Hybrydowe wymienniki ciepła - odzysk ciepła ze ścieków

 

Nie trać energii w kanalizacji

Budynki, w tym domy mieszkalne, są głównym źródłem emisji. Finowie zużywają do 155 litrów wody dziennie, z czego około 40% to ciepła woda. Obecnie około 30% energii zużywanej do ogrzewania bloków jest tracone w kanalizacji wraz z ciepłą wodą użytkową. W nowych zeroenergetycznych blokach energia związana z ciepłą wodą będzie wkrótce stanowić ponad 50% bilansu cieplnego budynku. W Finlandii domy tracą każdego roku 7,1 TWh energii w kanale ściekowym. Odpowiada to około milionowi ton węgla, co stanowi ponad 25% węgla zużywanego w Finlandii. Spalenie takiej ilości węgla w elektrowni powoduje emisję do 2,5 mln ton CO² (Źródło: Motiva, Statistics Finland). Ponadto jeszcze więcej emisji generują budynki mieszkalne, hotele, spa, budynki użyteczności publicznej i przemysł, z których wszystkie tracą energię w postaci ciepła z chłodnictwa, powietrza wylotowego i ścieków.

Hybrydowy wymiennik ciepła Ecowec™ jest rozwiązaniem odzysku ciepła ze ścieków. System Ecowec™ odzyskuje ciepło ze ścieków i wprowadza je z powrotem do systemu grzewczego. Odbywa się to poprzez prosty proces wymiany ciepła, odzysk ciepła nie wymaga energii elektrycznej ani żadnych procedur oczyszczania, aby działać. Dodatkowo, system jest prawie bezobsługowy. Wyjątkowość systemu polega na możliwości przetwarzania czarnej wody (ścieki z toalet), dzięki czemu urządzenie może być stosowane nawet w jednorurowych systemach kanalizacyjnych. Oprócz systemów kanalizacyjnych hybrydowy wymiennik Ecowec™ może być podłączony do innych źródeł ciepła oraz ich różnych kombinacji.

Może on łatwo i efektywnie przekazywać ciepło odzyskane z tych źródeł do różnych zastosowań. Dzięki rozwiązaniu Ecowec™, energia odzyskana ze ścieków może być ponownie wykorzystana do ogrzewania budynku lub produkcji ciepłej wody użytkowej. Hybrydowy wymiennik ciepła Ecowec™ nadaje się do zastosowania zarówno w nowych budynkach, jak i w budynkach poddawanych renowacji i współpracuje ze wszystkimi rodzajami systemów grzewczych.

Oszczędności dzięki hybrydowemu wymiennikowi ciepła Ecowec™

• Pomaga obniżyć koszty energii cieplnej nawet o 25%.
• Umożliwia zainstalowanie mniejszego systemu grzewczego.
• Poprawia efektywność systemu grzewczego.
• Przyczynia się do zmniejszenia emisji
• Jest bardziej ekonomiczny niż wiele innych rozwiązań oszczędzających energię.
• Inwestycja zwraca się w ciągu 10 lat lub nawet znacznie krócej
• Zwraca się wielokrotnie, a zwrot z inwestycji (ROI) wynosi ponad 100.

All video

Zastosowania

• Budynki mieszkalne
• Obiekty przemysłowe
• Budynki użyteczności publicznej
• Szpitale
• Pomieszczenia biurowe
• Publiczne baseny i spa
• Zarówno nowe, jak i remontowane budynki
• Budynki z każdym rodzajem systemu grzewczego

Cechy

• Możliwość stosowania nawet z jednorurowymi systemami odpływowymi
• Brak możliwości magazynowania ścieków w jakimkolwiek miejscu
• Kompaktowość - urządzenie wymaga tylko 1 m² powierzchni wewnętrznej
• Możliwość zastosowania zarówno w nowym budownictwie, jak i przy renowacji
• Szybki i łatwy montaż
• Wpływ na efektywność energetyczną budynku w wysokości 14 kWh/m² rocznie
• Możliwość stosowania ze wszystkimi systemami grzewczymi
• Brak konieczności oczyszczania
• Brak zapotrzebowania na energię elektryczną
• Niemal bezobsługowa eksploatacja
• Odzyskiwanie, ogólnie rzecz biorąc, 30-70% ciepła ze ścieków
• Wyprodukowano w Finlandii

System Ecowec™ to ekologiczne rozwiązanie, które zwraca się w bardzo krótkim czasie. Dzięki niemu można zaoszczędzić do 25% kosztów energii cieplnej w sposób przyjazny dla środowiska, bez użycia energii elektrycznej i bez powodowania dodatkowych emisji. Jednocześnie system pomaga zmniejszyć emisję dwutlenku węgla i zredukować ślad węglowy budynku.

Obiekty referencyjne z odzyskiem ciepła ze ścieków

Apartamentowce - As Oy Helsinki, Sompasaaren Pooki

Sompasaari, położone we wschodniej części Helsinek, jest znaczącym, nowym skupiskiem budynków mieszkalnych i biurowych oraz usług. W okolicy powstało kilkadziesiąt apartamentowców, tuż przy nabrzeżu i blisko centrum Helsinek. Sompasaari Pooki firmy As Oy Helsinki jest jednym z najwspanialszych budynków mieszkalnych w tej okolicy, w którym oprócz architektury uwzględniono również efektywność energetyczną.
W nieruchomości obok systemu ciepłowniczego zainstalowano system odzysku ciepła ze ścieków. Wymiennik hybrydowy Ecowec™ połączony jest z pompą ciepła, która efektywnie przekazuje ciepło ze ścieków opuszczających nieruchomość do nowej ciepłej wody użytkowej. W ten sposób powstał system hybrydowy, który wykorzystuje ogrzewanie miejskie i ścieki, co zmniejsza emisję CO2 w nieruchomości i koszty ogrzewania nieruchomości.

Akademik z drewna - Domus Arctica Foundation, Kelo

Kelo to duży akademik Fundacji Domus Arctica w Rovaniemi. Nieruchomość to nowoczesny i energooszczędny drewniany budynek mieszkalny, który został szybko zbudowany ze 102 modułów mieszkalnych, w którym również zwrócono uwagę na efektywność energetyczną. Nieruchomość została ukończona i oddana do użytku w sierpniu 2019 roku.

Rozwiązanie energetyczne Kelo to system odzysku ciepła ze ścieków, który wzmacnia system ciepłowniczy nieruchomości. Dzięki wymiennikowi hybrydowemu Ecowec™, ciepła woda użytkowa nieruchomości jest pasywnie podgrzewana przed wymiennikiem miejskim, co zmniejsza ilość kupowanej energii cieplnej i koszty ogrzewania nieruchomości. Wymiennik hybrydowy Ecowec™ jest bezobsługowym i długowiecznym wymiennikiem ciepła, który nie wymaga czyszczenia ani zasilania elektrycznego do pracy.

Kompleks mieszkalno-usługowy - Niiralan Kulma, Kuopio

Nowa nieruchomość biurowo-mieszkalna Niiralan Kulma Oy została oddana do użytku przy Hatsalankatu 37. Celem Niiralan Kulma Oy, której właścicielem jest miasto Kuopio, jest budowa i wynajem wysoce energooszczędnych budynków mieszkalnych klasy energetycznej A o najniższym możliwym zużyciu energii i wpływie na środowisko podczas eksploatacji oraz najniższych możliwych kosztach operacyjnych.
W oparciu o te cele środowiskowe i kosztowe, dla nieruchomości wybrano system hybrydowy, który obejmuje system ciepłowniczy i częściowo wydajny system geotermalny, którego działanie jest wspomagane przez odzysk ciepła ze ścieków i scentralizowane chłodzenie powietrza nawiewanego. Zaprojektowany dla nieruchomości system hybrydowy obejmuje wydajną gruntową pompę ciepła, wymiennik hybrydowy Ecowec™, akumulatory ciepłej wody i ogrzewania, wymiennik chłodzenia wentylacji oraz system zdalnego monitoringu.
Ogrzewanie i chłodzenie nieruchomości działa głównie w oparciu o system pompy ciepła, który jest wzbogacany o ogrzewanie miejskie tylko w razie potrzeby w najchłodniejszej porze roku. Efektywność pompy ciepła jest lepsza niż tradycyjnego systemu geotermalnego ze względu na dodatkowe ciepło ze ścieków i chłodzenie wentylacji. Ciepło ścieków opuszczających posesję zastępuje około 2-3 odwiertów geotermalnych, a w okresie letnim wykorzystanie chłodu gruntowego w chłodzeniu powietrza nawiewanego obciąża odwierty geotermalne. Oba dodatkowe źródła ciepła podnoszą temperaturę płynu grzewczego wracającego do pompy ciepła, co poprawia efektywność pompy ciepła i obniża koszty eksploatacji.

Centrum usługowe - Lehtioja Service Center, Lahti

Lehtioja Elderly Care Center w Lahti to centrum usługowe należące do regionalnej firmy opieki społecznej. Obiekt jest domem dla ponad 200 starszych mieszkańców, którzy korzystają z usług obiektu. Nieruchomość produkuje np. mieszkania, jedzenie i usługi pralnicze dla mieszkańców nieruchomości, którzy są bardzo energochłonni. Nieruchomość jest własnością Lahden Talot Oy, firmy zajmującej się wynajmem nieruchomości należących do miasta. Firma ma na celu zapewnienie przyjaznych dla środowiska i opłacalnych przedsięwzięć wynajmu dla najemców. Firma jest zaangażowana w redukcję emisji dwutlenku węgla w posiadanych przez siebie nieruchomościach oraz w dążenie do budowania i remontowania w przyszłości nieruchomości o klasie energetycznej do co najmniej A.
Ogrzewanie nieruchomości jest wytwarzane przez system geotermalny, którego wydajność jest czasami nieco ograniczona w stosunku do potrzeb nieruchomości. Ilość odwiertów geotermalnych jest nieco mała w stosunku do dużego zużycia energii przez nieruchomość, dlatego też w nieruchomości zainstalowano wymiennik hybrydowy Ecowec™. Ze względu na wysokie zużycie ciepłej wody, Ecowec™ produkuje dużo energii ze ścieków, która jest przekazywana w celu zwiększenia wydajności systemu geotermalnego. Poprzez Ecowec™ pompa geotermalna otrzymuje więcej energii ze ścieków, co odpowiada rocznej wydajności około 4-6 odwiertów geotermalnych.

Hotel - Solo Sokos Hotel Lahden Seurahuone

Tradycyjny i renomowany Solo Sokos Hotel Lahti Seurahuone położony jest w samym centrum Lahti, wzdłuż tętniącej życiem głównej ulicy. Budynek hotelu został odnowiony od podłogi do sufitu, a Seurahuone został uznany za najlepszy hotel miejski w Europie w 2015 roku podczas gali World Luxury Hotel Award. Celem działalności Sokos Hotel jest bycie jak najbardziej przyjaznym dla środowiska i zużywanie jak najmniejszej ilości energii we wszystkich swoich działaniach. Aby to zapewnić, sieć hoteli publicznie angażuje się w ograniczanie emisji biznesowych w swojej działalności.
Pod koniec 2017 roku hotel wprowadził system odzysku ciepła ze ścieków przeznaczony do ogrzewania i podgrzewania ciepłej wody użytkowej w nowym obiekcie. System ogrzewa wodę w sieci ogrzewania podłogowego i promieniowania sufitowego budynku, a także ciepłą wodę użytkową. Ciepło wytwarzane przez system znacznie ogranicza konieczność zakupu ciepła sieciowego, chociaż ogrzewanie sieciowe jest nadal potrzebne w budynku. Emisja zanieczyszczeń do środowiska w przypadku omawianego ogrzewania hybrydowego jest jednak znacznie niższa niż w przypadku samego systemu ciepłowniczego.
Pracownicy odpowiedzialni za eksploatację i utrzymanie nieruchomości są zadowoleni z efektu odzysku ciepła ze ścieków w produkcji ciepła w nieruchomości. Według nich ścieki produkują dużo ciepła, a tym samym zmniejszają potrzebę zakupu ciepła sieciowego. Ciepło produkowane przez pompę ciepła jest tańsze od ciepła sieciowego, więc zwiększa się opłacalność działalności hotelu zmniejszając koszty eksploatacji nieruchomości. Do systemu podłączone są również kolektory słoneczne na dachu hotelu, których wydajność dodatkowo poprawia podłączona do systemu pompa ciepła.

Pływalnia - Swimming center Vesiveijari, Kokkola

W ośrodku Vesiveijari Swimming Center w Kokkola, goście spa mogą cieszyć się kompleksowym Spa dzięki basenom wewnętrznym i zewnętrznym. Spa jest otwarte przez cały rok, a baseny znajdują się również na zewnątrz, gdzie można doświadczyć zmian pór roku wraz ze zmieniającym się klimatem Finlandii.
Spa będące własnością miasta chciało poprawić efektywność energetyczną nieruchomości i skończyło się na recyklingu ciepła z basenu i wody prysznicowej z powrotem do nieruchomości. System został wprowadzony w grudniu 2017 roku, kiedy to zainstalowano hybrydowy wymiennik Ecowec™, aby ogrzać wodę z basenu i prysznica oraz wstępnie podgrzać nową ciepłą wodę przed wymiennikiem miejskim. W połączeniu, zewnętrzny wymiennik płytowy i hydrostatyczna regulacja ścieków usprawniają przekazywanie ciepła bez pompy ciepła. System działa prawie bezobsługowo i znacznie zmniejsza zapotrzebowanie na ogrzewanie miejskie i moc szczytową.

 

Pływalnia - Kivimaa swimming hall

W Lahti hala Kivimaa została całkowicie odnowiona w 2019 roku. Hala znajduje się na północ od miasta, przy głównej drodze prowadzącej do miasta. Na hali pływackiej znajduje się sześciotorowy 25-metrowy basen dla pływaków oraz dodatkowy basen dla dzieci. Nowością jest zimny basen, w którym można zażyć orzeźwiającej kąpieli po treningu. W holu znajdują się dwie sauny damskie i męskie, a także garderoba grupowa i dwie garderoby dla osób niepełnosprawnych. W hali znajduje się siłownia i kawiarnia. W hali organizowane są sporty wodne dla seniorów i osób o ograniczonej sprawności ruchowej, a ponadto kluby pływackie oferują sporty wodne dla osób w wieku produkcyjnym oraz młodzieży i dzieci.
W związku z remontem poprawiono efektywność energetyczną nieruchomości dzięki odzyskowi ciepła z wody prysznicowej. Wymiennik hybrydowy Ecowec™ odzyskuje energię zawartą w ściekach do podgrzewania nowej wody użytkowej. Połączenie jest pasywne, więc działa bez pompy ciepła i prądu. Personel serwisu jest zadowolony z systemu i jego bezobsługowej pracy.

Pływalnia - Kuntolaakso swimming hall

Najbardziej wydajna energetycznie kryta pływalnia w Finlandii w Kuntolaakso w Kuopio to nowa połączona hala pływalnia i lodowisko, należąca do miasta. Nieruchomość została oddana do użytku w sierpniu 2020 r., kiedy zainaugurowano również innowacyjny połączony system ogrzewania i chłodzenia obiektu.

Woda z prysznica w hali basenowej kierowana jest do wymiennika Spa Ecowec™ B10 HST, gdzie zawarte w nich ciepło oddawane jest z powrotem do ogrzewania ciepłej wody i wody basenowej. Odzysk ciepła ze ścieków znacznie poprawia efektywność energetyczną hali basenowej poprzez zmniejszenie strat energii do kanalizacji. Szacuje się, że hale basenowe tracą do 50% całego ogrzewania z prysznicami i wodą basenową do kanalizacji.

Personel konserwacyjny obiektu jest przeszkolony w zakresie obsługi wymiennika Spa Ecowec™ i jest zadowolony z jego bardzo niskich potrzeb konserwacyjnych. Wymienniki Spa Ecowec™ nie mają rzeczywistej potrzeby konserwacji ani harmonogramu konserwacji, więc wszelkie konserwacje będą wykonywane tylko co kilka lat, jeśli zajdzie taka potrzeba.

Szpital - Kainuu's new hospital, Kajaani

Nowy energooszczędny szpital został ukończony w Kajaani do użytku przez Kainuu Hospital District w 2020 roku. Nieruchomość obejmuje wszystkie usługi opieki zdrowotnej, nowoczesny szpital i funkcjonalność wspierającą rehabilitację pacjentów, a także elastyczne obiekty do przebudowy. Ponadto poczyniono inwestycje w efektywność energetyczną szpitala w zakresie projektowania i realizacji.

W nowym szpitalu w Kainua zainstalowano 2 nowe wymienniki hybrydowe Ecowec™do odzysku ciepła ze ścieków. Ciepło ze ścieków usuwanych z nieruchomości jest odzyskiwane do ogrzewania systemu chłodzenia nieruchomości. Systemy hybrydowe Ecowec™ są podłączone do scentralizowanego systemu pomp ciepła budynków, który działa obok systemu ciepłowniczego. System pomp ciepła efektywnie zbiera ciepło ze ścieków za pomocą hybrydowych wymienników Ecowec™ i przetwarza je z powrotem do ogrzewania nieruchomości i wody użytkowej.

 

Browar - Sinebrychoff

Najbardziej energooszczędny fiński browar Browar Sinebrychoff produkuje wiele markowych napojów Grupy Carlsberg w największym fińskim browarze w Keravie. W produkcji napojów browar zużywa znaczne ilości energii, dlatego poprawa efektywności energetycznej i oszczędność kosztów energii to stałe cele w rozwoju procesów.

W procesie produkcji piwa powstaje dużo ścieków o temperaturze odpowiedniej do zastosowania wydajnych pomp ciepła, ale płytowy wymiennik ciepła wykorzystywany do wymiany ciepła wymaga stałej konserwacji i czyszczenia przez pracowników produkcji. Celem dla personelu operacyjnego i konserwacyjnego było znalezienie systemu, który byłby bezobsługowy i długotrwały.

W planowanym rozwiązaniu kilka wymienników przemysłowych Ecowec™ XB10 zastąpi dotychczas stosowane płytowe wymienniki ciepła. Zaletą rozwiązania jest bezobsługowość i bardziej efektywny odzysk ciepła, gdy potrzeby konserwacyjne są zminimalizowane. Obliczeniowo, nowe wymienniki przemysłowe Ecowec™ są również bardziej wydajne pod względem wymiany ciepła, dzięki czemu można zwiększyć wydajność pomp ciepła, co w efekcie pozwoli na znaczne zmniejszenie energii zakupowej browaru.

University of Helsinki (House of Veterinary Medicine and Food Sciences)

Kampus Viikki Uniwersytetu Helsińskiego jest skupiskiem nauczania i badań w zakresie nauk przyrodniczych, rolnictwa i leśnictwa oraz farmacji i medycyny weterynaryjnej. Kampus Viikki zatrudnia prawie 1900 osób i ma ponad 6000 studentów na kampusie.

Kampus Viikki Uniwersytetu Helsińskiego zainstalował hybrydowy wymiennik Ecowec™ w kwietniu 2016 roku. Uniwersytet w Helsinkach produkuje gorącą parę dla potrzeb laboratorium i produkcji mleczarskiej. Ta gorąca para jest używana do myjek wymaganych przez nauki weterynaryjne i spożywcze w celu dezynfekcji i sterylizacji używanych narzędzi. Gorąca woda parowa była wcześniej chłodzona zimną wodą wodociągową przed odprowadzeniem kondensatu do kanalizacji, powodując znaczne obciążenie wodą nieruchomości i straty energii, które nie były wcześniej wykorzystywane.

W wymienniku hybrydowym Ecowec powyżej 100°C, kondensat pary wodnej jest chłodzony przez obieg sieci wentylacyjnej i podgrzewa ciepłą wodę do około 20°C, zanim zostanie ona wprowadzona do systemu kanalizacyjnego budynku. Korzyścią z zastosowania systemu są oszczędności w zakupie energii cieplnej i zimnej wody wodociągowej, które wcześniej powodowały znaczne koszty w postaci opłat za energię, wodę i ścieki.

Uniwersytet w Helsinkach jest zadowolony z oszczędności energii i wody, jakie przynosi Ecowec™. Pracownicy obsługi technicznej uniwersytetu uważają, że Ecowec™ nadaje się również do wielu innych budynków na Uniwersytecie w Helsinkach, a także do innych uczelni i instytutów badawczych.

Wymiennik hybrydowy Ecowec™ konkuruje o rentowność nawet z odnawialnymi źródłami energii, takimi jak energia elektryczna i ciepło słoneczne. Kondensat pary wodnej dostarcza ponad 1.800 kW energii dziennie, co odpowiada mocy kilkuset paneli słonecznych. Ecowec™ wymaga jedynie około 2-4 m² powierzchni instalacyjnej, co jest znaczącą zaletą przy montażu systemu.

Papiernia - Sappi Finland Oy

Papiernia Sappi Finland Oy Kirkniemi w Lohja produkuje wysokiej jakości papiery powlekane do heatsetowego druku offsetowego. Papiernia posiada trzy maszyny papiernicze, które produkują rocznie 750 000 ton wysokiej jakości papierów Galerie, które są wykorzystywane w wysokiej jakości publikacjach i produktach reklamowych na całym świecie. Kirkniemi zatrudnia około 550 specjalistów z branży papierniczej od produkcji po rozwój produktu.

W procesie produkcji kalandry papieru są ogrzewane i chłodzone parą i zimną wodą. Ze względu na wysokie temperatury procesu i wymagania dotyczące urządzeń ciśnieniowych, stary wymiennik ciepła wymagał odnowienia i nowego, lepszego projektu konstrukcyjnego. Dostarczyliśmy parowy wymiennik ciepła Ecowec SE, wykonany w nowej innowacyjnej technologii wymiany ciepła, w którym uwzględniono duże wahania temperatury i ciśnienia zgodnie z nowymi wymaganiami urządzeń ciśnieniowych. Ponadto, zewnętrzne główne wymiary wymiennika pary musiały zostać zachowane, aby nowy wymiennik zmieścił się w przestrzeni instalacyjnej wymaganej przez urządzenia produkcyjne. Parowy wymiennik ciepła przenosi proces z pary do 200°C w celu ogrzania rolek papieru i chłodzi proces do 20°C za pomocą zimnej wody.

Parowy wymiennik ciepła Ecowec SE

• Klasa ciśnienia PN16
• Ciśnienie projektowe max / min +16 / 8 bar
• Ciśnienie robocze max / min +16 / 6 bar
• Temperatura obliczeniowa max / min +200 / 20 ° C
• Temperatura pracy max / min + 180/50°C
• Norma wyposażenia EN 13445