Тепло "с полки". Как супермаркет может нагревать воду для вашего душа

Це може видатися фантастикою, але у деяких країнах Європи супермаркети не тільки не споживають тепло від централізованих мереж, а навпаки — продають надлишок мешканцям прилеглих будинків.

ЕП разом з данською компанією Danfoss пояснює, як це працює, і як супермаркети, крім своєї основної функції, можуть також перетворюватися на котельні.

Данський експеримент

У 2015 році 20 магазинів однієї з найбільших мереж продуктових супермаркетів SuperBrugsen на острові Альс у Данії стали учасниками незвичного експерименту.

Після впровадження нової технології, що передбачає використання енергії холодильного обладнання, вони почали забезпечувати теплом 16 будинків площею 130 кв м кожен.

Понад 5000 магазинів у світі використовують концепцію Danfoss Smart Store.

До 30% на електроенергії економитиме норвезька мережа супермаркетів REMA 1000 до 2020 року завдяки інноваційній системі рекуперації тепла від Danfoss.

Понад 31 000 доларів США на рік заощаджує на газові данський супермаркет, відмовившись від традиційного опалення.

Як це стало можливим? Все, насправді, дуже просто. "Побічним продуктом" роботи холодильного обладнання є тепло, яке, зазвичай, ніяк не використовується. Точніше, ніяк не використовувалося до недавнього часу.

Спеціалісти компанії Danfoss втілили ідею, яка дозволяє віддавати тепло холодильників у міську теплову мережу та ще і підігрівати водопровідну воду для власних потреб.

У такий спосіб згаданий супермаркет на півдні Данії, для прикладу, заощаджує на газі для опалення понад 30 тис. доларів на рік, а шкідливі викиди він знизив майже на 35%.

Використання тепла об'єктів торгівлі зацікавило не лише жителів Данії. Супермаркет Kiwi у норвезькому містечку Aulifeltet економить до 50% на оплаті електроенергії завдяки концепції Danfoss Smart Store з рекуперацією тепла.

У магазині встановлені геотермальний тепловий насос, який бере тепло з глибини землі, сонячні батареї на даху, додаткову теплоізоляцію і комплексне управління холодильною технікою, системою вентиляції та освітленням.

Супермаркет REMA 1000 у Тронхеймі в Норвегії на 100% використовує зелені технології і оснащений інноваційними системами від Danfoss, які дозволяють економити 30% електроенергії.

На вході супермаркету встановлена повітряна завіса. Також є чотири геотермальні свердловини глибиною 170 метрів, які використовуються для забезпечення природного охолодження в літній період і в якості джерела тепла для теплових насосів взимку.

Загалом концепцію Danfoss Smart Store використовує понад 5000 магазинів у світі. Перші магазини в Україні з’являться вже цього року.

Більш детально про роботу самої системи далі.

Тепло з холоду

Найбільшим споживачем електроенергії у супермаркеті є холодильні машини. За даними досліджень, тільки 30% часу роботи компресорів використовуються для охолодження. Решту їхньої роботи можна використовувати для генерації тепла.

Наприклад, компресори можуть підтримувати роботу теплових насосів узимку, коли нема великої потреби в холоді, а натомість потрібне тепло. Навіть у домашніх холодильниках задня стінка нагрівається під час конденсації фреону. У промислових масштабах це тепло можна використовувати з користю.

Скільки тепла можна отримати від одного супермаркету?

Передусім це залежить від його розмірів та потужності холодильного обладнання. На кількість тепла, яке більшість торгових точок просто скидають в атмосферу, також впливає речовина, що використовується у холодильному обладнанні.

Обладнання з фреоном нагрівається до 40-50 градусів. Для охолодження таких систем достатньо вентиляторів та температури навколишнього середовища. В системах, де в якості холодоагенту використовується вуглекислий газ, окремі елементи нагріваються до 80 градусів.

Це надлишкове тепло можна використовувати для нагрівання води, опалення супермаркету, або взагалі можна продавати у централізовану мережу.

Або, наприклад, зараз у супермаркетах нема гарячого водопостачання, і для підігріву води використовують електричні або газові бойлери. Однак уже зараз холодильне обладнання може допомогти вирішити цю проблему.

Менше шкоди для довкілля, більше вигоди для власника 

Дотепер ще охолоджувальні системи більшості супермаркетів зазвичай працюють на фреоні чи на вуглеводнях. Специфіка цих речовин у тому, що вони дорогі, або вибухонебезпечні, або шкідливі для озонового шару Землі. 

Ще у 1985 році більшість країн світу підписали Монреальський протокол, який передбачав до 2000 року зменшити використання фреонів на 50%, а згодом і зовсім відмовитися від них.

Уряди європейських країн продовжують вести політику з припинення використання небезпечних для атмосфери холодоагентів, збільшуючи вартість їх утилізації та встановлюючи додаткове оподаткування.

Проте, вуглекислий газ, який також використовується в холодильних системах, позбавлений усіх вищезазначених недоліків.

За словами інженера компанії Danfoss Україна Дениса Ковальчука, це дає свої результати — мережі все більше переходять на використання вуглекислого газу. В ЄС, починаючи з 2013 року, кількість супермаркетів  збудованих з використанням вуглекислого газу у холодильних системах збільшується щорічно приблизно на третину. Сьогодні таких супермаркетів в Європі вже більше 12 тис.

В українських магазинах абсолютна більшість холодильників поки працюють на фреоні. Втім, переорієнтація на системи з вуглекислим газом — це питання часу.

На 60% менше вуглекислого газу потрапляє в атмосферу у системах із СО2, в порівнянні із системами на фреоні.

Популярні синтетичні холодоагенти в середньому у 3 000-4 000 разів мають більший вплив на глобальне потепління.

За словами Дениса Ковальчука, сьогодні холодильні системи на СО2 коштують приблизно на 20-40% дорожче систем на фреоні. Але сервісні витрати для таких систем нижчі: вуглекислий газ в Україні вже зараз у вісім-десять разів дешевший, ніж фреон.

Коли в Україні буде адаптоване європейське законодавство, вибір на користь фреону не матиме економічного сенсу.

Крім меншого впливу на атмосферу, вуглекислий газ на додачу не потребує повторної переробки, він не токсичний і не горить.

Супермаркет замість котельні

Такі технології актуальні для великих міст України, наприклад для Києва. Влітку кияни часто залишаються без гарячого водопостачання. Частково вирішити проблему можна саме шляхом використання тепла, генерованого супермаркетами.

Дахи та потужності холодильного обладнання в супермаркетах можна використовувати для збільшення енергоефективності і додаткового заробітку.

Супермаркети могли б відчутно розвантажити централізовану систему теплопостачання та диверсифікувати її.

"Саму технологію ми не розробляли, схожі технології рекуперації тепла застосовуються вже давно. Ми запропонували ідею як максимально ефективно використовувати надлишкове тепло від холодильної системи і розробили продукт, який повною мірою задовольняє потреби замовника. Результати енергозаощаджень, які ми отримуємо, дозволяють говорити про значний потенціал застосування SmartStore в Україні", — підкреслює інженер Danfoss.