Témata
Foto: I. Heisler

Jak ušetřit za energie: Využijte odpadní teplo

Řada průmyslových provozů využívá různé technologie, při nichž vzniká velké množství odpadního tepla. Tato draze získaná energie často uniká bez užitku, například ve formě odvodu horkých spalin komínem. Na druhé straně teplo potřebujeme na ohřívání vody nebo na vytápění. K tomu, abychom unikající teplo zadrželi a využili je tam, kde je ho potřeba, slouží technologie zpětného získávání neboli rekuperace tepelné energie.

Tento článek je součástí seriálu:
Jak ušetřit za energie
Díly
Ivan Heisler

V redakci časopisu MM Průmyslové spektrum zastává pozici odborného redaktora. Vystudoval obor Stavební údržba a rekonstrukce tratí na Vysoké škole dopravy a spojů v Žilině. Po ukončení studia pracoval jako projektant ve Státním ústavu dopravního projektování, poté jako redaktor odborných publikací pro uživatele osobních počítačů a jako šéfredaktor časopisu Počítač pro každého. Do MM Průmyslového spektra nastoupil v roce 2021.

Reklama

Díky rekuperaci tepelné energie lze významně snížit celkovou energetickou náročnost provozu, uhlíkovou stopu a především finanční náklady na nákup drahých energií.

Systém rekuperace odpadního tepla se používá zejména v průmyslové výrobě s velkým množstvím spalinových plynů. Rostoucí ceny energie, ekologické normy pro společnosti a zákonné požadavky na snižování emisí CO2 vytvářejí rostoucí poptávku po tomto typu systému. Odpadní teplo vzniká rovněž každodenním používáním elektrických strojů, velkých kotlů nebo chladicích systémů. Míra ztráty energie spalinami, odpadním plynem nebo obecným procesním teplem se pohybuje kolem 15 až 20 %. Ale prostřednictvím systému rekuperace odpadního tepla lze získat zpět až 90 % tepla, které odchází. Rekuperační jednotka je užitečná zvláště tehdy, když je velké množství tepla odváděno ventilačním systémem.

Jednotka pro zpětný zisk tepla s výměníkem je kompaktní zařízení, jež lze poměrně jednoduše instalovat ke zdroji tepla v místě odvodu spalin do komína. (Foto: I. Heisler)

Ze systému rekuperace odpadního tepla mohou těžit zejména průmyslové pekárny, výrobny nápojů, sušárny a kovozpracující závody. Ekonomika těchto provozů je silně ovlivňována změnami cen energií a je závislá na stabilních a předvídatelných nákladech na vytápění. Energeticky náročné průmyslové podniky díky rekuperaci získávají větší nezávislost na měnících se cenách energií a mohou ušetřit až 16 % nákladů na energie. Systém rekuperace odpadního tepla je použitelný pro téměř všechny druhy paliv, jako je např. ropa, plyn nebo různé druhy kapalin. Získaná energie může výrazně zvýšit účinnost kotle.

Jak systémy rekuperace tepla fungují

Aby se usnadnily různé formy odběru tepla, byla vyvinuta různá řešení rekuperace tepla, sloužící pro různá prostředí. Jednou z nejpoužívanějších forem je systém zpětného získávání odpadního tepla nebo zpětného získávání tepla z horkých spalin.

Reklama
Reklama
Reklama

Proces rekuperace tepla funguje tak, že odebírá odpadní teplo, které získává ochlazováním spalin, a touto energií ohřívá vodu. Za proces ochlazování spalin odpovídá teplosměnná jednotka, zabudovaná do spalinového komína. Odsávané spaliny mohou mít teplotu až 1 200 °C a lze je zchladit na 30 °C až 60 °C. Obecně jednotka tepelného výměníku přenáší teplo z proudících spalin na médium, jímž je nejčastěji voda, olej nebo vzduch. Médium pak získané teplo přenáší do akumulační nádrže, kde se ohřívá zásoba vody. Horkou vodu z nádrží lze použít například v systému ústředního vytápění kancelářských budov a dalších prostor závodu nebo pro potřeby dalších technologií, například pro mycí systémy. Je-li firma napojena na systém dálkového vytápění, může přebytečné teplo dokonce prodávat.

Ohřátá voda se skladuje v zásobnících, kde je k dispozici pro další využití. (Foto: I. Heisler)

Důležitou součástí systému je bypass – klapka, která může v případě potřeby přesměrovat proud horkých spalin mimo teplosměnnou jednotku. Spaliny pak volně projdou do komína. To se děje v situaci, kdy voda v zásobníku je dostatečně zahřátá, pro nahromaděnou energii není využití a hrozilo by přehřátí systému. O přepínání režimů se stará automatický kontrolní systém.

Příjemnější prostředí ve výrobních halách

Je-li přebytečné teplo z výroby důsledně odváděno, má to rovněž příznivý vliv na tepelný komfort a kvalitu vzduchu ve výrobních halách, což se projevuje čistším a zdravějším pracovním prostředím.

Kondenzace plynů obsažených ve spalinách

Dalším pozitivním efektem odebírání tepla z odváděných spalin je to, že ochlazováním dochází ke kondenzaci (zkapalňování) výfukových plynů. V rámci tohoto procesu může rekuperační jednotka odfiltrovat škodliviny a výsledný kondenzát lze odvádět do odpadních vod.

Ekologie a ekonomika

Zařízení pro rekuperaci tepla nejsou složitá ani drahá a lze je poměrně snadno nainstalovat i k existujícím zařízením. Vzhledem k vysoké účinnosti jde o dobrou cestu, jak zlepšit energetickou bilanci provozu firmy. Návratnost investice do této technologie se v závislosti na konkrétních podmínkách pohybuje nejčastěji od jednoho do tří let, což jsou velmi příznivé hodnoty. Navíc na investice do energetických úspor lze získat dotace z různých programů státní podpory. Zpětné získávání tepla je příkladem ekologického řešení, které je zároveň ekonomicky výhodné.


Související články
Energetická náročnost obráběcích strojů, část 2: Vliv výrobních strojů

Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Navíc zde hrají roli politika a byznysové zájmy, a tak je velmi obtížné se ve všech, často protichůdných, informacích vyznat.

Současné ceny energií jsou pro firmy likvidační

Pavel Janeček působí v energetice celý svůj profesní život. S redakcí MM Průmyslového spektra se podělil o své dlouholeté zkušenosti z plynárenského byznysu a o názory na řešení energetické krize v České republice. Navrhuje konkrétní východiska a apeluje na rychlé jednání české vlády.

MM Podcast: Glosa - Hra o energii o třech dějstvích

Mysleme na to, že Evropa je nyní blíže okamžiku bodu zvratu, protože již několik let trvající trend postupného poklesu konkurenceschopnosti tohoto regionu se dostane do ještě strmější trajektorie. Toto obrovské riziko zde reálně hrozí, a pokud na něj nebudeme reagovat a věnovat se jeho řešení, hrozí nám obrovské sociální problémy, které jsme zde za posledních několik desetiletí neřešili. A válka na Ukrajině, která není jeho prvotní příčinou, tento trend dále eskaluje.

Související články
MM Podcast: Glosa - Green Deal je mrtev, ať žije Green Deal!

V rámci tzv. Zelené dohody přijala Evropská komise návrhy na uzpůsobení své politiky v otázkách klimatu, energetiky, dopravy a zdanění, tak aby se státy mohly podílet na snižování emisí skleníkových plynů do roku 2030 alespoň o 55 % ve srovnání s rokem 1990. Komise plánovala do roku 2050 vytvořit z Evropy první klimaticky neutrální kontinent. Vše ale bylo postaveno na dodávkách ruského plynu. S ohledem na eskalaci studené války a nestabilitu dodávek ropy a zemního plynu na Green Deal ve stávající podobě zapomeňme. Vracíme se k pálení uhlí, mazutu a kdoví čeho ještě...

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Energetická náročnost obráběcích strojů, část 3: Inteligentní technologie

Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a  napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Smyslem předkládané trilogie článků není rozklíčovat současný stav a doporučit řešení, ale z pohledu konstrukce a provozu výrobních zařízení představit řešení firem, které primárně nehledí na byznys, ale na budoucnost naší planety.

Energetická náročnost obráběcích strojů, část 1: Obecný úvod do problematiky

Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Navíc zde hraje roli politika a byznysové zájmy a tak je velmi obtížné se ve všech, často protichůdných, informacích vyznat.

Inženýrská akademie ČR - Energie pro udržitelný život

Inženýrská akademie ČR je organizace sdružující lidi se společným zájmem – podporovat výzkum, vzdělávání a inovace. Najdeme zde špičkové odborníky z různých oborů. V našem seriálu dáváme slovo těm z nich, jejichž oblasti působnosti mohou být pro naše čtenáře zvlášť zajímavé.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 3. díl: Energetický mix České republiky

V minulém díle jsme upozornili na tu skutečnost, že elektromobily lze za vozidla s nízkými anebo nulovými emisemi skleníkových plynů považovat pouze podmíněně a že jednou z takových podmínek je energetický mix dané země. To jsme ilustrovali na rozdílných emisích bateriových elektrických automobilů mezi Řeckem (155,3 g CO2/km) a Švédskem (4,1 g CO2/km). V tomto díle se zaměříme právě na energetický mix, jak všeobecně, tak v souvislosti s očekávaným postupným přechodem na elektromobilitu.

Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 2. část

S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 1. část

S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

Úspory naruby - Obraťme toky řek

Při útlumu uhelných a jaderných elektráren a s nárůstem podílu obnovitelných zdrojů energie, především slunce a větru, nastal problém s přenosem a akumulací jejich elektrického výkonu mimo špičku zatížení elektrizační sítě. Tento problém však mohou i v Česku do značné míry a levně vyřešit stávající vodní díla (přehrady, jezy a hráze včetně turbín a kanálů a regulací) s využitím stávající přenosové soustavy.

Finance pro podnikání - Zaostřeno na úspory energie

„Je lepší dobrý úvěr a podpora úvěru než dotace. Jen tak se prokáže životaschopnost projektu.“ To jsou slova Ing. Vladimíra Fabera, zakladatele a dnes předsedy dozorčí rady české strojírenské společnosti FMP.

Úspory naruby - Lži o úsporách v domácnostech

Poté, co již máme jasno, jak je to s úsporou v případě úsporných světelných zdrojů. Víme čím, jak a kde svítit, přinášíme další díl seriálu Úspory naruby. Tentokrát se podíváme na zoubek spotřebičům v domácnosti.

Úspory naruby - Zákaz výroby a dovozu halogenových žárovek

Pod tímto nadpisem redakce připravila sérii zásadních článků o odvrácených stranách tzv. úspor, jejichž skutečné výsledky jsou často přinejmenším sporné.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit