Veľké tepelné čerpadlá Universum O2 Aréna
Veľké tepelnéčerpadlá
Universum O2 Aréna, 29/30. november 2023
Sme v storočí tepelných čerpadiel? Je naším limitom len vesmír?
Uspokojovať súčasné potreby na Zemi bez toho, aby sme ohrozovali budúce potreby!
Medzinárodné podujatie plne venované technológii veľkých tepelných čerpadiel sa konalo v Prahe. Program pokrýval širokú škálu realizácií s veľkými tepelnými čerpadlami, ako je diaľkové vykurovanie a priemyselné aplikácie do 200 °C, ako aj prepojenie sektorov s cirkulujúcim teplom. Do Prahy prišli známe mená z univerzít, asociácií a z európskych firiem vyrábajúcich veľké TČ. Predstavené boli zaujímavé skúsenosti s využívania veľkých tepelných čerpadiel až do neuveriteľného výkonu 70 MW/ks a celkového inštalovaného výkonu 200 MW vo Fínsku a to až 17 km od mora. To, prečo je to práve vo Fínsku súvisí nielen s teplom z mora, ale tiež s nízkou cenou elektrickej energie a nedostupnosťou plynu. Cenový pomer ceny elektriny a plynu je 0,8. Na Slovensku, v Nemecku, UK, ... viac ako 3.
Pohľad do sály O2 Universum v Prahe s témou ako tepelné čerpadlá dobývajú svet
Dekarbonizácia priemyslu pomocou tepelných čerpadiel:
svätý grál alebo prehliadnutá príležitosť?
Diskutovala sa pozícia TČ, či ide o životodarnú silu pre priemysel a CZT, alebo len energetickú a ekologickú príležitosť, ktorá nemá ekonomické opodstatnenie. Autori prednášok smerovali TČ do pozície východísk pre priemysel i CZT pri znižovaní uhlíkovej stopy. Ekonomika na ceste k uhlíkovej neutralite môže byť v závese nízkouhlíkovej priority.
Podobne je to pri zavedení veľkých tepelných čerpadiel v Nemecku, kde sa zameriavajú na využitie potenciálu v diaľkovom vykurovaní a priemysle. Trh priemyselných tepelných čerpadiel, české skúsenosti, predstavil Tomáš Voříšek (SE), Martin Hájek z Českého teplárenského združenia. Veľký potenciál tepelného čerpadla v uhlíkovo neutrálnom diaľkovom vykurovaní v Prahe predstavil Peter Heincel z Pražskej plynárenskej.
V ďalšej časi sa predstavili českí výrobcovia TEDOM (kogenerácia a TČ), JN Infra (lode), Sokra (absorpčné TČ). A potom už nasledovala plejáda výrobcov veľkých TČ najmä z EÚ. Energetické riešenia MAN. Inovatívne získavanie energie z riek pre kombinovanú výrobu tepla a chladu AGO. Tepelné čerpadlá s cyklom roztoku poskytujúce vysoké teploty, vysoké COP pri použití prírodného chladiva Johnson Controls. Výkon TČ narástol z 1MW na 60MW za desaťročie. Ramm-Schmidt Consulting Ltd Oy, Fínske skúsenosti a plány s integráciou veľkých tepelných čerpadiel do systémov DHC. GEA Heating & Refrigeration Technologies, veľké riešenia tepelných čerpadiel pre diaľkové vykurovanie východnej Európy. FENAGY A/S, tepelné čerpadlá CO2 v dánskom diaľkovom vykurovaní a chladenie STAR.
Vysokoteplotné tepelné čerpadlá pre priemysel
Priemyselné vysokoteplotné tepelné čerpadlá: najnovší stav techniky, ekonomické podmienky a udržateľné chladivá popísali Dr. Cordin Arpagaus, OST – Univerzita aplikovaných vied Východného Švajčiarska, Inštitút energetických systémov (IES) a Jochen Schäfer z Energia SIEMENS.
Vysokoteplotné tepelné čerpadlá s parnými kompresormi, kombinácia pre ekologickejšie zásobovanie procesnou parou, respektíve výrobu pary pre priemysel s vysokoteplotným tepelným čerpadlom popísali, Tim Hamacher, SPH Sustainable Process Heat GmbH a Ingolf Hetze zo Straboag/Atlas Copco, Rossen Ivanov, Armstrong International S.A.
Circular Thermal™
ako vrátiť odpadové teplo späť do priemyselných procesov a mimo nich
Veľké tepelné čerpadlá pre priemyselné aplikácie, riešenie na dekarbonizáciu tepla až do 200 °C v rozsahu desiatok MW uviedli Cordin Arpagaus z Zurichu prof. Reinhard Radermacher z University of Maryland. K budúcnost tepelných čerpadiel z pohľadu chladív hovorila Sydney Wyatt z Honeywell Leonhard Wolscht z Energetické riešenia MAN.
Zvýšenie odolnosti siete pomocou sietí spojených s tepelným čerpadlom a akumulácie tepla, inovatívne technológie akumulátorov – riešenia pre veľké teplo popísali Azam Thatte, PhD. z Energy Recovery Inc. a Stephan Höflmaier z Bilfinger Industrial Services GmbH.
Naľavo firmy vyrábajúce veľké TČ a napravo zvládnuté teploty bežne vyrábané 80-90oC, vo fáze prototypov 100-150oC, a laboratórne modely nad 200oC. Dodacie doby sú do 24 mesiacov. Ceny sú v mil. €. Nad 130-140oC sa musí použiť kompresor na paru k zvýšeniu teploty do 200oC
Teplota na vratnej vody spiatočke
Venovali sa jej viacerí prednášatelia. Totiž o čo je stredné ∆T vstupnej a výstupnej vody menšie, o to väčší musí byť výmenník na dosiahnutie toho istého tepelného výkonu. Väčšie podchladenie pri chladnejšej spiatočke a tým vyššia efektivita. Hmotnosti výmenníkov sa vo veľkých TČ môžu pohybovať v desiatkach ton. Na to nadväzujú veľkosti ostatných komponentov a veľkosť náplne chladiva. To ovplyvňuje výslednú cenu TČ.
Nechýbali úvahy o budúcnosti kompresorov, využívaní EVI systému, vhodné oleje, respektíve kompresory bez olejov.
Rezonovala tiež téma chladív. HFC chladivá sú síce v existujúcich TČ ale donových sa už neplnia. HFO chladivá reprezentuje najmä chladivo R1233zd(E). Z tzv. prírodných chladív dominujú chladivá R744 a R717 pre teploty do 100oC. Nad túto teplotu sa prevažne výrobcovia dostávajú s chladivom R600 a to až do teploty 140oC. Nad túto teplotu sa vyrobená vodná para môže ďalej stláčať a to až do teploty 200-250oC. Sú potencionálne aj iné chladivá ako napríklad voda, hélium, ktoré sa však používajú menej.
Viac informácií nájdete v časopise Správy 01/2024