Jak odzyskiwane jest ciepło z urządzeń chłodniczych?

Rosnące koszty pozyskiwania energii, niezależnie od tego, czy pochodzi ona z urządzeń wykorzystujących prąd, paliwa kopalne czy źródła odnawialne skłaniają do szukania sposobów na ograniczanie wydatków na ten cel. Jedną z metod optymalizacji zużycia energii jest korzystanie z możliwości używania energii odpadowej, np. traconej podczas pracy urządzeń chłodniczych. Systemy odzyskujące ciepło z układów chłodzących dają wymierne oszczędności.

Ciepło z urządzeń chłodniczych – dlaczego to możliwe?

Chłodnie przemysłowe są nieodłącznym wyposażeniem przedsiębiorstw zajmujących się przetwórstwem żywności, firm logistycznych zajmujących się przewozem łatwo psujących się towarów, a także gospodarstw rolnych i obiektów handlowych. Odpowiednie pomieszczenia pozwalające na przechowywanie zamrożonych lub schłodzonych towarów są wykorzystywane również w dużych restauracjach i firmach zajmujących się przygotowywaniem produktów garmażeryjnych, a także w większych hotelach prowadzących własne kuchnie. We wszystkich tych przypadkach urządzenia chłodnicze produkują stosunkowo dużą ilość energii cieplnej, która przez wiele lat była traktowana jako tzw. ciepło odpadowe. Wzrost kosztów pozyskiwania energii sprawił jednak, że coraz więcej firm jest zainteresowanych możliwością wykorzystania powstającej energii cieplnej. Za sprawą nowych i wydajnych technologii jest to już w pełni możliwe – wyjaśnia przedstawiciel firmy WestFrost, która zajmuje się chłodnictwem przemysłowym.

Urządzenia chłodnicze rzadko jeszcze kojarzą się w powszechnej świadomości użytkowników z możliwościami odzyskiwania dużych ilości ciepła. Tymczasem zjawisko powstawania energii cieplnej podczas ochładzania pomieszczeń i zgromadzonych w nich produktów jest ściśle związane z procesami fizycznymi, jakie zachodzą podczas pracy agregatów chłodniczych. W instalacji chłodniczej ciepło pobierane z oziębianych substancji nie znika, a jedynie jest przekazywane na zewnątrz podczas skraplania. Jego wykorzystanie jest najlepszym sposobem odzyskania znacznej części energii potrzebnej do ochłodzenia czynnika używanego w systemie. W przypadku większych instalacji może to znacząco wpływać na ograniczenie kosztów użytkowania całego obiektu.

Jak działa instalacja odzyskiwania ciepła z systemu chłodniczego?

Odzyskiwanie ciepła powstającego podczas skraplania czynnika chłodniczego pozwala na wykorzystanie znacznej części traconej energii. W przypadku większości instalacji tego typu możliwe jest wykorzystywanie urządzeń pozwalających na podgrzanie za pomocą wody lub powietrza do temperatury kilkudziesięciu stopni. Daje to sposobność wykorzystania jej zarówno w instalacji ciepłej wody użytkowej, jak i do ogrzewania.

Ciepło powstające w instalacjach chłodniczych nie pozwala na bezpośrednie uzyskiwanie wysokich temperatur. Ogrzana woda odbierająca powstające w nich ciepło musi być więc w większości przypadków dodatkowo podgrzana. Koniecznym elementem systemu jest zatem niezależne źródło ogrzewania, które będzie w stanie dogrzać wodę do wymaganej temperatury, w zależności od sposobu jej wykorzystania. W przypadku instalacji ogrzewania powierzchniowego oraz ciepłej wody użytkowej brakująca różnica będzie stosunkowo niewielka. Niezbędne są jednak urządzenia grzewcze o małej bezwładności cieplnej, które umożliwiają szybkie dostosowanie się do potrzebnych parametrów pracy. W tej roli sprawdzają się zarówno klasyczne pompy ciepła dowolnego rodzaju – wodne, gruntowe czy powietrzne, jak i kotły gazowe lub spalające olej opałowy.

Do poprawnego działania systemu odzysku i wykorzystania ciepła z instalacji chłodniczych potrzebna jest również zaawansowana technicznie automatyka, która będzie w stanie na bieżąco monitorować ilość uzyskiwanej energii i dopasowywać charakterystykę pracy urządzeń grzewczych do aktualnych potrzeb. W wielu przypadkach dobrym wyjściem może być wyposażenie instalacji odzyskującej ciepło w zbiorniki akumulacyjne, jednak opłacalność ich wykorzystania zależy od specyfiki konkretnego systemu. Jest to tym ważniejsze, że urządzenia chłodnicze nie pracują ze stałą wydajnością, więc ilość powstającej energii odpadowej ulega znacznym wahaniom. Efektywność odzysku ciepła z przemysłowej instalacji chłodniczej będzie się więc zmieniać w różnym czasie i zawsze powinna być poprzedzona dokładną analizą kosztów i możliwych do osiągnięcia korzyści.

Korzystanie z możliwości odzysku ciepła z instalacji chłodniczych to z jednej strony sposób, na ograniczenie kosztów działania samej instalacji, z drugiej mniejsze obciążenie dla środowiska naturalnego oraz częściowe uniezależnienie się od zewnętrznych dostaw materiału opałowego wykorzystywanego do ogrzewania.