Am realizat că se fac aproximativ doi ani de când am finalizat un proiect termic care avea menirea să recupereze căldura generată în plus în mediile industriale. Vreau să vă prezint acest sistem pentru a vă ajuta cu unele gânduri de eficiență. Un fel de „Hai să învățăm din greșelile altora”. De fapt, este o modalitatea de a învăța din experiența mea cu astfel de sisteme, dar și a aplica unele produse deja existente pe piața.
[adinserter block=”3″]
Sistemul despre care vă vorbesc este unul construit în Elveția, de către o firmă de energie. Această firmă furnizează agent termic spre clienți rezidențiali, comerciali și industriali, iar centrala lor este un pic mai modestă decât CET-ul nostru. Nu produce energie electrică, ci doar termică. Această centrală conține și două pe lemn, fiecare cu puterea de 4 MW. Însă energia termică nu provine de la aceste centrale pe lemn, ci de la mediul industrial, așa cum vă voi explica în continuare.
Căldura pierdută de un agent economic industrial
Este destul de greu să definești ineficiențele unui mediu industrial. De aceea sunt firme de audit energetic și inginerie pentru eficientizare. Aceste firme caută să studieze eventualele măsuri care pot fi implementate pentru a reduce zgomotul, poluarea, consumul energetic și deșeurile industriale. Prin acest deșeuri industriale, va fi numărată și căldură. Aceasta este aruncată pe coșul fabricii, în cantități enorme. Toate utilajele dintr-o fabrică, de la motoare electrice, la cuptoarele, vor aveam ineficiențe termice, unele la o temperatură peste 90℃.
[adinserter block=”3″]
O măsură de eficientizare al acestui spațiu industrial ar fi să recuperăm energia termică din fluide și să o înmagazinăm într-un rezervor cu apă caldă, sau un puffer imens și înalt. Rezervor de apă caldă sau puffer sunt același lucru, doar încerc să punctez mai mulți termeni. Când spun fluide, mă refer la lichid și gaz, iar gazul este întotdeauna mai dificil decât un lichid. Noi căutăm să smulgem această energie termică de la echipamente, inainte ca ea să se disipe în aerul halei sau în atmosferă. Acest smuls de căldură este prioritatea principală în acest context.
Pentru spațiile de producție noi, se poate merge cu această idee în minte, chiar de la început. Ne interesează să captăm energia termică de la echipamente și să o disipăm într-un rezervor cu apă caldă amplasat undeva în fabrică. Cu cât rezervorul este mai înalt, cu atât mai bine, iar transferul de fluid de la echipament la rezervor, să se facă prin țevi izolate suficient și fără punți termice. Lucrările se pot face și într-un spațiu industrial existent, doar că uneori la un cost ceva la crescut, mai ales dacă deja este prea puțin spațiu în hală pentru activitate.
Unde se duce căldura după ce este recuperată?
În acest punct vom presupune că am recuperat energia termică în plus, de la instalații și echipamente, și am transferat-o spre rezervorul de apă caldă. Ce vom face cu ea mai departe? De aici, o să observăm că energia termică este enormă, iar că acel rezervor va ajunge destul de repede la 90℃. După 90℃, acel rezervor prinde un sistem special de vas sub presiune și nu mai poate fi considerat doar un rezervor cu apă caldă. Pentru majoritatea agenților economici, acest recipient de apă caldă trebuie să rămână la maxim 90℃!!!
[adinserter block=”3″]
Ideal ar fi să avem un rezervor cât mai mare în fabrică sau în atelier, dar uneori nu este posibil și temperatura ajunge prea des peste 90℃, iar valva de presiune se declanșează des. Din acest rezervor prevăzut cu o valvă de presiune și un termostat, vom trimite căldura spre un rezervor mult mai mare. Acest rezervor mai mare va sta în centrala despre care am discutat mai sus, cea a furnizorului de energie. El ne va plăti pentru energia termică trimisă și ne va taxa pentru energia termică primită. Această energie termică trimisă de fabrică când este în plus, va fi cerută de aceeași fabrică pe timp de iarnă, sau chiar pentru procese de producție.
Trebuie făcut un calcul despre cât merită să înmagazinezi local, mai ales din considerente de spațiu, și cât merită să cumperi de la punctul termic sau de la centrala termică. Fiecare agent economic va avea propriul calcul. Este important și felul în care energia pleacă spre centrală și vine de la centrală. De regulă se utilizează țevi de oțel termoizolate cu spumă poliuretanică. Aceste țevi sunt deseori îngropate în sol, iar uneori sunt amplasate pe stâlpi prefabricați de beton. Sfatul meu este să le îngropați.
Ce face centrala termică cu apa caldă?
Centrala termică adună energie termică de la mai mulți agenți economici. Uneori există niște puncte de agregare a agentului termic, iar de acolo transferă lichidul cald în interiorul clădirii. Această clădire are rezervoare de aproximativ 50.000 de litri. Diametre de aproximativ 3 metri și înălțimi de aproximativ 7 metri. Spun aproximativ pentru că par mai mari când au termoizolația pe ele. Acestea sunt rezervoare prefabricate, care se produc în altă parte și sunt transportate la centrală. Un punct termic ar putea avea chiar și 10 astfel de rezervoare. Uneori ele sunt chiar mai mari, dar atunci le amplasăm în exteriorul clădirii.
[adinserter block=”3″]
Uneori există rezervoare duble ca înălțime și ca capacitate, din care se extrage apa la diferite temperatură, pentru diferiți agenți economici. Vă spuneam că energia trimisă, poate fi luată înapoi în timpul iernii, dar la fel de bine poate fi primită înapoi câteva zile mai târziu, atunci când fabrica are nevoie de căldură mult în procesul manufacturier. Sunt diferite contracte pentru această energie termică. Transferul de la agentul economic la centrală se face printr-un circuit tur-retur redundant. Dacă se sparge țeava într-un loc, se rutează circuitul de apă prin altă parte.
Această buclă nu asigură redundanță unei fabrici anume, ci sistemului. Cât timp se efectuează reparația, există înmagazinare în rezervorul local, iar restul se aruncă în atmosferă printr-un radiator de siguranță. Alternativ se transferă căldură în punctul de agregare menționat mai sus. În punctul de agregare, se conectează mai multe fabrici dintr-un mediu industrial și acolo există uneori și un rezervoare de apă caldă pentru aducerea agentului termic la o temperatură înainte să o trimită în bucla locală. Această buclă locală are cam 120℃, iar eu spuneam mai sus că rezervorul local are maxim 90℃. Punctul de agregare condiționează agentul termic băgat pe bucla redundantă.
Cât de important este punctul de agregare?
Acest punct de agregare ține un pic și de partea financiară. Este destul de scump să te conectezi la astfel de punct, iar capacitatea de conectare trebuie calculată pentru a ține costurile sub control. În acest punct de agregare, care de obicei este subteran, sunt amplasate contoarele termice. Aceste aparate digitale contorizează câtă energie termică introduci în sistem și câtă scoți, evident la tarife diferite. Adică vinzi ieftin și cumperi scump, dar nu mai scump decât dacă ai fi aruncat energia pe fereastră și ai fi cumpărat-o din nou de la rețeaua electrică sau de gaze.
[adinserter block=”3″]
Bucla locală, adică bucla principală nu primește temperatură sub 120℃, iar punctul de agregare te ajută să introduci energia în rețeaua locală de apă caldă, fără să ai recipiente sub presiune și toată birocrația care vine cu aceste vase sub presiune. Dacă centrala termică cere să cumpere sau să închirieze spațiu în curtea voastră pentru punct de agregare, ar putea fi în interesul vostru să-i serviți. Evident, la un tarif echitabil. În puncul de agregare se află acele rezervoare despre care vorbeam că ridică temperatura la 120℃.
Vara, în momentul când temperatură din rezervorul fierbinte este pe la 125-130℃, sistemul schimbă energie, de la fabrici și ateliere, spre punctul termic. Iarna, când agentul economic consumă energie termică, apa de pe magistrală vine la 125-130℃ și ajunge la 90℃ în incinta fabricii sau a atelierului. Acest punct de agregare are rolul de a urca și de a coborâ temperatură agentului termic, dar și de a schimba energia termică între fabrici sau fabrici și cartiere rezidențiale, fără să o mai trimită la punctul termic și înapoi. Aceste puncte de agregare sunt instalate în parcuri industriale mari.
Acest sistem de recuperare a căldurii este descris doar parțial
Din povestea noastră am excluz o grămadă de detalii, pentru că n-am dorit să mă întind pe o serie de articole. Însă cred că dacă există interes, am să extind subiectul. Poate vom discuta despre termoizolație specială, senzori de temperatură, schimbătoare de căldură. Pot să vă vorbesc și despre stații de cogenerare din interiorul fabricilor, felul în care sistemul descris interacționează cu ele, genul de energie generată, puteri, costuri, dar și cum să vi le construiți singuri pe ale voastre. Vorbim despre tehnologie din 1920, deci nu e nimic prea fantastic sau prea inaccesibil.
[adinserter block=”3″]
Apoi voi încerca să leg articolele despre detalii în acesta și să vă ajut să studiați cât vă interesează. Unele sistemele explicate aici pot părea copleșitor de complicate și foarte scumpe. Vă asigur că nu sunt și că merită să le construiți. Aici este nevoie de multe cunoștințe și forță de muncă educată și capabilă, și mai puțin de bani sau resurse prea speciale. Se pot construi astfel de sisteme la scară mare sau la scară foarte mică. Pot exista situații în care o fabrică vinde separat energie termică spre casele din satul în care este amplasată.
De la acel schimb termic se poate trece la o stație de cogenerare, iar apoi acea energie poate reprezenta o mită pentru agenți economici. Astfel se pot vinde terenuri în zonă și să atragi industrie sau mici fabricanți. „Deșeurile termice” se pot utiliza pentru a reduce consumul de gaz și de lemn utilizat în mediul rezidențial. Oricât o dai în bară cu construcția conductelor termice, tot va fi mai eficient ca niște sobe ce ard lemn ud sau centrale termice operate incorect.