V času nepredvidljivih cen energentov ter negotovosti na trgih je energetska učinkovitost vse bolj pomembna in lahko tudi ključna za preživetje. Rešitve, ki so bile še včeraj nezanimive zaradi dolgih rokov vračanja investicije, postajajo danes vse bolj dostopne in ekonomsko izplačljive. Razvoj novih tehnologij je prinesel učinkovite spremembe pri izrabi odpadne toplote, ki se lahko se uporablja za proizvodnjo električne energije ali klimatizacijo in procesno hlajenje.

Uporaba odpadne toplote ima za podjetja številne finančne prednosti:

• Prihranek pri stroških: Podjetja lahko zmanjšajo svojo odvisnost od tradicionalnih fosilnih goriv, kar lahko privede do znatnih prihrankov stroškov pri računih za energijo.
• Povečana učinkovitost: Izboljša se učinkovitost energetskega sistema, saj gre za obliko energije, ki bi bila sicer izgubljena.
• Ogljični dobropisi: V nekaterih primerih lahko podjetja pridobijo ogljikove dobropise, saj velja uporaba odpadne toplote za obliko obnovljive energije.
• Državne spodbude: vlade po vsem svetu pogosto ponujajo spodbude za podjetja, ki uporabljajo odpadno toploto, kot so davčne olajšave ali nepovratna sredstva, kar lahko prav tako pomaga zmanjšati stroške.

Kot tudi okoljske vidike:

• Zmanjšanje emisij toplogrednih plinov: Z uporabo odpadne toplote kot vira energije lahko podjetja zmanjšajo svojo odvisnost od tradicionalnih fosilnih goriv, ki veliko prispevajo k emisijam toplogrednih plinov.
• Povečana energetska učinkovitost: gre za obliko energije, ki bi bila sicer izgubljena, zato se lahko izboljša splošno učinkovitost sistema. To pomeni, da je za dosego enakega rezultata potrebno manj energije, kar lahko pomaga zmanjšati skupno porabo energije.
• Zmanjšanje onesnaženosti ozračja: Podjetja zmanjšajo količino onesnaževal, ki se sproščajo v zrak. To pomaga izboljšati kakovost zraka in zmanjšati negativne vplive onesnaženega zraka na zdravje.
• Spodbujanje trajnostnega razvoja: Z uporabo odpadne toplote lahko podjetja zmanjšajo svoj vpliv na okolje in izboljšajo svojo trajnost, kar lahko prispeva k trajnostnemu razvoju in pomaga ublažiti učinke podnebnih sprememb

V podjetju Inpro d.o.o. Novo mesto sledimo tem tokovom in podjetjem poleg standardnih energetskih rešitev nudimo tudi različne »nove« pristope. V tem obvestilu vam na enostaven način predstavljamo dve pogosto prezrti rešitvi izkoriščanja energije odpadne toplote. S tem vpogledom želimo strankam olajšati odločitve za nadaljnje odločitve k implementaciji teh rešitev, ki se pričnejo z izdelavo idejnega projekta, s katerim začrtamo smernice in robne pogoje za izdelavo projekta za izvedbo in na koncu izvedbo.

Za več informacij in informativni izračun potenciala toplotnih virov se obrnite na naše svetovalce ali info@inpro.pro in z veseljem vam bomo pomagali.

Uporaba odpadne toplote za proizvodnjo električne energije

Energetski procesi z organskim Rankinovim ciklom (Organic Rankine Cycle ) dobivajo pomembno vlogo, saj odpirajo načine za pridobivanje električne energije in toplote, ki v preteklosti niso bili mogoči.

Organski Rankinov cikel (ORC) je termodinamični cikel, ki se uporablja za pretvorbo toplote v električno energijo. Podoben je Rankinovemu ciklu, ki se uporablja v tradicionalnih parnih elektrarnah, vendar uporablja delovno tekočino z nižjim vreliščem, kot je hladilno sredstvo ali organska spojina. Postopek ORC vključuje segrevanje delovnega medija, zaradi česar se ta uparja in se širi skozi turbino za proizvodnjo električne energije, preden se ohladi in kondenzira nazaj v tekočo obliko, ki se ponovno uporabi v ciklu. Sisteme ORC je mogoče uporabiti za pridobivanje energije iz različnih virov toplote, vključno z odpadno toploto iz industrijskih procesov, geotermalno energijo in sončno toplotno energijo.

Uporaba odpadne toplote za proizvodnjo hladu

Odpadno toploto lahko uporabimo tudi za proizvodnjo hladilne energije za potrebe klimatizacije in hlajenja. Naprave, ki se za ta namen uporabljajo so adsorbcijska in absorbcijska toplotna črpalka, ki delujejo podobno kot toplotne črpalke za ogrevanje, klimatske naprave, hladilnik. Bistvena razlika je v tem, da absorbcijska in adsorbcijska naprava niso gnane z električnim kompresorjem temveč namesto tega uporabljata toplotno energijo. Razlika med adsorbcijo in absorbcijo je materialu in postopku prenosa toplote.

Adsorpcijske hladilne naprave uporabljajo trdno sorpcijsko snov. Ta material adsorbira hladivo in ga nato odda, ko mu dovedemo toploto. Govorimo od paru adsorbent in adsorbat. Adsorbent je snov na katero se v fazi adsorpcije veže adsorbat, najpogosteje srečamo pare zeolit(adsorbent)/voda(adsorbat) ali silikagel/voda. Z dovajanjem toplote (odpadna toplota) segrevamo adsorbent, ki se s tem izsušuje in ustvarja se para. Para nato prehaja v kondenzator kjer se utekočini, odvečna toplota se odvaja iz sistema. Ko je adsorbent popolnoma izsušen, se prekine dovajanje toplote v adsorbent (adsorber/desorber). Po fazi ohlajanja kondenzat ponovno steka v uparjalnik, hkrati pa kondenzat (voda)  v uparjalniku reagira in ponovno prične izparevati. Tokrat suh adsorbent na sebe veže vso izparino - adsorbat. Z izparevanjem se voda v uparjalniku ohlaja in lahko se uporabi za hlajenje, klimatizacijo. Ko se na adsorbent veže dovolj adsorbata se ponovno prične faza segrevanja adsorbenta z zunanjim virom toplote in cikel se prične od začetka. Ker se hlajenje, ki ga lahko uporabimo za klimatizacijo, izvaja samo v eni fazi celotnega cikla, te naprave običajno sestojijo iz dveh adsorberjev/desorberjev, ki delujeta ravno v nasprotnih si fazah (npr. eden se ogreva in se izvaja desorpcija, drugi ohlaja in se izvaja adsorpcija) in tako dosežemo bolj zvezno delovanje naprave. Tipične vrednosti hladilnega števila (COP) za adsorpcijske naprave so med 0,5 in 0,6. Njihova prednosti pred absorpcijskimi napravami so nižje potrebne temperature grelne toplote, ki se začnejo že pri približno 60°C, ni potrebna črpalka za raztopino hladiva in posledično so te naprave tudi manj hrupne. Proces je poenostavljeno prikazan na spodnji sliki (levo).

Absorpcijske hladilne naprave pa delujejo na procesu absorpcije, ki poteka med najmanj dvema snovema, pri čemer ena nastopa kot hladivo, druga pa kot sorbent, za kar se najpogosteje uporablja vodo kot hladivo in tekoči litijev bromid kot sorbent. Hladilni učinek je posledica uparjanja hladiva (npr. vode) v uparjalniku pri nizkem tlaku. Lastnosti fazne spremembe nam omogočijo prenos velike količine energije. Pare hladiva se absorbirajo v absorber s čemer bogatijo raztopino hladiva in sorbenta. Da proces absorpcije nemoteno poteka, je potrebno hlajenje absorberja. Raztopina se iz absorberja neprestano črpa v generator, v katerem se raztopina regenerira za kar je potrebno dovesti toploto (npr. odpadna toplota). Hladivo gre iz generatorja v kondenzator, kjer zaradi ohlajanja kondenzira in se potem preko ekspanzijskega ventila vrne v uparjalnik. S tem je krog sklenjen. Tipične hladilne zmogljivosti teh naprav so do nekaj sto kilovatov. Kot vir toplote večinoma uporabljajo odpadno toploto iz drugih procesov, toploto iz daljinskega omrežja ali toploto iz kogeneracije. Potrebna temperatura toplotnega vira je običajno nad 85°C, hladilno število (COP) pa je med 0,6 in 0,8. Absorpcijske hladilne naprave so lahko enostopenjske ali dvostopenjske, ki imajo dva generatorja, potrebujejo višje grelne temperature (>140°C), a imajo tudi višja hladilna števila (>1,0). Proces je prikazan na sliki (desno).