Каналізація - джерло тепла для теплових насосів / приклад Штутгарта
-1147x627.jpg "Hajster-4")
Теплові насоси мають потенціал використовувати не лише навколишнє середовище, грунт, поверхневі та ґрунтові води як джерела тепла, але й переробляти енергію промислових та побутових стоків. Використання тепла стічних вод є одним з найбільш перспективних напрямків розвитку технології теплових насосів.
Потенціал енергетичних ресурсів, які містяться у каналізаційних мережах, є надзвичайно великим. Лише в Німеччині, 4 мільйони сімей можуть отримувати опалення та охолодження завдяки енергії, що вилучається зі стічних вод.
-min%202.jpg "Hajster-5")
Одним з останніх прикладів використання теплових насосів та тепла стічних вод є проект забудови нового району NeckarPark у місті Штутгарт. Цей проект передбачає використання каналізаційної мережі як джерела енергії для комплексного забезпечення теплом та холодом житлових і комерційних будівель.
Для забезпечення високої ефективності такого підходу, всі будівлі в районі забудови відповідатимуть стандарту енергоефективного будинку KfW 55, який обмежує споживання первинної енергії на рівні не більше 40 кВт-год/м²-рік. Поєднання низького енергоспоживання та використання тепла стічних вод створює оптимальну, екологічно та економічно стійку систему теплопостачання. Централізована система теплопостачання передбачає використання низькотемпературної мережі теплоносія (30°C або нижче), що дозволяє мінімізувати втрати тепла. Гаряче водопостачання буде здійснюватись централізовано з місцевої теплоелектроцентралі. Для нагріву гарячої води до 60°C будуть використовуватись каскадні теплові насоси.
Дослідження також підтвердили, що навіть у найхолодніші періоди температура стічних вод не опускається нижче 12°C. Об'єм каналізаційних стоків, які надходять на очисні споруди Штутгарта, становить 1300 л/с і має потенціал майже 11 МВт теплової потужності, що дозволяє забезпечити приблизно 17 ГВт тепла протягом року.
Для вилучення тепла зі стічних вод використовуються дві системи теплообмінників: інтегровані безпосередньо в канал та розташовані ззовні каналізаційної труби.
-min.jpg "Hajster-7")
На першому етапі було прийняте рішення використовувати внутрішній теплообмінник, розміщений у стічних трубах. У каналі було встановлено теплообмінник потужністю 2100 кВт. Одною із вимог для використання інтегрованого теплообмінника є висока швидкість потоку стічної води, щоб уникнути утворення засмічень або мати можливість їх промити. Для досягнення цього необхідний нахил не менше 0,1%. Влітку потенціал стічних вод буде використовуватись для охолодження об'єктів.
