Využití odpadního tepla z technologických procesů

Abstract

Předmětem disertační práce je analýza systémů k využití odpadního tepla z technologických procesů. Práce je zaměřená na odpadní teplo, které vzniká při parním kompresorovém chlazení na zimních stadionech. Jako případové studie byly zvoleny čtyři objekty, které byly podrobně analyzovány ve smyslu zdrojů tepla a chladu, systému větrání hlavní haly s ledovou plochou, získávání odpadního tepla, spotřeb energií zejména těch technologií, které využívají nebo mají potenciál využívat odpadní teplo. V každém objektu bylo zjištěno schéma zapojení zdrojů a dodávky tepla k technologiím. Na výpočet množství odpadního tepla o různých teplotních úrovních navázalo individuální řešení pro každý zimní stadion, které mělo jako hlavní účel zvýšit podíl využití dostupného odpadního tepla. Ze zjištěných výsledků bylo sestaveno zhodnocení stávajícího stavu, posouzení teplotních rozdílů a časové nerovnoměrnosti spotřeby a dodávky tepla. Řešené zimní stadiony mají přes letní měsíce odstávku provozu různé délky, kdy je led rozpuštěn. Dílčí posouzení je zaměřeno na účel této odstávky a zjišťuje, zdali by s novým konceptem využitím odpadního tepla, bylo ekonomické zimní stadiony využívat celoročně. Výsledky byly zobecněny do koncepce návrhu využití odpadního tepla na zimních stadionech s cílem zredukovat spotřebu neobnovitelných primárních zdrojů energie na vytápění a ohřev.

The theme of this thesis is analysis of systems for waste heat recovery from technological processes. The thesis is focused on the waste heat which rises in a steam compressor cooling cycle in ice arenas. The case studies, four ice arenas were explored in detail in terms of heating and cooling sources; ventilation system solution; waste heat recovery and energy consumption of those technologies which were using or had the potential to use the waste heat as an energy source. In every ice arena the principal connection system and energy sources were explored. Calculation of the waste heat amount at different temperature levels was followed by an individual solution for each ice arena. The main goal of each proposed solution was to increase portion of waste heat usage. Achieved results from the described studies above were collected. The evaluation of existing solutions was organized together with temperature levels evaluation and time mismatch between heat delivery and consumption. During the summer the ice arenas have a dead period when the ice surface is not kept. One topic in evaluation was focused on this dead time necessity. It was found that with new waste heat utilization concept it would be economical to operate the ice arena all year long. The results were aggregated and formed into a concept of designing of the waste heat utilization system in ice arenas with the goal to reduce non-renewable energy source usage for space heating and technological heating.