В молокоперерабатывающем цехе холодильная машина круглые сутки снимает тепло с продукта и выбрасывает его на крышу через градирню. За стеной стоит котёл, который греет воду для мойки оборудования. Две установки делают противоположную работу — и обе за это платят. Промышленный тепловой насос закрывает этот разрыв: он забирает тепло там, где оно мешает, и отдаёт туда, где его не хватает. Производство получает холод и тепло от одной машины вместо двух.
Технологическое тепло — это топливо, за которое уже заплачено
Дом берёт тепло из грунта, где на глубине держатся стабильные +8…+12 °C, или из наружного воздуха. У производства источники лучше: они тёплые круглый год, не зависят от погоды и никуда не деваются даже в январе. Чаще всего тепло обнаруживается там, куда на него никто не смотрит:
- стоки мойки, пастеризации, окрасочных и гальванических линий — вода, которая уходит в канализацию тёплой;
- обратный контур чиллеров и холодильных камер — тепло конденсации, которое сейчас просто выбрасывается в атмосферу;
- вытяжная вентиляция цехов, сушильных и окрасочных камер;
- охлаждение компрессоров, печей, пресс-форм, литейного и прессового оборудования;
- оборотная вода технологических контуров.
Разница с воздушным источником принципиальная, и она в температуре. Воздушный насос зимой работает против мороза, сохраняя работоспособность до −25 °C, и его сезонная эффективность лежит в диапазоне SCOP 3–5. Технологический сток или обратная вода чиллера заметно теплее и стабильнее, поэтому перепад, который приходится преодолевать компрессору, меньше, а коэффициент преобразования — выше. Насколько много значит стабильность источника, видно на геотермальных моделях: на ровном грунтовом контуре Thermia выходит на SCOP до 6,15. Подбор оборудования под конкретный поток начинается с обследования цеха, а не с листания каталога промышленных тепловых насосов.
Промышленный тепловой насос, который греет и холодит одновременно
В жилом доме режимы разделены во времени: зимой насос греет, летом холодит. На производстве потребность в тепле и холоде существует в одну и ту же минуту — камера хранения должна держать минус, а моечный узел в тридцати метрах требует горячей воды. Именно на этот сценарий рассчитан инверторный тепловой насос Thermia Mega: машина умеет одновременно производить нагрев и охлаждение, обслуживая два контура из одной установки.
Арифметика здесь простая. Тепло, снятое со склада холода, не выветривается через градирню, а идёт в контур отопления цеха или в технологическую воду. Один и тот же киловатт электричества оплачивает два полезных действия вместо одного — холод и тепло. Чем лучше совпадают во времени графики холодо- и теплопотребления предприятия, тем выше общий результат схемы. Побочный эффект тоже полезен: градирня перестаёт быть единственным путём сброса тепла, а значит, снимается сезонная зависимость от наружной температуры — летом холодильный контур работает ровнее.
Mega выпускается в пяти типоразмерах мощностью от 10 до 88 кВт, а для крупных объектов машины собираются в каскад — до 16 единиц и 1400 кВт суммарно. Каскад здесь не только про масштаб. Производство редко работает на постоянной нагрузке: ночная смена, выходные, сезонные спады. В каскаде автоматика включает ровно столько машин, сколько нужно сейчас, а остальные стоят в резерве. Если одна единица останавливается на сервис, линия не останавливается вместе с ней — для цеха это не менее весомый аргумент, чем экономия.
Где схема утилизации даёт больше всего
Лучшее соотношение дают предприятия, у которых тепло и холод нужны параллельно и постоянно. Пищевая переработка: охлаждение продукта и горячая вода на санитарную обработку. Пивоварни и напитки: холод на ферментацию, тепло на технологические процессы. Гальванические и окрасочные участки: тёплые ванны и тёплые стоки, которые раньше просто сливали. Переработка пластика: охлаждение пресс-форм целую смену, а рядом — цех, который надо отапливать. Логистические комплексы с холодильными камерами: тепло конденсации вместо отопления административной части и зон комплектации.
Есть и обратная сторона, о которой честно предупреждают на этапе обследования. Если потребность в холоде приходится на лето, а в тепле — на зиму, одновременный режим работает редко, и схему строят иначе: через буферную ёмкость или с другим источником. Поэтому первое, что делает инженер, — снимает суточные и сезонные графики нагрузки, а не называет модель.
Оборудование, которое живёт дольше проекта модернизации
Промышленная установка окупается работой, поэтому считать нужно не только эффективность, но и ресурс. У тепловых насосов Thermia он составляет 25+ лет, на серию Genesis действует гарантия 5 лет. Для предприятия это значит, что оборудование переживёт несколько циклов обновления технологических линий и не станет отдельной статьёй забот.
Наш объект: Thermia ATec 36 в Козине
Дом площадью 469 квадратных метров. Построен в 2012 году. Отапливался газовым котлом. Было принято решение уменьшить расходы на отопление и установить воздушный тепловой насос. Суммарная тепловая мощность системы 36 кВт. Два наружных блока управляются одним внутренним.
Компания «Новитерм» поставляет тепловые насосы Thermia в Украину с 2007 года и промышленные проекты начинает с теплотехнического аудита: какие потоки есть, какой они температуры, как накладываются графики тепла и холода. Если у вас на крыше работает градирня, а рядом гудит котёл — это почти наверняка повод сделать расчёт теплового насоса для производства. Тепло, которое вы сейчас выбрасываете, уже куплено.