Rekuperรกcia tepla z kanalizรกcie v bytovom dome
Koneฤne aj prรญklad zo Slovenska ukazuje, ako moลพno zabezpeฤiลฅ prรญpravu aย distribรบciu teplej vody pri veฤพmi nรญzkej spotrebe energie.
Na ohriatie studenej vody na teplรบ (z teploty 10 na 50 ยฐC) je potrebnรก tepelnรก energia na รบrovni 46,5 kWh/m3. S menลกรญm mnoลพstvom tepelnej energie sa voda ohriaลฅ nedรก, je to danรฉ fyzikรกlnymi zรกkonmi.
V praxi sa vลกak ฤasto stretรกvame so sรบstavami centralizovanรฉho zรกsobovania teplou vodou, kde sa spotrebuje na prรญpravu teplej vody vรฝrazne viac tepla, pretoลพe pri jej vรฝrobe a distribรบcii dochรกdza k stratรกm โ beลพnรฉ spotreby sรบ tak dokonca na รบrovni viac ako 100 kWh/m3.
Vรฝvojovรฝ tรญm naลกej spoloฤnosti hฤพadal moลพnosti aย spรดsob, ako dosiahnuลฅ hodnotu spotreby tepla na ohrev vody vรฝrazne pod hranicou 46 kWh/m3, ฤo by vย podstate nemalo byลฅ moลพnรฉ. Po niekoฤพkรฝch rokoch vรฝvoja, skรบลกok aย prepoฤtov dnes vieme zabezpeฤiลฅ ohrev aย distribรบciu teplej vody so spotrebou energie pod 19 kWh/m3!
Princรญp
Nie, nevymysleli sme perpetuum mobile, len sme naลกli aย vyuลพili zdroj tepelnej energie, ktorรฝ je nevyฤerpateฤพnรฝ aย teplo zย neho je bezplatne kย dispozรญcii. Na zรญskanie tohto zdroja spotrebujeme len pomerne malรฉ mnoลพstvo elektrickej energie na jeho โpreฤerpanieโ do sรบstavy ohrevu vody alebo do vykurovacej sรบstavy.
Teplo, ktorรฉ vย skutoฤnosti vyuลพijeme na ohrev vody, je zadarmo, preto tรกto energia nefiguruje vย ลพiadnej bilancii. ฤฝudia nรกjdu vo vyรบฤtovaniach len spotrebu elektriny, ktorรบ potrebujeme na zachytenie tepla, takลพe to vyzerรก, akoby sme pripravovali teplรบ vodu len so spotrebou elektriny menลกou ako 19 kWh/m3. Kde sme tento zdroj naลกli? Ide oย kanalizรกciu, ktorรก zย objektov odnรกลกa veฤพkรฉ mnoลพstvo tepla.
Vstupnรฉ รบdaje โ ako na to?
Do akej miery mรก zmysel zaoberaลฅ sa touto problematikou? Koฤพko tepelnej energie sa ukrรฝva vย kanalizรกcii? Koฤพko tepla sa dรก uลกetriลฅ zachytenรญm tepla zย kanalizรกcie? Keฤ sme sa tomu pred niekoฤพkรฝmi rokmi zaฤali venovaลฅ, nenaลกli sme na naลกe otรกzky nikde ลพiadne odpovede.
Nepomohla nรกm odbornรก literatรบra, internet ani ลพiadne ลกtรบdie. Konzultรกcie sย odbornรญkmi boli len na รบrovni odhadov ฤi predpokladov. Technickรฉ rieลกenia efektรญvnej rekuperรกcie tepla zย kanalizรกcie vย oblasti objektov sme uย nรกs ani vย zahraniฤรญ nenaลกli.
Rieลกenie
Naลกรญm rieลกenรญm je inลกtalรกcia rekuperaฤnรฉho zariadenia na spรคtnรฉ zรญskavanie tepla zย kanalizรกcie. Zรกkladnรฝ princรญp spoฤรญva vย umiestnenรญ tepelnรฉho vรฝmennรญka do systรฉmu domovej kanalizรกcie, aย to pred zaรบstenรญm do verejnej kanalizรกcie.
Pomocou vรฝmennรญka aย ฤalลกieho technologickรฉho zariadenia sa odoberรก teplo zย odchรกdzajรบcej odpadovej vody, priฤom na druhej strane zariadenia sa zachytenรฉ teplo vyuลพรญva na prรญpravu teplej vody.
Keฤ zariadenie pripravรญ dostatoฤne teplรบ vodu, prestane objekt odoberaลฅ teplรบ vodu zย centrรกlneho zdroja aย do domu sa zaฤne dodรกvaลฅ voda ohriata odpadovรฝm teplom. Keฤ sa teplรก voda pripravenรก ohrevom zย odpadu minie, prepne sa dodรกvka teplej vody znovu na centrรกlny zdroj tepla.
ฤo sa dosiahlo?
Tรฝmto rieลกenรญm sa zรญskalo viac vรฝhod.
Zachytenie veฤพkรฉho mnoลพstva odpadovรฉho tepla
Vย rekuperaฤnom zariadenรญ sa zachytรกva dostatoฤnรฉ mnoลพstvo tepla potrebnรฉ na ohrev vody pre danรฝ bytovรฝ dom, ktorรฉ by inak uniklo zย domu bez vyuลพitia. Do kanalizรกcie totiลพ zย domu neodchรกdza len teplo, ktorรฉ priลกlo prostrednรญctvom teplej vody.
Do kanalizรกcie sa dostane aj teplo, ktorรฉ priลกlo do objektu vykurovacou sรบstavou aย prenรกลกa sa ohrievanรญm studenej vody vย nรกdrลพkรกch toaliet aย ich nรกslednรฝm splรกchnutรญm spolu sย naลกรญm biologickรฝm teplom vย podobe exkrementov. Vย kanalizรกcii tieลพ skonฤรญ elektrickรก energia, ktorรก sa vย prรกฤke alebo umรฝvaฤke premenรญ na teplรบ odpadovรบ vodu.
Legislatรญvne priechodnรฉ rieลกenie na zabezpeฤenie ohrevu vody
Vรฝstavba akรฝchkoฤพvek lokรกlnych zdrojov tepla vย mestรกch sย centrรกlnym dodรกvateฤพom tepla nie je moลพnรก, zรกkon oย tepelnej energetike to neumoลพลuje.
Rekuperaฤnรฉ zariadenie ale nie je zdroj tepla โ je to โzachytรกvaฤโ tepla, ktorรฉ obyvatelia domu uลพ raz nakรบpili, tepla, ktorรฉ je ich majetkom, pri jeho inลกtalรกcii aย schvaฤพovacom procese vย rรกmci stavebnรฝch povolenรญ preto nevznikajรบ ลพiadne legislatรญvne prekรกลพky.
Zhodnotenie รบspornรฝch opatrenรญ obyvateฤพov dotknutรฉho objektu
Ak sa vย objekte pripojenom na centrรกlny zdroj tepla vย sรบstave sย viacerรฝmi objektmi vykonรก vyregulovanie aย zateplenie rozvodov teplej vody, รบspory zย toho opatrenia sa rozdelia vย rรกmci vลกetkรฝch objektov vย okruhu zdroja tepla.
Pri inลกtalรกcii nรกลกho zariadenia sa vลกak รบspory zo zateplenia aย vyregulovania rozvodov TV vย objekte prejavia vย plnom rozsahu vย znรญลพenej spotrebe teplej vody dodรกvanej zย centrรกlneho zdroja tepla do objektu aย profitujรบ zย nich len obyvatelia tohto objektu โ nie obyvatelia celรฉho okruhu zdroja tepla.
Ochrana ลพivotnรฉho prostredia vย mestรกch โ zniลพovanie teploty
Zachytenรญm tepla zย kanalizรกcie sa obmedzuje ohrievanie ovzduลกia miest. Kanalizaฤnรก sรบstava predstavuje obrovskรฝ vykurovacรญ kolektor, ktorรฝ vyhrieva (hlavne vย zimnom obdobรญ) podzemie miest. Preฤo sa vย mestรกch sneh neudrลพรญ, ale vย okolรญ miest je vย zime pekne bielo?
Preฤo zmizli potkany zย okolia objektu, kde sme zaฤali zachytรกvaลฅ teplo zย kanalizรกcie? To sรบ otรกzky, na ktorรฉ uลพ vieme odpovedaลฅ. Tento kanalizaฤnรฝ โvykurovacรญ kolektorโ dokรกลพeme vychladiลฅ, ฤรญm sa ochladรญ aj podzemie miest, priฤom odobratรฉ teplo zย kanalizรกcie zostane vย objektoch, kde sa opakovane vyuลพije.
Ochrana ovzduลกia aย vรฝraznรฉ zniลพovanie produkcie CO2
Zachytenรฉ teplo, ktorรฉ opรคtovne vraciame do systรฉmu ohrevu vody aย vykurovania, netreba produkovaลฅ spaฤพovanรญm palรญv vย teplรกrลach aย kotolniach, ฤรญm sa vรฝrazne zniลพuje produkcia lรกtok zneฤisลฅujรบcich ovzduลกie.
Vรฝsledky roฤnej bilancie
Dnes sa uลพ vieme podeliลฅ oย skรบsenosti zย roฤnej prevรกdzky rekuperaฤnรฉho zariadenia na zรญskavanie tepla zย kanalizรกcie aย na ohrev vody vย bytovom dome (88 bytov) vย Koลกiciach. Iลกlo oย รบplne prvรบ inลกtalรกciu takรฉhoto rozsahu vย bytovom dome, ktorรบ sme zrealizovali vย obdobรญ od jรบna do septembra 2018.
Vย oktรณbri sme uviedli zariadenie do skรบลกobnej prevรกdzky aย zaฤali zbieraลฅ prvรฉ รบdaje zย meraฤov. Koneฤne sme mohli zaฤaลฅ porovnรกvaลฅ skutoฤnosลฅ sย naลกimi predpokladmi aย vรฝpoฤtami. Keฤลพe iลกlo oย prototyp zariadenia, vyladenie technolรณgie nรกm trvalo sedem mesiacov.
Uลพ poฤas tohto ฤasu sme boli schopnรญ zabezpeฤiลฅ teplom zย kanalizรกcie ohrev vody na 88,2 %. Zvyลกnรฝch 11,8 % teplej vody sa do objektu dodalo ลกtandardnรฝm spรดsobom od dodรกvateฤพa tepla. Poฤas nasledujรบcich piatich mesiacov sme zvรฝลกili podiel dodanej teplej vody ohriatej odpadovรฝm teplom na 99,5 %.
Dnes uลพ vieme garantovaลฅ dodรกvku teplej vody ohriatej odpadovรฝm teplom zย kanalizรกcie na 100 %. ฤo sa tรฝka energetickej nรกroฤnosti zachytรกvania tepla zย kanalizรกcie, za sedem mesiacov skรบลกobnej prevรกdzky sme dosiahli priemernรบ spotrebu elektrickej energie 21,8 kWh/m3, vย nasledujรบcich piatich mesiacoch sme ju zastabilizovali na priemernej hodnote 18,6 kWh/m3.
Elektrickรก energia je pritom spotrebovanรก len na โpreฤerpรกvanieโ tepla zย kanalizรกcie do ohrievanej vody, nevyuลพรญva sa na priamy ohrev vody. Keฤ to porovnรกme sย predchรกdzajรบcim obdobรญm, keฤ dodรกvateฤพ tepla dodรกval do objektu teplรบ vodu pri spotrebe tepla na jej ohrev aย distribรบciu na รบrovni 121 kWh/m3, dosahujeme energetickรบ รบsporu 84,63 %.
Keฤ vลกak prepoฤรญtame spotrebovanรบ energiu na ohrev vody na primรกrnu energiu, bilancia sa uลพ nejavรญ aลพ takรก oslnivรก. Faktor primรกrnej energie je totiลพ pre teplรกrne stanovenรฝ zvlรกลกtnym spรดsobom.
Ak poฤรญtame sย tรฝm, ลพe vย teplรกrni sa pri spรกlenรญ plynu (fp = 1,36) aย uhlia (fp = 1,40) produkuje pribliลพne polovica elektrickej energie aย polovica tepla, je zvlรกลกtne, ลพe dva produkty toho istรฉho vรฝrobnรฉho procesu, ktorรฉ sรบ oba pri vรฝrobe neoddeliteฤพne prรญtomnรฉ, sรบ zaลฅaลพenรฉ vย konkrรฉtnom prรญpade takรฝmito koeficientmi primรกrnej energie: TEPLO fp= 0,46; ELEKTRINA fp= 2,764.
Zohฤพadnenรญm uvedenรฝch koeficientov sa vย minulosti dosiahla energetickรก nรกroฤnosลฅ ohrevu vody zย centrรกlneho zdroja tepla na รบrovni 55,66 kWh/m3, teraz dosahujeme hodnotu 51,41 kWh/m3 โ aj napriek umelรฉmu zvรฝhodลovaniu teplรกrnรญ pri urฤovanรญ faktora primรกrnej energie sme tak znรญลพili spotrebu primรกrnej energie oย 7,6 %.
Aj vo vzลฅahu kย ลพivotnรฉmu prostrediu je naลกe rieลกenie skutoฤne vรฝnimoฤnรฉ. Oproti pรดvodnรฉmu systรฉmu dodรกvky TV sme produkciu CO2 znรญลพili zย pรดvodnรฝch 76,19 kg/m3 ohriatej vody na 5,45 kg/m3, ฤo predstavuje รบsporu produkcie CO2 na รบrovni 92,8 %.
Pre vรคฤลกinu investorov je, samozrejme, najzaujรญmavejลกia tรฉma finanฤnej รบspory. Tu sa vลกak vรฝsledky nedajรบ zovลกeobecลovaลฅ. Kaลพdรฝ zdroj tepla mรก rรดznu efektivitu vรฝroby aย distribรบcie teplej vody, takisto rรดznu cenu tepla, takลพe vรฝsledkom je vรฝraznรฝ rozdiel vย platbรกch, ktorรฉ ฤพudia zaplatia za ohrev vody.
Beลพne sa stretรกvame sย objektmi, kde je cena za ohrev vody vyลกลกia ako 13 โฌ/m3, ale zaevidovali sme aj objekty, kde bola voda ohrievanรก za cenu niลพลกiu ako 7 โฌ/m3. Nรกvratnosลฅ investรญcie teda treba vypoฤรญtaลฅ pre kaลพdรฝ objekt individuรกlne. Na ilustrรกciu uvรกdzame vรฝpoฤtovรบ tabuฤพku (tab. 1) so zรกkladnรฝmi รบdajmi, sย ktorรฝmi sme vstupovali do projektu.
Oproti รบdajom vย tab. 1 dnes uลพ dosahujeme 100-percentnรฉ krytie dodรกvky teplej vody zย rekuperรกtora aย niลพลกiu spotrebu elektrickej energie, ฤiลพe vรฝslednรฉ ฤรญsla sรบ eลกte priaznivejลกie. Upozorลujeme, ลพe stav finanฤnรฝch รบspor uvedenรฝ vย tab. 1 nastane aลพ po dvoch rokoch od uvedenia do prevรกdzky.
Prvรฉ dva roky po vykonanรญ akรฉhokoฤพvek รบspornรฉho opatrenia na znรญลพenie spotreby tepla sa vย podmienkach naลกej legislatรญvy รบspora nedรก dosiahnuลฅ. To sa tรฝka vลกetkรฝch รบspornรฝch opatrenรญ (zateplenie, regulรกcia, rekuperรกcia).
Fixnรก zloลพka ceny tepla sa platรญ podฤพa spotreby tepla pred dvomi rokmi, ฤiลพe aj keby sa znรญลพila spotreba tepla na nulu, fixnรบ zloลพku bude odberateฤพ platiลฅ vย plnej vรฝลกke eลกte dva roky. Vย konkrรฉtnom prรญpade nรกลกho objektu tvorรญ fixnรก zloลพka dve tretiny platby za teplo, ktorรบ treba zaplatiลฅ aj vย prรญpade nulovรฉho odberu tepla.
Je to danรฉ platnou legislatรญvou, ktorรก tak garantuje prรญjmy dodรกvateฤพom tepla eลกte na ฤalลกie dva roky, ฤo sa dรก komentovaลฅ len veฤพmi kriticky aย ฤo povaลพujeme za vรกลพnu tรฉmu na diskusiu pre ลกirokรบ odbornรบ verejnosลฅ. Napriek tejto skutoฤnosti je plรกnovanรก nรกvratnosลฅ investรญcie vย naลกej prvej realizรกcii vย horizonte do siedmich rokov.
Zรกver
Naลกa prvรก inลกtalรกcia aย roฤnรก prevรกdzka zariadenia na rekuperรกciu tepla zย kanalizรกcie vย bytovom dome vย Koลกiciach nรกm potvrdila, ลพe sme sa vydali sprรกvnym smerom.
Merania potvrdili, ลพe vย podzemรญ naลกich miest je obrovskรฝ rezervoรกr tepla, zย ktorรฉho sa dรก ฤerpaลฅ porovnateฤพnรฉ mnoลพstvo tepla, akรฉ produkujรบ teplรกrne, kotolne aย inรฉ zdroje tepla vย tรฝchto mestรกch. Je to teplo, ktorรฉ unikรก zย budov nekontrolovanรฝm spรดsobom vย mnoลพstve, ktorรฉ aj nรกs prekvapilo.
Pri sรบฤasnej realizรกcii ฤalลกieho bytovรฉho domu je naลกรญm cieฤพom zabezpeฤiลฅ odpadovรฝm teplom, ktorรฉ zachytรญme vย rekuperรกtore, ohrev vody vย plnom rozsahu aย dodaลฅ teplo do vykurovacej sรบstavy vย mnoลพstve 25 % zย roฤnej spotreby tepla. Som si istรฝ, ลพe budรบci rok budeme vย tomto ฤasopise prezentovaลฅ eลกte zaujรญmavejลกie ฤรญsla.
Autor pรดsobรญ vย spoloฤnosti ENERGIA REAL, s. r. o.
ฤlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise TZB Haustechnik 1/2020.