Z visokoučinkovitimi toplotnimi črpalkami do popolnega izkoristka geotermalne energije
Da uporaba tehnologije toplotnih črpalk res nima meja, dokazuje projekt daljinskega ogrevanja na Slovaškem, ki smo ga izvedli v podjetju Kronoterm. Kontaktirali so nas predstavniki javnega podjetja za daljinsko ogrevanje v mestu Šal’a na Slovaškem in nas prosili za pomoč pri zasnovi rešitve in optimizacije obstoječega sistema daljinskega ogrevanja.
HITRA DEJSTVA
Ime projekta: mesto Šal’a
Država: Slovaška
Naselje: 44.96 km²
Št. prebivalcev: 25.000 prebivalcev
Izgradnja objekta: 2018
Grelna moč: 10-12 MW
Toplotni vir: voda/voda
Uporaba: izkoriščanje toplote odpadne vode
Mesto sredi narave
Šal’a je mesto s skoraj 25.000 prebivalci. Nahaja se v regiji Nitra na Slovaškem, ki je od glavnega mesta Bratislave oddaljeno le dobrih 60 km. Mirno in očarljivo mesto obdaja čudovita narava, skozi katero teče reka. Šal’a je znana tudi po svoji historični arhitekturi, ki sega vse v leto 1002, ko je bila prvič formalno omenjena in zabeležena.
Mesto se nahaja v čudoviti naravni pokrajini Nitra, skozenj teče reka. Zaradi posodobitve sistema daljinskega ogrevanja s toplotnimi črpalkami Kronoterm, bo lahko mesto obvarovalo svoje naravne lepote.
Posodobitev sistema daljinskega ogrevanja
Kot marsikatero mesto se je tudi Šal’a odločila za posodobitev svojega daljinskega sistema ogrevanja z nazivno močjo 22,5 MW, na katerega je priključenih 15.000 oseb. Ker reka mesto deli na dva bregova, je sistem daljinskega ogrevanja sestavljen iz dveh ločenih krogov: kroga CK 31 in CK 34. Krog CK 31 ima skupno toplotno moč plinskih peči na zemeljski plin 13,7 MW, krog CK 34 pa 9,75 MW. V prihodnosti želi mesto oba kroga povezati in vzpostaviti enovit sistem.
V sistemu centralne oskrbe s toploto gre za proizvodnjo toplote v centralnem toplotnem viru in njeno dobavo več napravam za odjem toplote preko distribucije toplote. Komunalni sistem centralne oskrbe s toploto v Šali oskrbuje predvsem stanovanjsko in komunalno sfero ter lokalno industrijo.
Kronoterm je za mesto Šala zasnoval inovativno rešitev koriščenja toplote odpadne vode s toplotnimi črpalkami. To je prispevalo k zmanjšanju emisij in stroškov ogrevanja.
Izjemna naravna danost: mesto, bogato z geotermijo
Prejšnji sistem ogrevanja mesta je temeljil na premogu in je postajal vse bolj zastarel, zato ga je kot logični naslednik nadomestil plin. Ta je s seboj prinesel nove probleme, kot je energetska odvisnost, izpusti toplogrednih plinov pa so bili še vedno previsoki glede na sodobne smernice. Idealna in najbolj logična rešitev se je nato ponudila kar sama. Regija Nitra, kjer se nahaja Šal’a, je namreč bogata z geotermalno energijo, ki jo je mogoče izkoristiti za daljinsko ogrevanje. Zaradi tega je mesto sistem na plin kasneje nadgradilo s sistemom izkoriščanja geotermalne energije.
Kako je lahko izkoriščanje geotermalne toplote še bolj optimizirano?
Vendar mesto kljub prehodu na izkriščanje okolju prijaznejšega vira energije svojega energetskega problema ni povsem rešilo. Kaj je predstavljalo problem? Vsako izkoriščanje geotermalne toplote ni nujno tudi energetsko optimirano in prav to je bil največji problem sistema v mestu Šal’a. Že res, da so s pomočjo prenosnikov toplote izkoriščali geotermalno vodo, ki ima na površju 65 °C, do temperature 47 °C (ob polni obremenitvi vrtine je to pomenilo 1,5 MW toplote), a so nato odpadno vodo prevročo spuščali v reko. Voda na izstopu iz prenosnika toplote s temperaturo 47 °C je pomenila velik neizkoriščen potencial obnovljive energije, obenem pa je povzročala ekološko škodo v reki in velike finančne izgube. Šal’a je bila v konfliktu sama s sabo: zaradi dobronamernega prizadevanja za brezogljično mesto je nastala nova, nepredvidena okoljska škoda, ki je za sabo potegnila nepotrebne stroške. Ko bi le obstajal način, da bolje izkoristimo pridobljeno geotermalno energijo … Ampak saj vendar obstaja!
Kam gre odpadna voda pri ogrevanju s toplotno črpalko? Okolju najbolj prijazen način je, da se odpadna voda injektira nazaj v zemljino. Ker v mestu Šal’a to zaradi neprepustnih prodnatih tal, v katera voda težko pronica, to ni mogoče, se odpadna voda izliva v reko. Pri tem veljajo zakonska določila, kako ohlajena mora biti odpadna voda pred izpustom v reko, da ne ogrozi vodnega ekosistema (v Sloveniji med 25 °C in 30 °C). Bolj, kot je voda izrabljena (ohlajena), manjša je koncesija, ki jo mora podjetje plačati!
Mestna strojnica. Tukaj se toploto odpadne vode izkoristi do konca, nato pa se jo ohlajeno vrne v reko – rečni ekosistem tako ostane neokrnjen!
Ko na pomoč priskoči Kronoterm
Kako smo pri podjetju Kronoterm rešili problem nepopolno izkoriščene geotermalne energije v mestu Šal’a? Predmet projekta je bil krog CK 31 s štirimi kotli na plin, ki je bil leta 2010 nadgrajen s sistemom izkoriščanja toplote geotermalne vode, ki jo črpajo iz 1800 m globoke geovrtine. Zasnovali smo posodobitev oziroma nadgradnjo sistema z ustrezno tehnologijo toplotnih črpalk, ki omogoča boljše izkoristke geotermalne energije, je bolj ekološka, znatno zmanjša stroške in za proizvodnjo toplote zahteva manjšo porabo plina.
Shema novega sistema, zahvaljujoč kateremu so se stroški ogrevanja za prebivalce občutno zmanjšali!
Izkoriščanje toplote odpadne vode
Izvedba nadgradnje sistema je potekala v dveh fazah. V prvi fazi sta se izvedli študija in projekt integracije toplotnih črpalk v sistem z doseganjem najvišjega učinka. V drugi fazi je sledila izdelava posebnih toplotnih črpalk za visokoučinkovito izkoriščanje odpadne vode pri ogrevanju z geotermalnimi toplotnimi črpalkami ter z možnostjo ogrevanja vode na sekundarni strani preko 80 °C. To tehnologijo smo v Kronotermu razvili leta 2017 skupaj s partnerskim proizvajalcem kompresorjev.
Toplotno črpalko smo v sistem integrirali na način, da izkoristi odpadno geotermalno toploto na primarni strani. Celoten sistem je mogoče upravljati preko centralnega nadzornega sistema.
Povečanje izkoristka pri enaki temperaturi dovoda v sistem s Kronotermovimi toplotnimi črpalkami je 50 %!
Naj rezultati govorijo zase
Rezultat je bil naravnost fantastičen. Nadgradnja sistema ogrevanja z geotermalno energijo, ki ga je zasnovalo naše podjetje Kronoterm, je znatno dvignila izkoristek izrabe geotermije. Sedaj ima voda pred izpustom v reko manj kot 25 °C oziroma skoraj 50 % manj, kot pred posodobitvijo. To pomeni 50 % povečanje izkoristka pri enaki temperaturi dovoda v sistem.
S tem je ogrevalni sistem mesta dosegel izjemen izkoristek toplotnih črpalk. Posledično so se kot domine podrli tudi vsi ostali problemi, povezani z izhodiščnim problemom neoptimalno izkoriščenega sistema: zmanjšali so se stroški, Šal’a pa je zgledno zadostila zadanim okoljskim zahtevam in se postavila za zgled drugim naprednim mestom.
Za najbolj skeptične naj izjemnost rezultatov ponazorimo še s številkami: poskusno obratovanje je pokazalo, da so stroški proizvodnje toplote s toplotnimi črpalkami več kot pol nižji v primerjavi proizvodnje s plinom, izpusti emisij toplogrednih plinov pa kar štirikrat nižji! Tako se je Kronotermova študija, izvedena pred nadgradnjo sistema, potrdila tudi v praksi.
Želite tudi vi prihraniti pri ogrevanju industrijske stavbe? Potrebujete inovativno rešitev za daljinsko ogrevanje vasi ali mesta, ki zagotavlja velike prihranke? Preverite našo ponudbo tukaj ali nas pokličite na 080 23 22.