VYUŽITÍ DRUHOTNÝCH ZDROJU ENERGIE

Tak např. při výkonnosti turbokompresoru 40 000 m 3 .h -1 a kompresním poměru
ε = 7 je množství tepla předaného ze vzduchu do chladící vody cca 3 200 kWh, což při
elektrickém příkonu cca 4 000 kW představuje téměř 80% přivedené energie.
Přesto i zde je množství chladící vody velké, při jejím oteplení např. z 10 na 40 o C je to
v tomto případě 92 t.h -1 chladící vody.
Obdobná je situace u pístových a rotačních objemových kompresorů, kde však kromě
chlazení plynu v mezichladičích dochází i ke chlazení pracovního prostoru kompresoru.
Možnosti využití odpadního tepla chladící vody.
1) ve výměnících tepla voda – voda,
2) ve výměnících tepla voda – vzduch.
3) pomocí tepelných čerpadel.
Ad 1) Výměníky tepla voda – voda.
S ohledem na poměrně nízké teploty oteplené chladící vody je teplota vody v sekundární části
výměníku tepla omezena tím, že musí být minimálně o 5 až 10 o C nižší, než teplota odpadní
vody vstupující na primární straně do výměníku tepla. I tak vychází rozměry výměníku
značné. Tento způsob je možno uplatnit jen pro ohřev TUV, příp. jako první stupeň ohřevu
napájecí vody pro parní kotle (voda se ohřívá na teplotu 105 až 150 o C).
Ad 2) Výměníky tepla voda – vzduch.
Možnosti využití pro tento účel jsou rovněž omezené. Hlavně se jedná o větrací a klimatizační
zařízení, příp. externí částečný ohřev spalovacího vzduchu spalovacích zařízení (kotlů,
průmyslových pecí apod.).
Ad 3) Využití citelného tepla chladící vody pomocí tepelných čerpadel.
Tímto způsobem je možno dosáhnout vyšších teplot v sekundárním okruhu a využít tak
odpadní teplo pro systémy vytápění, ohřev TUV, větrání a klimatizaci.
Efektivnost nasazení tepelných čerpadel závisí na konkrétních podmínkách a musí se
vyhodnotit v každém jednotlivém případě.
Princip oběhu tepelného čerpadla
Schéma je na obr. 26.společně s průběhem oběhu, znázorněného v T – s diagramu.
Tepelné čerpadlo je v podstatě chladící kompresorové zařízení s tím rozdílem, že se ve
výparníku 4 využívá pro odpaření chladiva oběhu tepelného čerpadla zmíněné odpadní teplo
chladící vody ze zdroje tepla. Odpařené chladící medium kompresorem 1 zvyšuje tlak a
teplotu, páry se přehřívají a vedou se do kondenzátoru 2, kde se tepelná energie chladiva
předává topnému mediu, např. v systému CZT (centrální zásobování teplem) pro vytápění a
klimatizaci objektů. V redukčním ventilu 3 se tlak chladiva snižuje na původní hodnotu, aby
byl tepelný oběh uzavřen.
Celý oběh je znázorněn v T – s diagramu. Zde jsou stavové změny:
4 – 1 odpařování chladiva ve výparníku,
1 – 2´ komprese v ideálním kompresoru (1 – 2 komprese skutečná),
2´- 3 ochlazení a kondenzace par chladiva v kondenzátoru,
3 – 4 redukce tlaku v redukčním ventilu.
Celý tepelný oběh nemůže probíhat samovolně, protože by to odporovalo II. zákonu
termodynamiky. Proto je nutno oběhu dodávat mechanickou práci zvenčí, což se děje
kompresorem.
Pro porovnání efektu využití energie byl u tepelných čerpadel zaveden tzv. topný
faktor (obdoba chladícího faktoru u chladících zařízení), který vyjadřuje poměr mezi
získanou tepelnou energií dodanou do systému CZT a energií dodanou do oběhu ve formě
mechanické práce kompresoru.
35