Dbać o środowisko
Ochrona środowiska i związana z nią świadomość nakłada na nas obowiązek oszczędzania energii i materiałów. W dobie nieustannie wzrastających cen ciepła i energii elektrycznej, a także wzrastającej ilości odpadów, oszczędzanie energii i materiałów staje się coraz bardziej konieczne.
| Wprzypadku krytych pływalni wykorzystujących w swoich procesach technologicznych znaczne ilości ciepła czy energii elektrycznej, oszczędności energetyczne są jak najbardziej pożądane i potrzebne. Należy dokładać wszelkich starań, żeby zapewnić oszczędną pracę urządzeń pobierających energię, poprzez odpowiedni ich dobór i optymalizację. Jednocześnie należy minimalizować straty energetyczne przez stosowanie najnowszych technologii, w tym związanych z odzyskiem ciepła [1].Jednym z problemów energetycznych związanych z ochroną środowiska jest tracenie ciepła wraz ze ściekami odprowadzanymi do kanalizacji. Dlatego też w ostatnich dekadach zaczął się kształtować trend zgodny z energooszczędnością, mający na celu jak największe wykorzystanie pobranej i wytworzonej w procesach technologicznych energii poprzez maksymalizację oszczędzania energii i odzysku ciepła. Analiza tych zagadnień przyczyniła się w krytych pływalniach do podjęcia prób odzyskania traconego ciepła z ciepłych ścieków odprowadzanych do kanalizacji [2].
Odzysk ciepła ze ścieków
Temperatura ścieków waha się w granicach 25–41°C, średnio około 31°C i praktycznie jest stała, niezależnie od pory roku. Stąd też ciepłe ścieki w krytej pływalni są przez cały rok stałym źródłem ciepła, które jest do wykorzystania przy wstępnym podgrzaniu wody basenowej lub ciepłej wody użytkowej. Temperatura wody świeżej dostarczanej do krytej pływalni, w zależności od pory roku, waha się w granicach 6–16°C. Celowe jest więc odzyskanie ciepła ze ścieków do podgrzania wody świeżej. Podgrzewanie wody świeżej przez ciepłe ścieki zastosowano w układach odzysku ciepła ze ścieków. W układach tych podstawowym elementem jest wymiennik ciepła pomiędzy ściekami a wodą świeżą. Wymiennik ten powinien być specjalnej konstrukcji, przeciwdziałającej osadzaniu się w nim zanieczyszczeń. Wynika to stąd, że ścieki w pływalni zawierają tłuszcze, mydła, włosy i inne zanieczyszczenia, które wpływają na pogorszenie się wymiany ciepła pomiędzy ściekami a wodą świeżą. Zmniejsza to przepływ ścieków przez wymiennik ciepła, aż do jego całkowitego zatkania. Dobór układu odzysku ciepła ze ścieków |
| Układy odzysku ciepła ze ścieków W krytych pływalniach są stosowane układy odzysku ciepła ze ścieków z natrysków, płukania filtrów i zrzucania wody basenowej (rys. 3). Układy te są wyposażone w:
W układzie odzysku ciepła ze ścieków, ścieki z natrysków, woda popłuczna z filtrów basenowych i zrzucana woda basenowa są gromadzone w zbiorniku wody zużytej (ścieków), który gromadzi nadmiar ścieków w przypadku wzmożonego korzystania z natrysków przez użytkowników pływalni w ciągu dnia lub w przypadku wykonywania płukania filtrów w ciągu nocy. Przepływ ścieków ze zbiornika wody zużytej do centrali odzysku ciepła następuje przy pomocy pompy ścieków. Ze zbiornika wody zużytej ścieki przepływają przez filtr zgrubny, pompowane są przez pompę, przepływają przez centralę odzysku ciepła ze ścieków i są odprowadzane do kanalizacji. Jednocześnie woda świeża przepływa przez centralę odzysku ciepła i jest dostarczana do zasobnika wody podgrzanej. Z zasobnika wody podgrzanej woda ciepła przepływa przez układ hydroforowy i może być dostarczana do:
W centrali odzysku ciepła ze ścieków zastosowano przeciwprądowe koaksjalne wymienniki ciepła z możliwością automatycznego i cyklicznego oczyszczania. Ścieki przepływają rurą wewnętrzną, a woda świeża przepływa przeciwprądowo rurowym płaszczem zewnętrznym umieszczonym wokół rury ze ściekami. Podstawą tego systemu jest jednolitość konstrukcji parownika pompy ciepła i rekuperatora, polegająca na tym samym przekroju rur na całej drodze przepływu ścieków. Rezultatem tego jest stała duża prędkość przepływu ścieków, która zapobiega odkładaniu się zanieczyszczeń na powierzchni wymiennika ciepła (parownika i rekuperatora). Praktycznym rozwiązaniem odzysku ciepła ze ścieków w krytych pływalniach są układy z centralami odzysku ciepła ze ścieków typu AquaCond produkcji Menerga GmbH, Niemcy [6] (fot. 1). Centrale te są produkowane o przepływie wody świeżej i ścieków 0,8; 1,2; 1,8; 2,4; 3,6 i 5,4 m3/h. Oznacza to ilość przepływających przez centralę ścieków w czasie godziny, z których następuje odzysk ciepła i przekazanie do przepływającej w tej samej ilości wody świeżej. W centralach odzysku ciepła ze ścieków Menerga typu AquaCond współczynnik wydajności grzewczej COP wynosi 10,8–11,8. W centralach tych ścieki o temperaturze 31°C na wejściu centrali są schładzane o 23 K do temperatury 8°C na wyjściu. Natomiast woda świeża zostaje podgrzana o 25 K od temperatury 10°C na wejściu centrali do 35°C na wyjściu. W centralach tych odzysk ciepła ze ścieków odbywa się w układach pompa ciepła – rekuperator. W układzie pompa ciepła – rekuperator ścieki przepływają najpierw przez rekuperator, a następnie przez parownik pompy ciepła. W przeciwnym kierunku przepływa ta sama ilość wody świeżej, najpierw przez rekuperator, a następnie przez skraplacz pompy ciepła. W rekuperatorze przenoszona jest duża część ciepła zawartego w ściekach do zimnej wody świeżej, bezpośrednio i bez dodatkowej energii z zewnątrz. W parowniku pompy ciepła ścieki są dalej dochładzane. W ten sposób następuje schłodzenie ścieków poniżej temperatury wody świeżej na wejściu centrali. Uzyskane przy tym ciepło jest transportowane przez sprężarkę pompy ciepła do skraplacza i oddawane do wody świeżej, podgrzanej wstępnie w rekuperatorze. Część energii elektrycznej koniecznej do napędu pompy wody świeżej i sprężarki jest oddawana również do wody świeżej, jako dodatkowe ciepło. Odzysk ciepła ze ścieków i efekt ochrony środowiska Przyjmując cenę ciepła 55 zł za 1 GJ oraz energii elektrycznej 0,33 zł za 1 kWh, zaoszczędzony koszt wynikający z różnicy pomiędzy kosztem odzyskanego ciepła a kosztem zużytej przez centralę energii elektrycznej w ciągu roku, dla centrali o przepływie wody świeżej i ścieków 0,8 m3/h wynosi 33 489 zł, a dla centrali o przepływie wody świeżej i ścieków 5,4 m3/h wynosi 212 213 zł. Jest to kwota 33 489–212 213 zł zaoszczędzona przez użytkownika krytej pływalni w ciągu roku w zależności od wielkości zastosowanego układu odzysku ciepła ze ścieków, tj. w zależności od ilości przepływu wody świeżej i ścieków. Ilość zaoszczędzonego ciepła przy założeniu pracy układu odzysku ciepła ze ścieków przez 8000 godzin w ciągu roku oznacza, że dla centrali o przepływie wody świeżej i ścieków 0,8 m3/h odzysk ciepła (zaoszczędzone ciepło) wynosi 720 GJ, a dla centrali o przepływie wody świeżej i ścieków 5,4 m3/h odzysk ciepła (zaoszczędzone ciepło) wynosi 4493 GJ. Pozwala to rocznie uniknąć emisji dwutlenku węgla do atmosfery [7] przy spalaniu paliwa lub uzyskaniu energii z:
Podobnie dla centrali odzysku ciepła ze ścieków o przepływie wody świeżej i ścieków 0,8 m3/h odzysk ciepła (zaoszczędzone ciepło) wyniesie 720 GJ, a dla centrali o przepływie wody świeżej i ścieków 5,4 m3/h odzysk ciepła (zaoszczędzone ciepło) wyniesie 4493 GJ. Pozwala to rocznie uniknąć emisji pyłów, dwutlenku siarki i dwutlenku azotu do atmosfery przy spalaniu paliwa lub uzyskaniu energii z:
Wnioski MAGAZYN „PŁYWALNIE I BASENY” NR 14 |
TEKST: ANDRZEJ KOLASZEWSKI
FOTO: ARCHIWUM AUTORA
