Stlačený vzduch je v modernom priemysle nepostrádateľný a často sa označuje ako "štvrtá komodita". Efektívne využitie energie pri jeho výrobe je preto kľúčové. Jednou z možností, ako znížiť prevádzkové náklady a zároveň minimalizovať dopad na životné prostredie, je rekuperácia tepla vznikajúceho pri kompresii vzduchu.
Princíp rekuperácie tepla zo vzduchových kompresorov
Kompresiou vzduchu vzniká značné množstvo tepla. Až 90 % elektrickej energie spotrebovanej kompresorom sa premieňa na kompresné teplo. Bežne sa toto teplo odvádza do okolitého prostredia, čo predstavuje značné plytvanie. Rekuperácia odpadového tepla umožňuje získať späť až 94 % tejto energie a využiť ju na iné účely.
Typy kompresorov a rekuperácia tepla
Pred investíciou do systému rekuperácie je dôležité rozlišovať medzi vzduchom chladenými a vodou chladenými kompresormi. Rekuperácia tepla z vodou chladených kompresorov je zložitejšia a ekonomicky sa oplatí pri kompresoroch s výkonom nad 22 kW. Voda ohriata kompresorom môže dosiahnuť teplotu až 90 °C, čo je ideálne pre ďalšie využitie.
Možnosti využitia rekuperovaného tepla
Existuje viacero spôsobov, ako využiť rekuperované teplo:
- Vykurovanie priestorov: Horúci vzduch zo vzduchom chladeného kompresora je možné použiť na vykurovanie výrobnej haly alebo iných budov. Nemecká firma ALUP Kompressoren ponúka riešenie, kde je vzduch ohrievaný v chladiči oleja skrutkového kompresora a v zimnom období privádzaný do výrobnej haly vzduchotechnickým potrubím. Množstvo vzduchu je automaticky regulované klapkou. V letnom období je celé množstvo vzduchu vyvedené mimo ohrievané priestory. Priemerná teplota vzduchu je okolo 30 °C.
- Ohrev vody: Teplo je možné využiť na ohrev vody pre kúrenie alebo na prípravu teplej úžitkovej vody. Firma ALUP Kompressoren ponúka výmenník tepla, ktorý umožňuje ohrev vody až na 70 °C. Tento systém je vhodný aj na predohrev vody pre veľkokapacitné kotly.
Ekonomické a environmentálne výhody
Systém rekuperácie tepla prináša podniku významné úspory prevádzkových nákladov a znižuje jeho uhlíkovú stopu. Úspory energie závisia od rôznych faktorov, ako je typ kompresora, prevádzkový režim a spôsob využitia tepla.
Prečítajte si tiež: Všetko o rekuperácii podkrovia
Vplyv na produktivitu práce
Okrem finančných úspor má rekuperácia tepla pozitívny vplyv aj na produktivitu práce. Produktivita práce klesá o 2 % s každým 1 °C nad 22 °C. Systémy ako IntrCooll od spoločnosti Oxycom zabezpečujú efektívne chladenie a optimálne pracovné podmienky, a to aj v extrémne horúcich dňoch pri vysokom vnútornom tepelnom zaťažení.
Riešenia pre vetranie a chladenie výrobných hál
Okrem rekuperácie tepla je dôležité zabezpečiť kvalitné vetranie a chladenie výrobných hál. Moderné systémy, ako napríklad IntrCooll 4 Seasons, využívajú režim voľného chladenia na prívod chladného a čerstvého vzduchu z exteriéru. V zime, keď je vonku nízka teplota, stúpa teplý vzduch až k stropu. V režime voľného chladenia sa nízka teplota vonkajšieho vzduchu používa na ochladenie vzduchu vo vašich priestoroch. Tento režim chladenia dokáže efektívne ochladiť budovu a zaviesť vhodnú vlhkosť pre pohodlné vnútorné prostredie.
Dvojstupňové adiabatické chladenie
Spoločnosť Oxycom posúva adiabatické chladenie na ďalšiu úroveň pomocou jedinečného dvojstupňového procesu adiabatického chladenia. IntrCooll prirodzene ochladzuje vodu a používa ju na hlbšie ochladenie vzduchu. Prvý nepriamy adiabatický „krok chladenia“ využíva na predchladenie okolitého vzduchu studenú recirkulačnú vodu. Pretože sa nepridáva žiadna vlhkosť, má vzduch pri opustení výmenníka tepla nižšiu teplotu ako vonkajší vzduch. Druhý priamy adiabatický „chladiaci krok“ ochladzuje vzduch ešte ďalej prostredníctvom patentovanej technológie Oxyvap od spoločnosti Oxycom.
Čistenie vzduchu
IntrCooll vždy pred vstupom do výrobnej oblasti vyčistí prichádzajúci čerstvý vzduch. V chladnejších obdobiach môžeme tiež zaručiť bezprašnú vnútornú klímu filtráciou vzduchu recirkulovaného pomocou modulu Heat Reclaim.
Modul rekuperácie tepla
Vnútorné teplo generované strojmi, výrobnými procesmi, vykurovaním, osvetlením a ľuďmi stúpa konvekciou smerom k stropu. Toto zvyškové teplo opätovne využíva voliteľný modul Heat Reclaim. IntrCooll udržiava teploty vo vašej hale konzistentné, dodáva predhriaty ventilačný vzduch a zaručuje jeho vháňanie bez prievanu. Horizontálne teplotné vrstvy vo vašej výrobnej hale sú narušené (anti-stratifikácia) a preto je rozdiel medzi teplotou pod strechou a vonkajšou teplotou je minimalizovaný. Ak nie je nainštalovaný žiadny vzduchový vykurovací systém a vnútorné teplo uvoľňované zo strojov je nedostatočné, môže byť modul Heat Reclaim vybavený vykurovacím telesom. Takto sa ohreje recirkulovaný vzduch zhromaždený na strope. Je dosiahnutá príjemná pracovná teplota. Modul je možné kombinovať so všetkými bežnými spôsobmi vykurovania.
Prečítajte si tiež: Rekuperácia Šaľa - komplexný pohľad
Alternatívne systémy vykurovania hál
Technológie vykurovania halových objektov prešli za posledné roky výrazným vývojom. Dnešný trh ponúka širokú škálu systémov, ktoré možno prispôsobiť typu haly, prevádzkovému režimu aj ekonomickým možnostiam investora. Kľúčom k úspechu je zvoliť také riešenie, ktoré skutočne prinesie efektívne vykurovanie hál - teda vysokú účinnosť, nízke prevádzkové náklady a dlhú životnosť.
Infračervené žiariče
Infračervené žiariče fungujú na princípe priameho ohrevu objektov a povrchov, nie vzduchu. Tento typ vykurovania je obľúbený najmä tam, kde nie je potrebné ohrievať celý objem haly.
Výhody:
- okamžitý nábeh tepla bez dlhého zahrievania,
- minimálne straty prirodzeným prúdením teplého vzduchu,
- ideálne pre zónové vykurovanie alebo čiastočne vykurované haly,
- jednoduchá inštalácia a nízke obstarávacie náklady.
Nevýhody:
- nevhodné pre haly, kde je nutné rovnomerné vykurovanie celého priestoru,
- závislosť od priamej viditeľnosti - tiene alebo prekážky znižujú účinnosť.
Vhodné použitie: autoservisy, športové haly, výrobné linky, sklady s pohybom osôb a tovaru.
Teplovzdušné agregáty
Teplovzdušné jednotky ohrievajú vzduch, ktorý následne cirkuluje v priestore pomocou ventilátorov. Ide o jedno z najpoužívanejších riešení pre efektívne vykurovanie hál.
Výhody:
- rovnomerné rozloženie teploty v celom objeme,
- rýchla inštalácia a jednoduchá prevádzka,
- dostupnosť plynových, elektrických aj vodných variantov.
Nevýhody:
- vírenie prachu (nevhodné do čistých priestorov),
- vyššia spotreba energie vo vysokých halách bez destratifikácie,
- potreba pravidelnej údržby ventilátorov a filtrov.
Vhodné použitie: sklady, logistické haly, veľké dielne, montážne priestory.
Prečítajte si tiež: Vents: Rekuperácia pre Kvalitnejšie Bývanie
Podlahové vykurovanie
Podlahové systémy pracujú s nízkou teplotou rozvodu a rovnomerne odovzdávajú teplo zdola. V halách sa používajú výnimočne, no tam, kde to prevádzka umožňuje, môžu byť veľmi efektívne.
Výhody:
- príjemné a rovnomerné sálanie tepla,
- minimálne vírenie prachu,
- nízka prevádzková teplota = vyššia účinnosť.
Nevýhody:
- vyššie obstarávacie náklady,
- dlhá doba reakcie na zmenu teploty,
- nevhodné pre prevádzky s častými zmenami usporiadania priestoru.
Vhodné použitie: výstavné haly, showroomy, športové centrá, čisté výrobné prevádzky.
Tepelné čerpadlá a obnoviteľné zdroje
V posledných rokoch rastie záujem o systémy využívajúce obnoviteľné zdroje - najmä tepelné čerpadlá, často v kombinácii s fotovoltikou alebo solárnymi panelmi.
Výhody:
- nízke prevádzkové náklady,
- ekologická prevádzka,
- možnosť získať dotácie.
Nevýhody:
- vyššie investičné náklady,
- potreba dobre navrhnutej regulácie a integrácie s ďalšími systémami,
- nie vždy vhodné na rýchly ohrev veľkých objemov.
Vhodné použitie: novostavby s kvalitným zateplením, haly s dlhodobou stabilnou prevádzkou.
Hybridné riešenia
V praxi sa často osvedčuje kombinácia viacerých systémov, tzv. hybridné vykurovanie. Napríklad:
- infražiariče pre vykurovanie konkrétnych zón,
- teplovzdušné jednotky na rýchle dohriatie priestoru,
- rekuperácia na spätné získavanie tepla,
- fotovoltika na napájanie čerpadla alebo ventilácie.
Výhody:
- vysoká flexibilita,
- možnosť optimalizácie spotreby podľa dennej doby či prevádzkových cyklov,
- menšia závislosť od jedného zdroja energie.
Kvalita vzduchu a vetranie
Okrem teploty je dôležité zabezpečiť aj vysokú kvalitu vzduchu vo výrobných halách. Kvalitu vzduchu v priemyselných halách výrazne ovplyvňuje viacero faktorov, ako sú vlhkosť, prítomnosť škodlivých látok, množstvo prachu alebo oxidu uhličitého. Riešenia vnútornej klímy od Hoval využívajú centrálnu aj decentralizovanú výrobu tepla, aby sa vo výrobných halách udržiavala dokonalá teplota a zabezpečuje nepretržitú výmenu vzduchu.
Decentralizované vetranie
V posledných rokoch majitelia priemyselných hál častejšie riešia vetranie decentralizovaným spôsobom. To znamená menšie jednotky, takzvané strešné, ktoré potrebujú len 2 štvorcové metre voľného priestoru na strope, čo výrazne zjednodušuje inštaláciu.
Riadené vetranie s rekuperáciou tepla
Účinne znížiť koncentrácie škodlivých látok pod ich dovolené expozičné limity možno iba dostatočným vetraním. Ak chceme potom znížiť energetickú náročnosť vetrania, musíme použiť riadené vetranie so spätným získavaním tepla z odpadového vzduchu.
Princípy núteného vetrania
Najjednoduchšie nútené vetracie systémy kombinujú podtlakové vetranie a prívod vzduchu vetracími štrbinami. Na odvod vzduchu slúži odťahový ventilátor. Z miestností so zdrojmi vlhkosti (kúpeľňa, kuchyňa, hygienické zázemie) je odvádzaný vzduch pomocou jednotlivých potrubí k ventilátoru a vyháňaný do vonkajšieho ovzdušia. Na počiatku systému je odsávací ventil s možnosťou regulácie množstva odsávaného vzduchu.
tags: #rekuperacia #vzduchu #vo #vyrobnej #hale