На молокопереробному цеху холодильна машина цілу добу знімає тепло з продукту і викидає його на дах через градирню. За стіною стоїть котел, який гріє воду для мийки обладнання. Дві установки роблять протилежну роботу — і обидві за це платять. Промисловий тепловий насос закриває цей розрив: він забирає тепло там, де воно заважає, і віддає туди, де його бракує. Виробництво отримує холод і тепло з однієї машини замість двох.
Технологічне тепло — це паливо, за яке вже заплачено
Будинок бере тепло з ґрунту, де на глибині тримається стабільні +8…+12 °C, або з зовнішнього повітря. У виробництва джерела кращі: вони теплі цілий рік, не залежать від погоди й нікуди не діваються навіть у січні. Найчастіше тепло виявляється там, куди на нього ніхто не дивиться:
- стоки мийки, пастеризації, фарбувальних і гальванічних ліній — вода, що йде в каналізацію теплою;
- зворотний контур чилерів і холодильних камер — тепло конденсації, яке зараз просто викидається в атмосферу;
- витяжна вентиляція цехів, сушильних і фарбувальних камер;
- охолодження компресорів, печей, прес-форм, ливарного та пресового обладнання;
- оборотна вода технологічних контурів.
Різниця з повітряним джерелом принципова, і вона в температурі. Повітряний насос узимку працює проти морозу, зберігаючи працездатність до −25 °C, і його сезонна ефективність лежить у діапазоні SCOP 3–5. Технологічний стік або зворотна вода чилера значно тепліші й стабільніші, тож перепад, який доводиться долати компресору, менший, а коефіцієнт перетворення — вищий. Наскільки багато важить стабільність джерела, видно на геотермальних моделях: на рівному ґрунтовому контурі Thermia виходить на SCOP до 6,15. Підбір обладнання під конкретний потік починається з обстеження цеху, а не з гортання каталогу промислових теплових насосів.
Промисловий тепловий насос, що гріє й холодить одночасно
У житловому будинку режими розділені в часі: взимку насос гріє, влітку холодить. На виробництві потреба в теплі й холоді існує в одну й ту саму хвилину — камера зберігання має тримати мінус, а мийний вузол за тридцять метрів потребує гарячої води. Саме на цей сценарій розрахований інверторний тепловий насос Thermia Mega: машина вміє одночасно виробляти нагрів і охолодження, обслуговуючи два контури з однієї установки.
Арифметика тут проста. Тепло, зняте зі складу холоду, не вивітрюється через градирню, а йде в контур опалення цеху або в технологічну воду. Один і той самий кіловат електрики оплачує дві корисні дії замість однієї — холод і тепло. Чим краще збігаються в часі графіки холодо- і теплоспоживання підприємства, тим вищий загальний результат схеми. Побічний ефект теж корисний: градирня перестає бути єдиним шляхом скидання тепла, а отже, знімається сезонна залежність від зовнішньої температури — влітку холодильний контур працює рівніше.
Mega випускається в п’яти типорозмірах потужністю від 10 до 88 кВт, а для великих об’єктів машини збираються в каскад — до 16 одиниць і 1400 кВт сумарно. Каскад тут не лише про масштаб. Виробництво рідко працює на постійному навантаженні: нічна зміна, вихідні, сезонні спади. У каскаді автоматика вмикає рівно стільки машин, скільки потрібно зараз, а решта стоїть у резерві. Якщо одна одиниця зупиняється на сервіс, лінія не зупиняється разом з нею — для цеху це не менш вагомий аргумент, ніж економія.
Де схема утилізації дає найбільше
Найкраще співвідношення дають підприємства, у яких тепло і холод потрібні паралельно й постійно. Харчова переробка: охолодження продукту та гаряча вода на санітарну обробку. Пивоварні й напої: холод на ферментацію, тепло на технологічні процеси. Гальванічні та фарбувальні дільниці: теплі ванни й теплі стоки, які раніше просто зливали. Переробка пластику: охолодження прес-форм цілу зміну, а поруч — цех, який треба опалювати. Логістичні комплекси з холодильними камерами: тепло конденсації замість опалення адміністративної частини й зон комплектації.
Є й зворотний бік, про який чесно попереджають на етапі обстеження. Якщо потреба в холоді припадає на літо, а в теплі — на зиму, одночасний режим працює рідко, і схему будують інакше: через буферну ємність або з іншим джерелом. Тому перше, що робить інженер, — знімає добові й сезонні графіки навантаження, а не називає модель.
Обладнання, яке живе довше за проєкт модернізації
Промислова установка окуповується роботою, тож рахувати треба не лише ефективність, а й ресурс. У теплових насосів Thermia він становить 25+ років, на серію Genesis діє гарантія 5 років. Для підприємства це означає, що обладнання переживе кілька циклів оновлення технологічних ліній і не стане окремою статтею турбот.
Наш об’єкт: Thermia Solid 26 на Троєщині
У будинку площею 400 квадратних метрів встановлено тепловий насос потужністю 26 кВт. Будинок опалюється теплою підлогою, насос працює на опалення та гаряче водопостачання.
Компанія «Новітерм» постачає теплові насоси Thermia в Україну з 2007 року і промислові проєкти починає з теплотехнічного аудиту: які потоки є, якої вони температури, як накладаються графіки тепла й холоду. Якщо у вас на даху працює градирня, а поруч гуде котел — це майже напевно привід зробити розрахунок теплового насоса для виробництва. Тепло, яке ви зараз викидаєте, уже куплене.