Тепло из холода

Трудно представить мир современного человека без электричества, систем водоснабжения, отопления и кондиционирования. Стоимость энергоресурсов непрерывно растет, и все острее встает вопрос их эффективного использования.

Технологии утилизации тепловой энергии все чаще применяются на объектах различного назначения: от промышленных производств до помещений общественного пользования. Это обусловлено дефицитом и дороговизной первичных энергоносителей.

Холодильные системы зданий, например супермаркетов или крупных хладоцентров, затрачивают большое количество энергии для выработки холода. При этом они также вырабатывают значительное количество тепла. Эта тепловая энергия образуется в процессе конденсации газообразного хладагента. В обычных холодильных установках она отдается окружающему воздуху при помощи конденсаторных блоков и совсем не используется. Специалистам томской компании «МОНИ» удалось решить вопрос эффективного использования этой тепловой энергии.

Свою историю компания ведет с 2004 года. «МОНИ» имеет богатый опыт в областях:

• проектирования систем холодоснабжения, автоматизации, управления и мониторинга;
• проектирования систем отопления и горячего водоснабжения (ГВС) с помощью утилизации тепла на основе собственных запатентованных разработок;
• производства серийного и специального холодильного оборудования для предприятий промышленности, медицины, сельского хозяйства, отраслей пищевых производств, химии, предприятий торговли;
• поставок полного спектра холодильных компонентов;
• монтажа и сервисного обслуживания оборудования.

Все это позволило создать и запатентовать эксклюзивную систему утилизации тепла (УТC). Целью создания такой системы было обеспечение 100 % возврата тепла, выделяемого при конденсации паров хладагента, в помещение без негативных последствий для режимов работы холодильного оборудования. Сегодня на российском рынке не существует аналогов по производительности, универсальности и удобству использования. Кроме того, данное решение значительно дешевле существующих систем утилизации тепла с промежуточным теплоносителем.

Важно отметить, что УТC обычно выполняются по индивидуальным проектам, под конкретную задачу. В качестве примера рассмотрим систему утилизации тепла для организации обогрева небольшого супермаркета площадью около 200 м2 (фото 1). В торговом зале установлено девять единиц холодильного оборудования (фото 2).

УТC для магазинов с выносным холодом строится следующим образом:

1. В компрессорной, рядом с холодильной машиной, устанавливается модуль утилизации (фото 3). Его функция — распределять поток горячего хладагента между фанкойлами внутри помещения и выносным конденсатором, а также поддерживать необходимое давление в холодильных контурах. Если производительности фанкойлов достаточно, то 100 % тепловой энергии от горячего хладагента будет проходить через их теплообменники. Если же производительности недостаточно (например, несколько фанкойлов выключено, или в помещении уже достигнута достаточная температура), часть тепла от горячего хладагента будет утилизирована на улицу, но ровно столько, сколько необходимо.
2. В помещении, которое необходимо отапливать, устанавливаются корпусные фанкойлы специального исполнения. Их конструкция была разработана совместно со специалистами ГК «Русклимат» (фото 4). Назначение оборудования — отдавать тепло в помещение. Фанкойлы устанавливаются взамен или совместно с радиаторами центрального отопления. Теплообменник фанкойла выполнен по всем законам холодильной техники. Он специально разработан для работы с горячим хладагентом, прошел опрессовку под давлением 35 бар (3,5 МПа). Конструкция фанкойлов универсальна, что позволяет установить их на стене, подвесить к потолку и даже положить на торговое оборудование (например, на холодильную горку). Регулирование температуры в помещении осуществляется при помощи пульта управления. На пульте устанавливается необходимая температура, при достижении которой фанкойл отключается. В рассматриваемом примере до установки системы утилизации температура в помещении была +9 °C, через шесть часов после запуска УТC она поднялась до +24 °C. Центральное отопление не подключалось.

Аргументы в пользу системы

Система доступна по цене, так как используется прямой съем тепла с горячего хладагента. Стоимость ее относительно других решений в два-три раза ниже, учитывая, что система полностью независима — свои контуры, свои теплообменники, своя автоматика. Для среднего магазина с 7–11 единицами холодильного оборудования оценочная стоимость системы равна 400–600 тыс. руб., а окупаемость составит 1,5–2,5 года. Установку такой системы может себе позволить практически любой магазин или иной владелец холодильного оборудования. В стоимость системы не входят различные насосы, баки, промежуточные теплообменники и автоматика.

Эффективность. Система позволяет снимать максимальное количество тепла, ограничиваясь лишь производительностью компрессоров. Если производительности фанкойлов достаточно, в помещение будет поступать 100 % тепла конденсации. Относительно других систем рекуперации эффективность увеличена более чем в два раза.

Возможность работы с любым хладагентом (R22, R404а, R407с, R134а и т.д.) достигается настройками регуляторов давления и прямым съемом тепла.

Универсальность. Систему можно легко внедрять практически на любых холодильных машинах, работающих на фреоне: низкотемпературных, среднетемпературных, кондиционерах, чиллерах и т.д. Ограничений по производительности нет.

Холодный пуск. Грамотное построение системы, настройка автоматики и регуляторов позволяют исключить залегание фреона в конденсаторе и других теплообменниках на линии нагнетания.

Удобство использования и регулирования. Работа системы в целом не зависит от количества функционирующих или простаивающих фанкойлов, поэтому каждый фанкойл можно настраивать на собственный температурный режим. Очень удобно в одной зоне поддерживать +24 °C, а в другой — +20 °C.

Система является идеальным решением для торговых площадок с выносным холодом. Большая часть заказчиков после внедрения системы отказывается от центрального отопления. Менее чем за год с момента появления система утилизации была внедрена более чем на сотни объектов в Алтайском крае, в Томской, Новосибирской, Новокузнецкой, Кемеровской и других областях Сибирского региона. Эффект от внедрения системы утилизации тепла — это десятки, сотни, тысячи киловатт в час бесплатной тепловой энергии.