Zastosowanie absorpcyjnej pompy ciepła w układzie skojarzonej produkcji elektryczności i ciepła

• Autorzy: Zarzycki R. , Panowski M. , Komur P.

Warianty tytułu

EN

The application of an absorption heat pump for cogeneration electricity and heat production

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki obliczeń symulacyjnych uciepłownienia nadkrytycznego bloku parowego na potrzeby dedykowanego odbiorcy ciepła. Na podstawie wykresu uporządkowanego temperatur dla lokalizacji odbiorcy ciepła oraz tabeli regulacyjnej parametrów dostarczanego ciepła rozważono dwa warianty uciepłownienia bloku parowego: pierwszy za pomocą dedykowanego wymiennika ciepła (DWC) zasilanego parą z upustu turbiny, drugi za pomocą absorpcyjnej pompy ciepła APC pracującej jako podstawowe źródlo ciepla wraz wymiennikiem szczytowym (SWC). Opierając się na wymaganych przez odbiorcę parametrach ciepła ustalono moc nominalną absorpcyjnej pompy ciepła oraz moc wymiennika szczytowego. W celu realizacji obliczeń opracowano model symulacyjny absorpcyjnej pompy ciepła, który został zintegrowany z nadkrytycznym blokiem parowym o mocy 900 MW_e. Model pompy ciepła został opracowany z wykorzystaniem charakterystyk rzeczywistego urządzenia. W wyniku przeprowadzonych obliczeń symulacyjnych ustalono, że dla analizowanego przypadku pompa ciepła o mocy 17,5MW_t pozwala na pokrycie produkcji ciepła na potrzeby dedykowanego odbiorcy w 90%. Stwierdzono ponadto, że zastosowanie absorpcyjnej pompy ciepla wraz ze szczytowym wymiennikiem ciepła pozwala na zmniejszenie o 35% negatywnego wpływu na produkcję energii elektrycznej, w porównaniu do wariantu z dedykowanym klasycznym wymiennikiem ciepła. Efekt ten jest bezpośrednim wynikiem zwiększenia sprawności wytwarzania energii w kogeneracji, dzięki zastosowaniu absorpcyjnej pompy ciepła.

EN

This paper presents the results of numerical simulations of absorption heat pump application for cogeneration electricity and heat production delivered to dedicated recipients. Two cases of heat production were analysed. First, as a reference unit, the study examined a standard heat exchanger (DWC) fed with steam taken from turbine steam bleeding. The second analysed configuration was an absorption heat pump (APC) equipped with a pick heat exchanger (SWC). The heat parameters were assumed based on the structured graph of outer air temperatures for a dedicated recipient locality as well as on a regulation table. The nominal thermal power of APC and SWC was also assumed based on the dedicated recipient’s needs. The simulation model of the absorption heat pump was developed and integrated with a model of a supercritical, 900MW_e power plant. The absorption heat pump model was developed with the use of real APC characteristics. The results of the calculations performed show that the analysed heat pump of 17.5MW_t power makes it possible to cover almost 90% of particular receiver of heat. Moreover, application of an absorption heat pump equipped with a pick heat exchanger decreases the negative impact on electricity production by about 35% when compared to heat production by heat exchanger alone. This is a direct result of increasing the cogeneration efficiency for simultaneous production of heat and electricity, due to the application of APC.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie; obiegi cieplne; pompa ciepła; produkcja ciepła

EN

modelling; thermal cycles; heat pumps; heat production

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Polityka Energetyczna
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 17, z. 4
• Strony: 375--390
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Zarzycki R.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Katedra Inżynierii Energii, Częstochowa; Instytut Zaawansowanych Technologii Energetycznych, Częstochowa

autor

Panowski M.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Katedra Inżynierii Energii, Częstochowa; Instytut Zaawansowanych Technologii Energetycznych, Częstochowa

autor

Komur P.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Katedra Inżynierii Energii, Częstochowa; Instytut Zaawansowanych Technologii Energetycznych, Częstochowa

Bibliografia

• [1] BIS, Z. 2010. Kotły fluidalne – teoria i praktyka, seria monografie nr 175 (ISBN 978-83-7193-428-5; ISSN 0860-5017), Częstochowa: Wyd. Polit. Częstochowskiej.
• [2] KOBYŁECKI, R. i BIS, Z. 2006a. Autotermiczna termoliza jako efektywna technologia produkcji czystych i wysokoenergetycznych paliw. Archiwum Spalania vol. 6, nr 1–4, s. 114–119, ISSN 1641-8549.
• [3] KOBYŁECKI, R. i BIS, Z. 2006b. Biocarbon – Efektywna konwersja energii ze źródeł odnawialnych. Energetyka, czerwiec 2006, s. 57–58, ISSN 0013-7294.
• [4] KOBYŁECKI i in. 2005 – KOBYŁECKI, R., BIS, Z. i NOWAK, W. 2005. Zwaloryzowana biomasa i paliwa alternatywne – wartościowe surowce dla czystej konwersji energii, ekologia, energie odnawialne. Ciepłownictwo w Polsce i na Świecie nr 3/4, s. 44–46, ISSN 1792-1271.
• [5] NOWAK, W. i CZAKIERT, T. 2013. Spalanie tlenowe dla kotłów pyłowych i fluidalnych zintegrowanych z wychwytem CO2. Mat. III Konferencji Naukowo-Technicznej – Współczesne Technologie i Urządzenia Energetyczne, Kraków, 16–18 października, s. 177–188.
• [6] CZAKIERT, T. i NOWAK, W. 2013. Spalanie tlenowe w układach z kotłami PC, CFB i PCFB. Energetyka 11, s. 787–790
• [7] HEROLD i in. 1996 – HEROLD, K.E., RADERMACHER, R. i KLEIN, S.A. 1996. Absorption Chillers and Heat Pumps. CRC Press, ISBN 997-80-84939-427-0.
• [8] www.net-sa.eu – http://www.net-sa.eu/shuangliang5.html
• [9] www.shuangliang.com – http://www.shuangliang.com/eng/product_show.asp?PID=42&BigID=24