Hybrydowy układ chłodniczy integrujący sieć elektroenergetyczną z siecią ciepłowniczą

• Autorzy: Zwierzchowski R. , Malicki M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2018.8.5

Warianty tytułu

EN

Hybrid Cooling System Integrating the Electricity Grid with the Heating Network

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ostatnich dekadach światowe zużycie energii do produkcji chłodu znacznie wzrasta. W 2016 roku zużycie energii na potrzeby klimatyzacji budynków wyniosło w Europie ok. 150 TWh i jest najszybciej rosnącą składową łącznego zapotrzebowania budynków na energię. Obecnie, w zasadzie całe zapotrzebowanie na chłód jest pokrywane przez urządzenia zasilane energią elektryczną. W Polsce stanowi to również problem, bo dostępność energii elektrycznej z Krajowego Systemu Elektroenergetycznego właśnie latem jest najmniejsza. Od ponad dekady widać wyraźny trend wypełniania tzw. „doliny letniej”, tj. mniejszego niż zimowe zapotrzebowanie na energię elektryczną. Trend ten jest ponad dwukrotnie intensywniejszy niż średnioroczny wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną w kraju. W artykule opisano wytwarzanie chłodu za pomocą agregatów sorpcyjnych zasilanych ciepłem sieciowym. Zaproponowano wykorzystanie „wolnych mocy cieplnych” w sezonie letnim z Miejskich Systemów Ciepłowniczych do produkcji chłodu. Szczegółowo przeanalizowano modele układów hybrydowych, tj. sorpcyjno-sprężarkowych do wytwarzania chłodu na potrzeby klimatyzacji budynków. Zastosowanie hybrydowych źródeł chłodu zmniejsza zapotrzebowania na moc i energię elektryczną oraz zwiększa zapotrzebowania na ciepło, przy pełnym pokryciu zapotrzebowania odbiorców na chłód. Wyniki obliczeń przedstawiono w formie tabelarycznej. Opisano też wpływ zastosowania tych modeli na sektor ciepła systemowego w Polsce.

EN

Over the past decades, global energy consumption for cold production has increased significantly. In 2016, energy consumption for Air Conditioning (AC) of buildings in Europe amounted to about 150 TWh and is the fastest growing component of the total energy demand of buildings. Presently, nearly whole demand for AC is met by electrically powered chillers. This is also significant problem in Poland, as the availability of electricity from the National Grid is the lowest in summer. For over a decade there has been a clear trend towards filling the so called “summer valley” i.e. lower demand for electricity, than the winter one. This trend is more than twice as intense as the average annual growth electricity demand in the country. The article presents the characteristics of chillers with the use of sorption units powered by heat from heating network. It was proposed to use the “free heat capacities” in the summer season from the District Heating Systems for the production of chilled water. Hybrid models, i.e. sorption – compressors units for cooling generation for AC of buildings have been analyzed in detail. The use of hybrid cooling sources reduces the demand of power electricity and increases the demand for heat on an national scale, while fully covering the demand for cooling. The results of the calculations are presented in tabular form. The impact of the application of these models on the heating sector in Poland has also been described.

Słowa kluczowe

PL

ciepłownictwo systemowe; trigeneracja; absorpcyjne agregaty chłodnicze; adsorpcyjne agregaty chłodnicze

EN

district heating; trigeneration; absorption chillers; adsorption chillers

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 49, nr 8
• Strony: 327--332
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Zwierzchowski R.

• Zakład Systemów Ciepłowniczych i Gazowniczych, Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska, PW, Warszawa, Polska

autor

Malicki M.

• New Energy Transfer, Warszawa, Polska

Bibliografia

• [1] Element energy. The potential for recovering and using surplus heat from industry, https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/294900/element_energy_et_al_potential_for_recovering_and_using_surplus_heat_from_industry.pdf. 20.10.2016.
• [2] Euroheat & Power: District heating and cooling country by country - 2005 Survey, Brussels 2005.
• [3] Instrukcja instalacji, obsługi i konserwacji bromolitowego agregatu absorpcyjnego SL Eco Energy Systems 2016.
• [4] Instrukcja instalacji, obsługi i konserwacji trójzłożowej chłodziarki adsorpcyjnej NETI®.
• [5] International Energy Agency: The Future of Cooling, 07/2018.
• [6] Malicki M. 2013. "Chłodziarki na poprawę efektywności". Energetyka Cieplna i Zawodowa (02).
• [7] Malicki M. 2017. "Ograniczenie zużycia ciepła w budynku dzięki zastosowaniu chłodziarek sorpcyjnych ‒ Case Study". Rynek Instalacyjny (10).
• [8] Międzynarodowa Agencja Energii, World energy outlook. http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/WEO2012_free.pdf. 20.10.2016.
• [9] Międzynarodowa Agencja Energii, CO2 emissions from fuel combustion highlights. www.iea.org/publication/freepublication/publication/co2emissionfromfuelcombustionHIGHLIGHTS March2013. pd. 20.10.2016.
• [10] Niemyjski O., R. Zwierzchowski. 2017. "Heat Losses of a Distribution Network Under Different Operating Conditions for a District Heating and Cooling System". International conference on advances in energy systems and environmental engineering (ASEE17)- Wrocław.
• [11] Rubik M. 2012. "Techniczne aspekty wykorzystania ciepła systemowego do wytwarzania chłodu ‒ przykłady zastosowania w kraju i zagranicą". Nowoczesne Ciepłownictwo.12 (243): 20-45.
• [12] Wojdyga K. 2007. "Prognozowanie zapotrzebowania na ciepło", Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa.
• [13] Zwierzchowski R., S. Mańkowski, O. Niemyjski. 2003. "Heat losses of the district heating network in different operation conditions", The 6th ASME-JSME Thermal Engineering Joint Conference, March 16-20.
• [14] Zwierzchowski R., M. Malicki. 2018. "Wpływ produkcji chłodu z ciepła sieciowego na sektory energetyki i ciepłownictwa systemowego w Polsce". Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo Wentylacja. 49/(2): 43-48.
• [15] Zwierzchowski R., M. Malicki. 2018. "District Heating Network with Electricity .Grid integration for Cooling Source combined energy supply". Energy Systems Conference 2018, London 19-20 June, UK.