platbách, ktoré ľudia zaplatia za ohrev vody. Bežne sa stretávame s objektmi, kde je cena za ohrev vody nad 13 Eur/m3 , ale zaevidovali sme aj objekty, kde bola voda ohrievaná za cenu pod 7 Eur/m3. Návratnosť investície teda treba vypočítať pre každý objekt individuálne. Pre ilustráciu uvádzame výpočtovú tabuľku so základnými údajmi s ktorými sme vstupovali do projektu. Oproti údajom v tabuľke dnes už dosahujeme 100% krytie dodávky teplej vody z rekuperátora a nižšiu spotrebu elektrickej energie, čiže výsledné čísla sú ešte priaznivejšie.

Upozorňujeme, že stav finančných úspor  nastane až po dvoch rokoch od uvedenia do prevádzky. Prvé dva roky po vykonaní akéhokoľvek úsporného opatrenia na zníženie spotreby tepla sa v podmienkach našej legislatívy úspora dosiahnuť nedá. To sa týka všetkých úsporných opatrení (zateplenie, regulácia, rekuperácia).  Fixná zložka ceny tepla sa platí podľa spotreby tepla pred dvomi rokmi, čiže aj keby sa znížila spotreba tepla na nulu, fixnú zložku bude odberateľ platiť v plnej výške ešte 2 roky. V konkrétnom prípade nášho objektu tvorí fixná zložka dve tretiny platby za teplo, ktorú treba zaplatiť aj v prípade nulového odberu tepla. Je to dané platnou legislatívou, ktorá tak garantuje príjmy dodávateľom tepla ešte na ďalšie 2 roky, čo sa dá komentovať len veľmi kriticky a čo považujeme za vážnu tému na diskusiu pre širokú odbornú verejnosť. Napriek uvedenej skutočnosti je plánovaná návratnosť investície v našej prvej realizácii v horizonte do 7 rokov. 

6          Záver

Naša prvá inštalácia a ročná prevádzka zariadenia na rekuperáciu tepla z kanalizácie v bytovom dome v Košiciach nám potvrdila, že sme sa vydali správnym smerom. Naše merania potvrdili, že v podzemí našich miest je obrovský rezervoár tepla, z ktorého sa dá čerpať porovnateľné množstvo tepla, aké produkujú teplárne, kotolne a iné zdroje tepla v týchto mestách. Je to teplo, ktoré uniká z budov nekontrolovaným spôsobom v množstve, ktoré aj nás prekvapilo.

Pri našej súčasnej realizácii ďalšieho bytového domu je našim cieľom zabezpečiť odpadným teplom, ktoré zachytíme v rekuperátore  ohrev vody v plnom rozsahu a dodanie tepla do vykurovacej sústavy v množstve 25% z ročnej spotreby tepla. Sem si istí, že budúci rok odprezentujeme ešte zaujímavejšie čísla.

Napíšte nám Váš názor

* - povinné položky