Energetsko učinkovita priprava tople sanitarne vode v kampih

 

V današnjih časih se še vedno v večini kampov in avtokampov pripravlja topla sanitarna voda na konvencionalne načine, bodisi z izgorevanjem fosilnih goriv ali s toplotnimi črpalkami zrak/voda. Trendi gredo v smeri obnovljivih virov energije, predvsem koriščenju solarne energije. Drugi obnovljivi viri energije kot na primer podtalna voda, geosonde, zemeljski kolektorji pa so redkeje zastopani.

Značilno za letne kampe in avtokampe je ta, da so potrebe po topli sanitarni vodi relativno visoke ter enakomerne skozi celotno sezono delovanja kampa, medtem, ko ostalih porabnikov toplote, skorajda ni, zato so sistemi za vračanje toplote iz odpadne tople vode zelo zanimivi.

 

 

Ali je ogrevanje s solarnimi kolektorji res učinkovito v kampih?

Solarno ogrevanje sanitarne vode je precej vabljiv vir energije za ogrevanje tople sanitarne vode v kampih, posebej na področjih z veliko sonca, kot npr. v primorju.

A vendar se tu pojavi problem, saj so konice porabe tople sanitarne vode zvečer, ob sončnem zahodu ter zjutraj, kadar je sonce še nizko na obzorju in ne daje ustreznih ogrevnih moči za segrevanje tople sanitarne vode. Večerno konico lahko pokrijemo z energijo, ki smo jo prejeli čez dan od sonca ter akumulirali v akumulatorje tople sanitarne vode, jutranje konice pa pri veliki porabi zvečer ne moremo več pokriti z akumulacijo.

Priprava tople vode s solarno toploto v kampih se tako ne izkaže za učinkovit vir energije, kot bi morda pričakovali.

 

Energent odpadna voda v primerjavi z obnovljivimi viri energije

Odpadna voda iz umivalnikov, tušev, pomivalnih korit ipd. ima povprečno temperaturo okrog 30°C. To je relativno visoka temperatura v primerjavi z temperaturnimi ravnmi obnovljivih virov energije kot npr. pri podtalni vodi, medija v geosondah in zemeljskih kolektorjih. To omogoča izredno visoka grelna števila pri toplotnih črpalkah.

Dodatna prednost odpadne tople vode v primerjavi z drugimi obnovljivimi izvori energije je tudi dejstvo, da ne potrebujemo nikakršnih dovoljenj in infrastrukture kot je to potrebno pri zajemu obnovljivih virov (izvorne in ponorne vrtine, izvedbe globokih izvrtin in postavitev geosond, itd.). Investicijski vložek za vzpostavitev izvora energije je tako neznaten v primerjavi z zgoraj navedenimi sistemi za zajem obnovljivih virov energije.

Ogromna prednost koriščenja toplote odpadne tople vode je, da imamo energent na razpolago takrat, ko ga potrebujemo. Namreč pri porabi tople sanitarne vode v konici imamo velike količine tega medija, ki ga lahko izkoristimo za pripravo sveže sanitarne tople vode do naslednje konične porabe.

 

 

Pri zajemu odpadne tople vode moramo zagotoviti le ločeno kanalizacijo, tako da je fekalna kanalizacija ločena od kanalizacije s toplo odpadno vodo. Odpadno toplo vodo nato gravitacijsko zberemo v preprostem odprtem zbiralniku. Naša naloga je samo, da odpadno vodo spremenimo v medij, ki bo omogočal visoko energetsko učinkovito pripravo tople sanitarne vode.

 

Naprava za vračanje toplote iz odpadne na svežo sanitarno vodo

Glede na visoko temperaturo energenta in relativno nizko temperaturo sveže sanitarne vode je primerno razmišljati o direktnem prenosu toplote, ki brez pomožne energije prenaša toploto iz odpadne na svežo vodo.

To je najbolje izvesti s toplotnim izmenjalnikom  – rekuperatorjem med odpadno in svežo vodo, preko katerega se vrši izmenjava toplote. Preostanek toplote pa se iz izmenjalnika na svežo vodo, prenese preko toplotne črpalke.

Na naslednji shemi lahko vidimo glavne sestavne dele take naprave in njeno delovanje.

 

 

V kanalizacijo odteka odpadna voda temperature 8°C, vsa toplota odpadne vode pa se prenaša tja, kjer jo potrebujemo – za ogrevanje sveže sanitarne vode. Napravo za vračanje toplote lahko kombiniramo s konvencionalnimi generatorji toplote, kot so kotli na zemeljski plin ali s solarnimi kolektorji, predvsem za začetno ogrevanje tople sanitarne vode, saj brez zadostne količine tople sanitarne vode sistem za vračanje toplote ne more delovati.

Naprave za vračanje toplote iz odpadne vode kot je npr. Menerga tip AquaCond porabijo manj kot 10% energije konvencionalnih sistemov za ogrevanje tople sanitarne vode.

V izrazoslovju učinkovitosti toplotnih črpalk t.i. grelna števila (COP) znašajo preko 10, česar ne bi dosegli z nobenim drugim sistemom z obnovljivimi viri energije, tudi najučinkovitejše toplotne črpalke ne presegajo niti polovice te vrednosti.

 

Na tehtnici…

Načeloma ogrevamo toplo sanitarno vodo od vstopnih temperatur, ki se gibljejo okrog 10°C na 40°C. Da segrejemo 1m³ vode iz 10 na 40°C, potrebujemo 35 kWh energije. To pomeni, da grelnik moči 35 kW segreva vodo eno uro.

Če ogrevamo z:

• električno energijo, pomeni to pri aktualnih cenah strošek ca. 5 €,
• s kurilnim oljem ca. 4 €,
• z zemeljskim plinom okoli 3,5 €,
• z utekočinjenim naftnim plinom ca. 5 €,
• s toplotno črpalko zrak/voda pa ca. 2 €.

V povprečju znaša dnevna potreba po topli vodi ca. 50 l na osebo. Večji kampi lahko sprejmejo tudi precej več kot 5.000 oseb. Če računamo na povprečno zasedenost v sezoni takega kampa 75%, znaša 3.750 oseb v kampu.

To pomeni, da se:

• dnevno porabi ca. 187m³  oz 18.7000 l  tople vode
• v sezoni (4 mesece) ca. 22.440m³  oz  22.400.000 l  tople vode.

 

S konvencionalnim ogrevanjem to predstavlja strošek med 78.000 in 112.000 € v sezoni, s toplotno črpalko zrak/voda pa 45.000 €.

Sistem AquaCond s skupnim grelnim številom (COP) 10,5 porabi le 10.686,00 € v sezoni, saj naprave družine Aquacond vrnejo zelo velik del toplotne energije nazaj in jo prenesejo na svežo vodo.

 

Zaključek

V sedanjem času relativno visokih cen neobnovljivih virov energije, lahko dolgoročno pričakujemo samo še nadaljnje višanje cen, ki je povezano z zmanjševanjem skupne količine teh energentov ter nenehnega večanja porabe energije. Hkrati je izraba obnovljivih virov energije kot je solarna toplota, geotermalna toplota, itd. vedno bolj razširjena.

V objektih kot so kampi in avtokampi, kjer se pojavljajo velike količine odpadne tople vode velikokrat zanemarjamo ta  »dragocen« vir energije, ki ima več prednosti pred izkoriščanjem kot enostavnejše zajemanje energenta, istočasno pa nudi znatno višjo energetsko učinkovitost kot sistemi, ki koristijo obnovljive vire energije.

V kampih praktično tudi ni nobenih drugih porabnikov toplotne energije in tako so sistemi za vračanje toplote iz odpadne tople vode še toliko bolj zanimivi, saj s tem ni potrebe po vgradnji drugih generatorjev toplotne energije.

 

---

Viri slik:

Slika 1:  https://autocamp.com/