Jak se teplo ... >> Jak se teplo vyrábí

Způsoby výroby dálkově dodávaného tepla

Výtopna

Výtopna má nejjednodušší cyklus získávání energie. Spalované palivo v kotli ohřívá vodu, která přes tepelný výměník dodává teplo pro rozvody soustavy zásobování teplem pro dálkové vytápění podniků, občanské vybavenosti a domácností. Takový cyklus má sice vysokou, až 90 % účinnost, ale získává se při něm pouze teplo.

Teplárna

Energie spalovaného paliva mění v kotli vodu na vysokotlakou páru pro parní turbínu, která generátorem vyrobí elektřinu. Ještě horká pára pak dále prochází výměníkem, kde předává teplo do soustavy zásobování teplem. V parní teplárně, v níž je výroba elektřiny vázána na odběr tepla, lze takto přeměnit 18 % uvolněné energie na elektřinu, 72 % na teplo, zatímco ztráty tvoří pouze desetinu uvolněné energie.
Jako teplárna může fungovat i elektrárna. V ní se pro pro výrobu elektřiny dále nevyužitelná pára nevypouští bez užitku chladicími věžemi do ovzduší, nýbrž předává svoji energii přes tepelný výměník do soustavy zásobování teplem pro průmysl a obce v okolí elektrárny. Z uvolněné energie primárního paliva získáme v klasické (kondenzační) elektrárně jen 38 % elektřiny, při odběru tepla se součet získané elektřiny a tepla blíží k hranici 65 %. Zatímco v klasické elektrárně ze tří vagónu uhlí využijeme jen jeden na výrobu elektřiny a zbylé dva jsou ztráty, v elektrárně s odběrem tepla můžeme z jednoho vagónu vyrobit elektřiny, z druhého získáme teplo a jen jeden vagon uhlí padne na ztráty.

Paroplynová teplárna

Ve spalovací komoře se zapálí plyn. Ten hořením zvětšuje objem a tím roztáčí první plynovou turbínu s generátorem, který vzniklou mechanickou energii přemění na elektrickou. Horké spaliny pak dále ohřívají vodu ve spalinovém kotli na páru. Ta prochází druhou turbínou, tentokráte parní s generátorem, kde se vyrobí další elektřina. Pára sice už ztrácí sílu pro výrobu elektřiny, ale ve výměníku ještě předává svoji energii vodě pro soustavu zásobování teplem pro vytápění domácností, občanské vybavenosti i podniků. Při tomto způsobu výroby lze získat z uvolněné energie až 47 % elektřiny a 38 % tepla. Na ztráty připadá zhruba 15 % energie.

Kogenerační motor

Plyn se spaluje v upraveném pístovém motoru, jenž pohání generátor, vyrábějící elektřinu. Chlazením spalin, chladicí vody a oleje se získává teplo, které je přes výměník a spalinový výměník dodáváno do soustavy zásobování teplem. Obvykle se udává, že 32 % uvolněné energie paliva se přemění na elektřinu, 59 % na teplo a 9 % na ztráty, ale motorové jednotky při ideálním odběrovém diagramu dokážou vyrobit až 40 % elektřiny, 57 % tepla a jen 3 % uvolněné energie padne na ztráty.
Kogenerační motory se využívají v rozsahu výkonu zhruba do 5 MW_t a hodí se pro blokové kotelny, které vyrábějí teplo pro několik bytových domů až po větší sídliště.