Комбинированное управление тепловой энергией — это будущее отрасли HVACR

Сочетание производства холода, горячего водоснабжения, отопления и кондиционирования воздуха в одной централизованной системе районного масштаба — это будущее отрасли HVAC&R, считает Бенуа Родье, директор по развитию бизнеса компании CIMCO Refrigeration из Торонто (Канада).

«Механические системы HVAC&R традиционно принадлежат к четырем изолированным областям: кондиционированию воздуха, холодоснабжению и отоплению, включая горячее водоснабжение. Нам нужно начать думать об этом как о комбинированном управлении тепловой энергией»,

— сказал Родье, пояснив, что люди привыкли думать только об одной области за раз.

Родье считает, что для максимально эффективного использования этого подхода его нужно реализовать на уровне местных сообществ, сделав такие объекты, как ледовые арены, основным источником тепловой энергии.

Своими замечаниями Родье поделился в ходе выступления на сессии по тепловым насосам, организованной в рамках конференции по природным хладагентам ATMOsphere (ATMO) America Summit 2023, проходившей 12-13 июня в Вашингтоне (округ Колумбия, США).

Ранее в этом году в рамках поддержки идеи комбинированного управления тепловой энергией компания CIMCO представила новую систему «все-в-одном» с малой заправкой аммиака (R717) —Thermal Force One (TF1), которая удовлетворяет все потребности в производстве холода, охлаждении и отоплении ледовой арены (или аналогичного объекта), одновременно обеспечивая теплом и охлаждением все местное сообщество.

Канадские ледовые арены с нулевыми выбросами

В ходе своего выступления Родье также обсудил предпринимаемые в Канаде попытки уменьшения углеродного следа ледовых арен для содействия достижению национальных целей в области климата.

По словам Родье, в некоторых населенных пунктах Канады ледовая арена может быть одним из главных потребителей как электроэнергии, так и природного газа.

В Онтарио Федерация муниципалитетов Канады (FCM) провела технико-экономическое исследование девяти ледовых арен, чтобы выяснить, какие меры могут быть приняты для сокращения их парниковых выбросов.

Исследование показало, что внедрение ряда мер по снижению углеродных выбросов способно уменьшить углеродный след ледовой арены на величину до 88% и сократить ежегодные коммунальные расходы на 35%. Около 29% потенциальных выбросов удастся избежать за счет совершенствования холодильной установки арены. Меры в области отопления, такие как замена газового котла, помогут сократить выбросы на величину до 21%.

Особой мерой, обеспечивающей существенное сокращение парниковых выбросов ледовой арены, является дополнение холодильной системы функцией рекуперации тепла. Согласно исследованию, это может привести к сокращению парниковых выбросов в среднем на 34%.

Эти выводы согласуются с рекомендациями, опубликованными Международной федерацией хоккея на льду (IIHF), которые указывают на оптимизацию рекуперации тепла, выделяемого холодильной системой объекта, как на главный приоритет в области энергоснабжения.

В дополнение к рекуперации тепла, ключевыми шагами к достижению нулевых выбросов являются устранение утечек хладагентов, общее повышение энергоэффективности и использование возобновляемых источников энергии.

Арена «Актон» в Халтон Хилс

Одним из катков, участвовавших в исследовании FCM, стала арена и общественный центр «Актон» в Халтон Хилс, Онтарио.

Объект площадью 8 547 квадратных метров включает две полноразмерных ледовых площадки, одну небольшую ледовую площадку для развлечений, два актовых зала и несколько других помещений для собраний. В 2019 году выбросы арены составили 312 метрических тонн CO₂-эквивалента, но с добавлением рекуперации тепла и других мер арена рассчитывает сократить выбросы на 95% до 48 метрических тонн CO₂-эквивалента.

В дополнение к действующей аммиачной холодильной установке арены CIMCO собирает аммиачный тепловой насос мощностью 305 кВт для отопления и горячего водоснабжения арены за счет тепла, отводимого от ее холодильной системы. Новый тепловой насос будет введен в эксплуатацию в ближайшие месяцы, рассказал Родье в ходе выступления.

Изначально в арене «Актон» планировали заменить действующий газовый котел тепловым насосом на хладагенте R134a, но воспользовавшись рекомендациями и анализом CIMCO, решили поставить аммиачный тепловой насос, срок окупаемости которого составит меньше года благодаря экономии энергии.

Выбор аммиака вместо R134a также сократит парниковые выбросы.

Другие меры, реализованные ареной «Актон», включают замену машины для заливки льда на природном газе электрической моделью и расширение системы автоматизации здания.