Topla sanitarna voda; za njeno ogrevanje nam lahko pomaga topla odpadna voda in njena energija

Kako s toplo odpadno vodo lahko ogrevamo svežo sanitarno vodo?

S pripravo tople sanitarne vode se sooča vsaka zgradba, namenjena za bivanje ljudi. Bodisi so to stanovanja, hoteli, gostišča, letovišča, kampi, pralnice, bolnišnice itd. Standard današnje družbe zahteva čim večje ugodje, ki pa je praviloma povezano tudi s stroški, potrebo po energiji itd. V povprečju je potreba tople vode po osebi okrog 50 l na dan. To pomeni dnevno za 4-člansko družino cca 200 l tople vode, hotel s 20 sobami cca 3.000 l tople vode, hotel s 300 sobami cca 30 do 40 m3 tople vode, pralnice več 10 m3 tople vode.

 

Ena oseba porabi približno 50l tople vode na dan

 

Potrebna energija za ogrevanje vode in strošek

Priprava tople sanitarne vode je eden večjih porabnikov toplotne energije. V povprečju se voda ogreva od 10°C na 40°C, če zanemarimo še občasno pregrevanje zaradi dezinfekcije legionele.

Za primerjavo in občutek  poglejmo ogrevanje 1 m3 (1000 l) sanitarne vode od 10 na 40°C. Da jo ogrejemo, potrebujemo 35 kWh energije, to pomeni, da grelnik  35kWh ogreva 1 uro. Če jo ogrevamo:

– z električnim bojlerjem je strošek okoli 5,0 €,
– s kurilnim oljem je strošek okoli 4,0 €,
– z zemeljskim plinom je strošek okoli 3,5 €,
– z UNP (propan/butan) je strošek okoli 5 €,
– s toplotno črpalko zrak/voda je strošek okoli 2 €.

 

Primer: hotel s 100 dvoposteljnimi sobami in manjšim wellness centrom ob povprečni zasedenosti 70 % na letni ravni porabi cca 3.000 m3 tople vode. Če uporablja konvencionalno ogrevanje (elektrika, olje ali plin) je strošek med 10.000 in 15.000 €. Ta strošek predstavlja relativno veliki delež v skupnih stroških, zato je vedno prisotna želja, da ga zmanjšamo na minimum.

 

Kako zmanjšati stroške ogrevanja sanitarne vode na minimum?

Obnovljivi viri energije

V sodobnem času vsi prisegamo na obnovljive vire, ki so praktično neusahljivi in »brezplačni«. Preko letnega obdobja imajo nekateri viri relativno stabilen temperaturni potencial (vrtina od 10 do 12°C, geosonde od 0 do 14°C …), drugi manj (zemeljski kolektor od 0 do 10°C, zrak od -10 do +30°C …). Dodatna težava je tudi v tem, da nekateri obnovljivi viri niso vedno na voljo, ko jih potrebujemo (npr. sočni kolektorji samo sončni dnevi). Obstaja še boljša možnost?

 

Odpadna topla voda je odličen energent

 

Dejstvo je, da porabljena topla voda iz umivalnikov, tušev, kopalnih kadi, bidejev,.., postane odpadna topla voda. Ta odpadna voda, ima temperaturo vedno okrog 30°C, kar pomeni, da je porabljena odpadna topla voda odličen energent, ki je vedno na voljo, ko je na drugi strani poraba.

odpadna topla voda sanitarna topla voda

 

Če pogledamo bilanco med svežo (TVsv) in odpadno toplo vodo (TVod), je razmerje:

                                                                  TVsv : TVod = 1 : 1,2

Odpadne tople vode je cca 20% več kot porabljene sveže tople vode, ker se primešava še hladna.

Z odpadno toplo vodo imamo na voljo:

  • stalen energent,
  • energent pristoten v pravem času
  • energetsko bogat energent (cca 30°C)
  • Energent za katerega ne potrebujemo dovoljenj in posebne infrastrukture (vrtine, koncesije, cevovode, geosonde, kolektorje, transporta, vzdrževanja…)
  • investicijsko vlaganje v ta energent je v primerjavi z obnovljivimi viri skoraj zanemarljivo

Vse kar je potrebno je le to, da se vodovodna kanalizacija loči tako, da se fekalije in vsa ostala odpadna voda odvajata ločeno.

 

Odpadna sanitarna voda in njeno energetsko izkoriščanje

Pomislek, ki v največji meri odvrača uporabo tega energenta, da je ta, da je odpadna voda umazana in vsebuje določene primesi, kot so maščobe, detergenti, mila, šamponi, lasje. To je odveč, ker je postopek in tehnologija uporabe te vode zasnovana tako, da to ni ovira in je učinek visok in konstanten.

Oglejmo si koncept in učinek na naslednji shemi.

Opis koncepta sistema:

  1.  odpadna voda (31°C) se zbira na vseh potrošnih mestih (umivalniki, tuši, kopalne kadi, bideji…) s  pomočjo ločene odpadne kanalizacije.
  2.  v grobem filtru se partikli odstranijo (vrečke od šampona, lasje,…)
  3.  v zbiralniku odpadne vode (npr. stekloplastika), se voda gravitacijsko zbira
  4.  cirkulacijska črpalka
  5.  kombinirana energetska naprava (rekuperator s toplotno črpalko), odpadno vodo 31°C ohladi  na  8°C in s tem svežo vodo ogreje iz 10°C na 35°C
  6.  v zalogovniku se akumulira sveža topla sanitarna voda
  7.  po potrebi dogrevamo svežo toplo vodo na ustrezno želeno temperaturo

Zmanjšati (Reduce), Reciklirati (Recycle), Ponovno uporabiti (Reuse)

Kombinirana naprava AquaCond – rekuperator in toplotna črpalka

Srce sistema za vračanje toplotne energije iz odpadne, umazane tople vode na svežo sanitarno vodo je namensko narejena kombinirana naprava (rekuperator + toplotna črpalka), imenovana AquaCond, ki zmanjša ogrevalne potrebe za ogrevanje sveže vode za 90 %. Na naslednji sliki vidimo glavne sestavne dele in njeno delovanje.

Delovanja kombinirane naprave (rekuperator + toplotna črpalka) je razdeljeno na dva dela:

A - delovna faza (cca 98% časa)
  • koaksialni rekuperator kot prva stopnja vračanja toplote z učinkom preko 75 %, je grajen iz materiala, ki je obstojen na agresivnost odpadne vode (kemikalije od detergentov, šamponov, mil itd.). Odpadno vodo ohladi iz 31°C na 14°C in ogreje svežo vodo od 10°C na 27°C. Učinek 76%.
  • v izparilniku toplotne črpalke se dodatno ohladi odpadna voda iz rekuperatorja (14°C) na 8°C in potem energetsko izkoriščena konča v kanalizaciji.
  • s pomočjo kompresorja in hladilnega sredstva se »črpa« energija izparilnika na višji temperaturni nivo. Vložek primarne električne energije  je cca 10%.
  • v kondenzatorju toplotne črpalke se dodatno segreje sveža voda iz rekuperatorja (27°C) na 35°C in se akumulira v zalogovniku (bojlerju).
  •  ventilski sklop z motornim pogonom, ki skrbi za redno čiščenje poti umazane vode in zagotavlja konstantni učinek prenosa toplote.
B – čistilna faza (cca 2% časa)
  • Čistilna faza se izvaja avtomatsko v nastavljivih časovnih intervalih in omogoča konstantno visok učinek prenosa toplote.

 

Naprava AquaCond

Kombinirana naprava AquaCond je kompaktne izvedbe in v kompletu z vso potrebno avtomatiko. Moč naprave je definirana s pretokom ogrevanja sveže vode od 0,8 m3/h do 5,4 m3/h.

Naprava Aquacond 44

AquaCond 44: Naprave družine AquaCond vrnejo zelo velik del toplotne energije nazaj in jo prenesejo na svežo sanitarno vodo.

 

Poraba energije in prihranek  s pomočjo naprave AquaCond prikazano na primeru     

Analiza je izvedena na konkretnem primeru, kjer smo upoštevali realne podatke, standarde za porabo vode in aktualne cene. Za primerjavo vzamemo pripravo tople sanitarne vode s sistemom AquaCond 1,2 m3/h (tip 441221) in s klasičnim sistemom ogrevanjem na kurilno olje.

 

Vhodni podatki:

Pretok odpadne vode 1,2 m3/h 
Delovanje naprave 16 h/dan 
Količina odpadne vode (31°C) 19,2 m3/dan  
Pripravljena količina tople vode (40°C) 19,2 m3/dan 
Potrebna akumulacija odpadne vode 7,5 m3 
Potrebna akumulacija sveže tople vode 7,0 m3
Cena toplotne energije (olje) 0,09 €/kWh  
Cena električne energije 0,15 €/kWh

Zadostuje za naslednje projekte (za 365 dni s povprečno 70% zasedenostjo):

dvoposteljna soba, kopalnica s kadjo 55   sob
dvoposteljna soba, kopalnica s tušem 100 sob
dvoposteljna soba, kopalnica le z umivalnikom 565 sob
prenočišča, moteli 180 sob

Potrebna energija na letni ravni:

potrebna energija za ogrevanje (10 – 40 °C) 700 kWh
vrnjena energija iz odpadne vode ( 31 – 8 °C), učinek je 92% 633 kWh
primarna el. energija za toplotno črpalko (33-35°C) 328 kWh
potrebna primarna energija za dogrevanje (35-40°C) 433 kWh


Sestava energije za sistem AquaCond

Energija za ogrevanje tople vode s sistemom AquaCond

Energija za ogrevanje tople sanitarne vode s sistemom AquaCond

 

Strošek ogrevanja na letni ravni:

Sistem priprave tople vode: AquaCond Klasični sistem
primarna toplotna energija (olje) 2.649 € 15.453 €
primarna električna energija 1.549 € /
strošek skupaj 4.198 € 15.453
prihranek 11.255 € 0 €

 

Strošek za 1 m3 tople vode iz 10°C na 40 °C

Sistem priprave tople vode: AquaCond Klasični sistem
Toplotna energija 0,540 € 3,150 €
Električna energija 0,325 € /
Skupaj 0,865 € 3,150 €

 

 

Sestava stroškov za sistem AquaCond

Sestava stroškov za ogrevanje vode s sistemom AquaCond

Sestava stroškov za ogrevanje vode s sistemom AquaCond

 

Investicijski stroški in strošek energije v 15 letih

V naslednjem grafu so prikazani investicijski stroški ter stroški energije v 15 letih obratovanja za oba sistema priprave tople vode z izvrednotenim prihrankom.

 

Investicija v sistem AquaCond je približno 39.855 €

Investicija v klasični sistem je približno 7.230 €

Stroški energije za sistem AquaCond v 15 letih je 63.650 €

Stroški energije za klasični sistem v 15 letih je 230.789 €

 

Prihranek energije v 15 letih z uporabo AquaCond je 167.139€!

 

S to rešitvijo ne prihranimo samo pri stroških ampak varujemo tudi naravo…

Prihranek na energiji na letni ravni je cca 11.140 €, kar pomeni, da je doba vračanja več investiranih sredstev približno 3,6 leta. Čisti prihranek v 15 letih je torej cca 127.284€.

Če to prevedemo na okoljske parametre je prihranek cca 197.500 l kurilnega olja in zmanjšanje emisij CO2 za cca 533 t oz. 35,5 t/leto.

 

 

Zadnji članki