• Возможности получения тепловой энергии из сточных вод

Теплообменник для установки в бетонном резервуаре и в канале: Трубчатый теплообменник HUBER RoWin 

– Модульное исполнение
– Разработан специально для сточных вод и осадка
– Устойчив к воздействию грубых и плавающих веществ
– Не пропускает запах
– Низкие требования к тех. обслуживанию
– Функция самоочистки

Сточные воды обладают тепловой энергией, которую можно использовать. Но только в редких случаях тепла стоков бывает достаточно для прямого отопления зданий или нагрева технической воды. Однако с помощью тепловых насосов задача получения тепловой энергии стоков решаема.

Принцип действия теплового насоса аналогичен холодильной машине: он отбирает тепловую энергию у одного  источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) и переносит ее к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой. Чем более незначительна разница температур обоих сред, тем выше коэффициент полезного действия теплового насоса. Коэффициент полезного действия теплового насоса представляет собой отношение тепла на выходе «теплового резервуара» к потребляемой мощности, обычно значение КПД теплового насоса лежит в пределах от 4 до 6

Под нашими улицами мы находим источник энергии, который мы до сих пор игнорировали. Городские сточные воды содержат тепловую энергию; его температура обычно составляет от 10 до 20 ° C круглый год. Эта температура обеспечивает экономичную работу тепловых насосов для отопления близлежащих зданий (например, детских домов, школ, спортзалов, бассейнов). Единственная проблема - как лучше извлечь тепло из сточных вод.

Производители активно разрабатывают канализационные трубы со встроенными теплообменниками; но тогда нам понадобится новое строительство канализации. Существуют специальные теплообменники, которые можно установить на обратных каналах существующей канализации; но это возможно только в канализационных коллекторах большого диаметра, а теплопередаче препятствуют слои загрязнения на поверхности таких теплообменников; Не только установка таких теплообменников сложна и дорога, но и их обслуживание и ремонт.

 разработали собственное решение HUBER ThermWin для рекуперации тепла из сточных вод:

Дополнительная информация
Забираем сточные воды из канализации, экранируем, прокачиваем через надземные теплообменники, а затем возвращаем обратно в канализацию. Поскольку мы фильтруем и перекачиваем сточные воды, мы можем использовать компактные и экономичные теплообменники, в которых мы создаем четко определенный и турбулентный поток для эффективной передачи тепла. Для просеивания мы используем вертикальный шнековый грохот HUBER Pumping Stations Screen ROTAMAT® RoK4, который является компактным и поднимает грохот через свой вертикальный шнек. Вернувшиеся сточные воды смывали поднятые решетки по желобу обратно в канализацию.

Утилизация технической воды и тепла из свежих сточных вод на месте имеет очевидные преимущества. Это касается бытовых, коммерческих и промышленных сточных вод. Свежевыработанные сточные воды обычно теплее, чем сточные воды в канализации, которые представляют собой смесь сточных вод с холодной инфильтрацией и ливневой водой.

Мы можем очищать пресные и теплые сточные воды на месте и повторно использовать их в качестве теплой технической воды. Этот вариант имеет то преимущество, что рекуперируются как сама вода, так и содержащееся в ней тепло;
Мы можем отбирать тепло из теплых сточных вод через теплообменники, поднимать его с помощью теплового насоса до более высокого уровня температуры и повторно использовать для нагрева воды. Этот вариант имеет то преимущество, что рекуперированное тепло обеспечивается при более высокой температуре.
В зависимости от местной ситуации, предпочтителен ли тот или иной вариант или их комбинация.

Трубчатый теплообменник HUBER RoWin B, установленный в бетонном резервуаре. Поток заполняет резервуар с теплообменником и проходит через него самотеком

Трубчатый теплообменник HUBER RoWin B может быть установлен на очистных сооружениях перед выпуском сточных вод или в буферном резервуаре. Теплообменные модули установлены непосредственно в потоке сточных вод и оптимально окружены им. В связи с протекающими биологическими процессами, температура потока после очистных сооружений в среднем на один градус выше, чем температура поступающих сточных вод. Кроме того, из потока, выходящего с очистных сооружений, можно получить большее количество тепловой энергии, чем с помощью установок рекуперации тепла, установленных в канализационных системах. Биологические процессы на очистных сооружениях не замедляются, а добавление потока охлажденных очищенных сточных вод носит определенные преимущества для биологии в проточной воде. Также значительно улучшаются температурные показатели и кислородные условия. При установке в канале не требуется дополнительных насосов, так как поток сточных вод поступает самотеком при обычных условиях. Это помогает избегать лишних затрат и значительно повышает экономическую эффективность данной системы. Благодаря своей компактной конструкции и установке в канале или резервуаре, не требуется дополнительного места для размещения, пространство используется оптимально. При прохождении потока, выходящего с очистных сооружений, образование биопленок на поверхностях теплообменника полностью не исключается. Поэтому интегрированная очистка поверхностей теплообмена имеет важное значение для достижения максимальной эффективности теплопередачи. Несколько теплообменников HUBER RoWin могут устанавливаться параллельно или последовательно для правильной регулировки с учетом особенностей конкретного места и требований заказчика. С учетом несущей нагрузки крыш, теплообменники также могут быть установлены, например, над парковочными местами.

Трубчатый теплообменник HUBER RoWin состоит из сварочной конструкции из нержавеющей стали, в которой горизонтальные трубчатые модули расположены параллельно.Трубчатые модули также сделаны из нержавеющей стали для достижения максимальной эффективности теплопередачи. Предварительно очищенная сточная вода проходит через теплообменник и посредством плотно расположенных трубок отдает свою тепловую энергию охлаждающей воде. Энергия доставляется к тепловому насосу с помощью нагретого хладагента. В связи с особыми химико-биологическими свойствами сточных вод на поверхности теплообмена со временем образуются биопленки, что значительно снижает эффективность процесса. Поэтому для обеспечения максимальной теплопередачи постоянно осуществляется профилактическая очистка поверхности теплообмена. Отложения и твердые частицы осаждаются на дне резервуара, удаляются с помощью шнекового транспортера и возвращаются в канализационных коллектор вместе с охлажденной сточной водой. Благодаря закрытому исполнению и возврату твердых веществ тепловая энергия является единственной эмиссией сточных вод. При необходимости, трубчатый теплообменник HUBER RoWin может быть выполнен с наружней изоляцией для объектов, подверженных особому воздействию. Система, установленная над землей, имеет преимущества простого технического обслуживания и эксплуатации. Благодаря модульному исполнению трубчатый теплообменник HUBER RoWin может быть адаптирован к особым требованиям места установки. В сочетании с тепловым насосом можно сгенерировать до нескольких сотен киловатт тепловой энергии, в зависимости от типоразмера установки. При оптимальном сочетании обеих систем и муниципалитеты, и промышленные предприятия могут покрывать до 80 % необходимого тепла, используя сточные воды в качестве энергетического ресурса

Экологичное теплоснабжение зданий: система HUBERЭкологичное теплоснабжение зданий: система HUBERThermWin® с теплообменником HUBER RoWin

Бытовые сточные воды: Серая вода из ванных комнат, а также из посудомоечных машин и стиральных машин теплая. Если мы собираем и обрабатываем серую воду отдельно от черной воды, мы восстанавливаем не только серую воду в качестве технической воды, но и содержащееся в ней тепло. То же самое в принципе применимо к комбинированным бытовым сточным водам, но комбинированные сточные воды холоднее, чем сточные воды в отдельности. (см. также наши решения HUBER для повторного использования сточных вод). Большая часть восстановленной технической воды повторно используется для смыва или орошения туалетов, и она не должна быть теплой. По этой причине мы добавляем систему рекуперации тепла на нашу очистную установку; мы поставляем тепловой насос для охлаждения технической воды и нагрева пресной воды.
Коммерческие сточные воды: Хорошим примером является коммерческая прачечная. Промывочная вода сливается более или менее непрерывно и является более горячей по сравнению с промывочной водой. Мы обрабатываем теплую промывочную воду на месте с помощью химико-физических методов и перерабатываем ее. Преимущества наших клиентов в том, что они экономят не только пресную воду и тепловую энергию, но и некоторые моющие средства. Кроме того, с помощью теплового насоса мы рекуперируем энергию из оставшегося избыточного потока промывочной воды, прежде чем она будет сброшена в канализацию.
Промышленные сточные воды: многие отрасли производят и сбрасывают теплые или даже горячие сточные воды, например производство напитков, пищевая или целлюлозно-бумажная промышленность. Горячие сточные воды часто необходимо охлаждать перед сбросом в канализационную систему, например путем смешивания с другими потоками холодных сточных вод, чтобы поддерживать максимальную температуру нагнетания обычно 35 ° C. Горячие сточные воды часто представляют собой воду для мытья различных технологических процессов и имеют лишь умеренное загрязнение. Мы обеспечиваем очистку технологической воды на месте с дополнительным преимуществом рециркуляции тепла. В некоторых случаях мы предлагаем тепловые насосы для рекуперации тепла и его повторного использования при повышенной температуре. Конечно, наше оптимальное решение зависит от конкретной площадки

https://www.huber-technology.ru/ru/products/energy-from-wastewater.html

Утилизация неочищенных сточных вод из
канализационного коллектора с помощью
системы HUBER ThermWin®
➤ Установка рядом с потребителем энергии
➤ Не зависит от размеров и формы
канализационного коллектора
➤ Стабильные гидравлические условия
➤ Возможность контроля всей системы в любое
время
2. Установка на очистных сооружениях перед
выпуском сточных вод
➤ Не требуется предварительная мех. очистка
➤ Постоянный объемный расход благодаря
заполнению самотеком
➤ Высокая энергоемкость
➤ Улучшение биологического состояния водоемов
➤ Утилизация регенерированного тепла в процессе
сушки осадка сточных вод
3. Фильтрат, полученный в ходе обработки
осадка сточных вод
➤ Высокие температуры ок. 30 °C
➤ Опциональная сушка осадка сточных вод
➤ Очень высокий энергетический потенциал
➤ Утилизация в течение всего года без прерывания
процесса
4. Применение в промышленности
➤ Постоянный поток сточных вод, имеющих высокий
энергетический потенциал
➤ Высокие температуры вследствие физикохимических процессов
➤ Источник снабжения = потребитель
➤ Соответствие стандартам сброса сточных вод

Преимущества решения HUBER ThermWin
Эффективное использование возобновляемых и устойчивых источников энергии
Неограниченная доступность, надежная поставка
Местный и бесплатный децентрализованный источник тепла
Экономичность при расходе в сухую погоду около 10 л / с
Незначительное влияние на очистку сточных вод (охлаждение сточных вод только на 1-2 ° C)
Независимость от размера канализации
Использование компактных, эффективных и экономичных теплообменников
Надземные теплообменники (легкий доступ для установки и обслуживания)
Небольшие строительные работы (узкий люк у канализации)
Минимальное вмешательство в существующую канализацию (только сверление двух отверстий)

Станция очистки сточных вод в Витценхаузене, дом для престарелых в Швейцарии и офисное здание во Франции - что у них общего? Ответ: все они используют экологически чистую регенеративную энергию из сточных вод в течение следующего отопительного периода. Это демонстрирует широкий спектр применений, которые предлагает теплообменник HUBER RoWin. В тени крупного заказа, полученного HUBER от Министерства внутренних дел в Штутгарте, именно более мелкие заказы демонстрируют широкую область применения системы HUBER ThermWin®.

Например, на станции очистки сточных вод в Витценхаузене энергия, содержащаяся в сточных водах, используется для нагрева варочного котла, камерного фильтр-пресса и здания оператора. Раньше, особенно зимой, блочная ТЭЦ (работающая на канализационном газе) не могла обеспечивать достаточное количество энергии. Дополнительно пришлось использовать минеральное масло. Но поскольку в любом случае на очистных сооружениях имеется огромное количество (теплых) сточных вод, сточные воды являются идеальным альтернативным источником энергии. Компания HUBER разработала убедительную концепцию теплоснабжения на месте, которая включает теплообменник HUBER RoWin и тепловой насос. Эта концепция, безусловно, подходит для применения и на многих других очистных сооружениях.

Более чем в 500 км к югу от Витценхаузена находится Мюнхенштайн, небольшой городок с 12 000 жителей недалеко от Базеля в Швейцарии. В 2000 году Мюнхенштайн был официально включен в список «энергетических городов». Живущие здесь люди гордятся тем, что они могут внести свой вклад в достижение климатических целей и сохранение нашей среды обитания. Но поскольку статус списка проверяется каждые три года, Мюнхенштайн должен постоянно прилагать усилия, чтобы оставаться в списке. Поэтому неудивительно, что местный дом престарелых и престарелых Hofmatt решил использовать регенеративные источники энергии при обновлении и расширении своего учреждения по уходу. Впервые теплообменник HUBER RoWin питается исключительно сточными водами своих зданий. Короткие пути внутри зданий в сочетании с определенным буферным эффектом теплообменника обеспечивают высокий уровень тепла в подключенном тепловом насосе. Тепловой насос работает с высокой производительностью и, следовательно, представляет собой экономичное и эффективное решение для нагрева воды и горячего водоснабжения зданий. Такая инновационная «рециркуляция» тепловой энергии позволяет экономить ископаемое топливо, так что Мюнхенштайн может по праву надеяться на получение еще большего количества наград.

Еще в 700 км к западу от Мюнхенштайна находится Тур во Франции, между Орлеаном и побережьем Атлантического океана. Осенью 2012 года первая установка HUBER ThermWin® во Франции будет установлена ​​в Туре, где проживает 140 000 жителей. Офисное здание площадью около 2100 м² возводится в городском районе Сен-Пьер-де-Корпус в качестве помещения для сдачи в аренду компаниям и властям. Первым туда переедет местное бюро по трудоустройству. Система HUBER ThermWin® будет использоваться для обогрева и охлаждения, как в Винтертуре в Швейцарии, в предыдущем проекте HUBER. Французский инвестор принял решение в пользу решения HUBER после посещения проекта HUBER в Штраубинге. Операторы в Штраубинге рассказали им о высокой эксплуатационной надежности системы и, как следствие, постоянной теплопередаче.

В приложениях, в которых тепловые насосы экономят энергию на очистных сооружениях, поддерживают тепловые станции в жилых и общественных зданиях, или регулируют климат в офисных зданиях, нет ничего особенного. Однако необычно то, что городские сточные воды используются в качестве источника энергии в таких приложениях. Сточные воды - идеальный источник энергии с высокой теплоемкостью и высокими температурами в отопительный период. Его энергетическая ценность является выдающейся, а теплообменник HUBER RoWin значительно устраняет тот недостаток, что он представляет собой загрязненную воду. Германия и Швейцария первыми начали использовать энергию сточных вод, а теперь и Франция запрыгивает на «поезд энергии из сточных вод». Укомплектованный решениями для самых различных приложений и рентабельными решениями по экономии затрат, он быстро наберет обороты и, несомненно, найдет множество других станций в Европе.

«Лейкербад - один из крупнейших спа-курортов и курортов в Альпах с самыми красивыми термальными ваннами в Швейцарии. Независимо от того, хотите ли вы провести выходные или провести долгое время, каждый сможет насладиться омолаживающей термальной водой, богатой минералами, из горных источников. Лейкербад 365 дней в году предлагает своим посетителям широкий спектр услуг на любой вкус. Ежедневно в бассейны поступают впечатляющие 3,9 миллиона литров горячей термальной воды с температурой 51 ° C. Лейкербад имеет самые большие запасы термальной воды во всем мире. Европа «. (источник: www.leukerbad.ch).

Благодаря такому описанию и захватывающим горным пейзажам идиллическая деревня Лойкербад в швейцарском кантоне Вале ежегодно привлекает тысячи гостей, независимо от того, любят ли они зимние виды спорта или предпочитают пешие прогулки. Но внимание HUBER SE привлекла одна фраза: «… впечатляющие 3,9 миллиона литров горячей термальной воды с температурой 51 ° C…»

Такие огромные объемы воды с очень высокой температурой идеально подходят для рекуперации тепла из сточных вод. Даже если это не городские сточные воды с типичными для них загрязнителями, родниковая вода не только охлаждается, но и содержит жир и масло, а также частицы кожи от купания. Из-за этих загрязнителей и промывочной воды фильтровальных установок нельзя использовать обычные пластинчатые теплообменники. Риск блокировки и засорения узких каналов был бы слишком высоким, не говоря уже об отложениях на поверхностях теплообменника и, как следствие, снижении теплопередачи.

HUBER SE разработал теплообменник RoWin специально для решения таких проблем. Его эффективность и надежность уже убедительно доказаны в нескольких проектах. Тем не менее, нам все же пришлось убеждать операторов курорта Burgerbad в Лойкербаде. В спа-салоне используется около 20% воды из термальных источников, чтобы предложить своим гостям превосходный отдых в большом количестве бассейнов. Хотя термальная вода теряет часть своей энергии в бассейнах, она выходит из спа с температурой около 30 ° C. Тот факт, что такой уровень температуры достаточен для обеспечения питания современной системы отопления, свидетельствует о высоком энергетическом потенциале этих термальных источников.

Что отличает проект Burgerbad от предыдущих проектов, так это то, что это первый проект, в котором была использована баковая версия теплообменника HUBER RoWin. Модули теплообменника устанавливаются не в бак из нержавеющей стали, как обычно, а непосредственно в бетонный бак. Следовательно, можно установить модули под землей. В этом случае они устанавливаются в баке под местом парковки на задней стороне спа. Чтобы не потерять часть стоянки, на цистерне есть несущие крышки. Итак, он скрыт из виду, но благодаря его отличным характеристикам, конечно, никогда не выйдет из виду.

Поскольку вода вытекает из здания самотеком, нет необходимости в насосе для питания теплообменников, это позволяет экономить энергию и значительно повышает эффективность.

Оптимизированное соединение обоих теплообменников обеспечивает мощность 450 кВт при расходе сточных вод 8-9 л / с. При добавлении около 300 кВт от внешнего источника энергии тепловой насос получает 750 кВт с температурой около 20 ° C и генерирует тепловую мощность, превышающую 1 МВт, которую можно использовать для отопления в спа-салоне Burgerbad. Таким образом, не только гости курорта получают выгоду от тепла термальных источников, но и операторы Burgerbad.

Естественный источник энергии, круглогодичная доступность, теплообменники, установленные на выходе из спа, отличный КПД теплового насоса - этот список преимуществ, безусловно, можно продолжить. Операторы Burgerbad осознали, насколько выгодно использовать тепло, регенерированное из сточных вод. Как только эта новость распространилась за пределы Вале, Burgerbad определенно не останется единственным спа-центром, который оптимизирует свой энергетический баланс с помощью теплообменника HUBER RoWin.

Факты и цифры

2x теплообменника RoWin размер 8, версия с баком
Расход сточных вод: прибл. 8 л / с при температуре ок. 30%
Восстановленная энергия: ок. 450 кВт