Hővisszanyerés
A forró szennyvízből, gázokból, szellőzésből vagy szennyvízből származó hőenergia (hő) újrafelhasználását hőhasznosításnak nevezzük.
Ennek az eljárásnak a fő előnye a környezetbe történő hulladékhő-kibocsátás csökkentése és a hő más célokra történő felhasználásából származó megtakarítás.
Az ipari hőszivattyúk fűtést és hűtést is végezhetnek, különböző folyamatok útján hasznosítva az energiát. Egy nagyteljesítményű hőszivattyú beszerelése egy ipari épületbe kiemelkedő haszonnal járhat a költségek és szennyeződéskibocsátások csökkentése, valamint a levegőminőség javítása szempontjából.
A szivattyú a működésekor egy technológiai folyamatból vizet gyűjt egy tartályba. Nyaranta a tárolt vizet egy áramkör hűti ventilátorokkal. Telente a tartályok az alacsonyabb hőmérséklet hőtárolóját képezik a szivattyúnál. A víz a tartályból a hőszivattyú párologtató egységéhez halad, ahol átadja hőjét a hűtőközegnek. A központi fűtés vize a szivattyú kondenzátorában melegszik fel, és a keletkezett hő a központi fűtés rendszerének adódik át.
Alhűtő
A hűtőrendszerek teljesítményének fokozása megvalósítható alhűtőként funkcionáló hőcserélők segítségével. A kondenzátum hőmérsékletének csökkentése a tágulás és a párologtató egységhez vezetés előtt lehetővé teszi a teljesítmény és a hűtőteljesítmény növelését. A köztes hűtési fázisban a környezetnek leadott hő visszatér a hűtőkörbe. A köztes fűtés további előnye, hogy teret biztosít a nyomásesésnek a hűtőközeg vezetékében a kondenzátor és az expanziós szelep között, gőzképződés nélkül.
Takarékegység
A keményforrasztott lemezes hőcserélők takarékegységként (regeneratív alhűtőként) is használhatók a hűtőközeg további lehűtésére. Az eredmény kétfokozatú nyomás alá helyezés egyetlen kompresszor segítségével, megnövelve a rendszer összesített teljesítményét. Az EVI (gőzbefecskendezéses) rendszerekben a kompresszor kialakításának lehetővé kell tennie a gőzbefecskendezést a nagyobb bemenő hőmérséklet eléréséhez. Ennek eredményeképpen a kompresszor kisebb teljesítményt igényel, és így csökkennek a rendszerüzemeltetési költségek.
A takarékegységgel ellátott rendszerekhez kiegészítő rendszerelemekre, például csővezetékekre és kompresszorokra van szükség egy további köztes nyomásbemenettel (axiális kompresszorral / csavarkompresszorral). A beszerelési követelményekhez kapcsolódó nagy beruházási költségek miatt az ilyen kivitel nagyobb hűtőrendszereknél célszerű. Ha egy rendszer két kompresszoros takarékegységet használ, kétfokozatú rendszerről van szó.
Desuperheater (Hőcserélő)
A levegőhűtéses kondenzáló berendezésekkel ellátott hűtőrendszerek hulladékenergiát termelnek a kondenzálási levegő környezeti levegőbe kivezetésével.
Kiegészítő hőcserélő bekötésével a kondenzátor elé, a hulladékenergia egy része felhasználható háztartási víz, technológiai víz, mosóvíz vagy helyiségfűtéshez használt víz felmelegítésére.
A keményforrasztott lemezes kivitelű desuperheater hőcserélő, amely a kompresszor és a kondenzátor között helyezkedik el, segít hasznosítani a túlmelegített hűtőközeg magas hőmérsékletű energiáját. Három területből (köztes hűtés, kondenzálás és hővisszanyerés a túlhűtésből) álló kiegészítő hőcserélő használatával a hűtőrendszerben, a használati melegvíz magasabb hőmérsékletre melegíthető, mint a szokásos kondenzátorok esetén.
Az üzemi feltételektől függően, a desuperheater kondenzálhatja a hűtőközeget. Ilyenkor a folyadékot a desuperheater alá beszerelt kondenzátorhoz kell továbbítani, hogy a kondenzátum ne a desuperheaterben gyűljön meg. Általában azonban fölé vannak beszerelve. A hűtőközeg a keményforrasztott lemezes hőcserélőben ezután gőzsugár segítségével halad tovább. A folyékony kondenzátum felgyülemlése elkerülhető jól megválasztott összekötő csővel a desuperheater és a kondenzátor között (gázok esetén 5 és 10 m/s között).
Az ORC rendszerek az Organic Rankine Cycle (szerves Rankine-ciklus) angol kifejezésről kapták a nevüket. Az ORC rendszerekben a vízgőz helyett olyan szerves közeg található, amely viszonylag alacsony hőmérsékleten (és nyomáson) elpárolog. Így alacsony és közepes hőmérsékletű hőforrások is használhatók az ORC áramkörökben. A hűtőkör (kondenzátor) hulladékhője áramfejlesztésre használható.
Az ORC rendszerek működési elve hasonlít az erőművek gőzturbináiéhoz. A rendszer odaszivattyúzza a folyékony hűtőközeget a párologtató egységhez, ahol a közeg elpárolog. A munkaközeg gőzei egy turbinához továbbítódnak, amelyhez generátor kapcsolódik tengelyen keresztül. A munkaközeg energiája meghajtja a forgórész lapátjait, így lehetővé téve az áramfejlesztést. A turbinát elhagyva a munkaközeg a kondenzátorhoz érkezik. Kondenzált formában egy szivattyú a párologtató egységhez küldi, ahol a ciklus elölről kezdődik. Az ORC rendszerek teljesítménye jelentősen javítható rekuperátor bekötésével. A turbinát elhagyó túlmelegített gőz továbbítja a hőt a gőz kondenzátorban lejátszódó továbbkondenzálódásának eredményeképpen keletkező folyadékhoz.
Régen az ORC rendszerek drága megoldást jelentettek. Manapság a legtöbb probléma megoldható hőcserélőkkel. Kiviteli jellemzőik lehetővé teszik a jó rendszerteljesítményt, valamint a megbízható és csendes üzemelést. A víz párolgási hőmérsékleténél alacsonyabb párolgási jellemzőkkel bíró szerves anyag segítségével elektromosság nyerhető biomassza vagy biogáz égetéséből, vagy ipari hulladékhőből.
Alhűtő gőztúlmelegítési funkcióval
A kondenzátorból távozó forró kondenzátumfolyadék felhasználható a párologtató egységből kilépő hideg gőz túlmelegítésére hőcserélő segítségével. Egy keményforrasztott lemezes hőcserélő biztosítja a kondenzátum túlhűtésének magasabb fokát a kondenzátor mögé kapcsolva. Ez csökkenti a gőztartalmat a közegben az expanziós szelep után, ami így javítja a közeg eloszlását a párologtató egységben, megnövelve a hatékonyságot. Továbbá, a hőcserélő túlmelegíti a párologtató egység mögött a gőzt, minimalizálva annak valószínűségét, hogy a folyadék elérje a kompresszort. A párologtató egység mögötti hőcserélő alhűtőként funkcionál gőztúlmelegítési funkcióval.
