Když odpadní teplo vytápí město

Dostupná energie, kterou bylo potřeba lépe využít

Chemický závod INEOS Solvents v Herne při výrobě rozpouštědel produkuje odpadní teplo vznikající při kondenzaci páry. Pomocí výměníků je tato energie předávána do přibližně pět kilometrů dlouhé sítě dálkového vytápění, která zásobuje více než 1 000 domácností v okolí závodu. Síť tak využívá až 4 MW tepelného výkonu bez nutnosti spalovat další fosilní paliva.

Za optimálních provozních podmínek však může výrobní proces poskytovat více než 8 MW odpadního tepla. Lokální síť tedy nedokázala celý dostupný potenciál využít. Druhou výzvou bylo zachovat spolehlivé zásobování v době, kdy je výroba v závodě dočasně přerušena, například během údržby.

Chemický závod INEOS Solvents v Herne poskytuje odpadní teplo pro místní síť dálkového vytápění. Zdroj: ChemSim/Wikimedia CC BY-SA 4.0

Propojení dvou sítí s odlišnými parametry

Řešením bylo propojení lokální sítě s městskou soustavou dálkového vytápění „Centrum“, která vede přibližně 500 metrů od závodu. Přebytečné teplo lze díky tomu předávat do širší městské sítě. V opačném směru může síť „Centrum“ sloužit jako záložní zdroj, pokud závod krátkodobě odpadní teplo nevyrábí.

Přímé hydraulické propojení ale nebylo možné. Síť INEOS pracuje při teplotách pod 90 °C, se statickým tlakem přibližně 3 bar a maximálním tlakem v přívodním potrubí 4,5 bar. Městská síť naproti tomu dosahuje v přívodním potrubí až 130 °C, ve vratném potrubí 50 až 80 °C a statického tlaku přibližně 12 bar.

Základem se proto stala inteligentní předávací stanice se dvěma deskovými výměníky tepla, každý o jmenovitém výkonu 8 MW. Stanice oba okruhy hydraulicky odděluje, současně však umožňuje obousměrné využití tepelné energie podle aktuální provozní situace.

Čerpací technika KSB je součástí hydraulického řešení, které umožňuje bezpečný a flexibilní provoz propojených sítí.

KSB jako partner hydraulického a regulačního řešení

Do projektu vstoupilo KSB nejen jako dodavatel čerpací techniky, ale především jako technologický partner pro návrh řízení celé soustavy. Potřeba tepla kolísá podle ročního období, denní doby i počasí. Současně se mění množství odpadního tepla, protože přímo závisí na výrobním procesu. Řízení proto musí průběžně reagovat na podmínky na obou stranách předávací stanice.

Na straně sítě INEOS pracují čtyři čerpadla Etanorm 200-150-250 s litinovými tělesy a bronzovými oběžnými koly. Pohánějí je čtyřpólové asynchronní motory o výkonu 45 kW, které jsou prostřednictvím frekvenčních měničů KSB PumpDrive R provozovány až do 60 Hz. Stejný řídicí systém ovládá také dvě vratná čerpadla, která dopravují vodu do městské sítě.

Systém upravuje výkon čerpadel podle aktuálního požadovaného průtoku, stabilizuje tlak a sleduje kritické body sítě. Pomáhá tak předcházet nadměrnému tlaku nebo teplotě, podtlaku i chodu nasucho. Zvláštní pozornost věnuje místům, kde by jako první mohl tlak klesnout příliš nízko nebo teplota přestat vyhovovat požadavkům odběratelů.

Řídicí systém navržený společností KSB automaticky přizpůsobuje provoz aktuálním požadavkům tepelné soustavy.

Plynulé přepínání bez tlakových rázů

Za běžného provozu zásobuje okolí závodu procesní odpadní teplo. Pokud tepla není dostatek, například během údržby, přebírá zásobování síť „Centrum“. Jestliže je odpadního tepla více, než lokální odběratelé potřebují, přebytek se předává do městské soustavy.

Přechod mezi těmito režimy je citlivý. Náhlé spuštění nebo zastavení čerpadel by mohlo způsobit tlakové rázy a zatížit armatury i potrubí. KSB proto nastavilo řízení s dynamickými rozběhovými a doběhovými rampami, které plynule přizpůsobují otáčky čerpadel požadavkům systému.

Technologické partnerství s měřitelným přínosem

Projekt dokončený v březnu 2025 ukazuje, že modernizace tepelných sítí není pouze otázkou výstavby nových zdrojů. Stejně důležitá je schopnost efektivně využít energii, která již vzniká, a začlenit ji do existující infrastruktury.

Příklad z Herne zároveň potvrzuje, že role čerpacích systémů dnes dalece přesahuje samotnou dopravu média. Čerpadla, pohony a řídicí systém zde tvoří jeden funkční celek, který umožňuje bezpečně propojit odlišné soustavy, pružně reagovat na změny výroby i spotřeby a omezit potřebu tepla vyráběného z fosilních zdrojů. Přidaná hodnota KSB proto nespočívá pouze v dodaných komponentech, ale především ve spojení znalostí hydrauliky, čerpací techniky a automatizovaného řízení do komplexního provozního řešení.

Klíčová čísla projektu

KSB - PUMPY + ARMATURY s.r.o., koncern

KSB je jedním z předních světových výrobců čerpadel a průmyslových armatur.

Více o firměChci další informaceWebové stránky