Instalacja skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej (μCHP) – badania eksperymentalne parametrów energetycznych

• Autorzy: Gil P. , Tychanicz M. , Wilk J.

Warianty tytułu

EN

Combined heat and power (μCHP) - performance measurements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ostatnich latach obserwuje się wzrost zainteresowania układami do skojarzonego wytwarzania ciepła i energii elektrycznej (ang. CHP Combined Heat and Power) z wykorzystaniem paliw gazowych. Kogeneracja to zamiana energii zawartej w paliwach na ciepło i/lub chłód, energię elektryczną lub mechaniczną, realizowana w jednym urządzeniu. Skojarzone wytwarzanie energii może być realizowane zarówno na dużą skalę w elektrociepłowniach zawodowych jak i w tzw. skali mikro, czyli przy użyciu agregatów kogeneracyjnych. Artykuł przedstawia wyniki eksperymentalne krótkoo-kresowego badania efektów pracy małej jednostki kogeneracyjnej GECC60A2N firmy AISIN. Kogenerator o nominalnej mocy elektrycznej 6 kW wytwarza energię elektryczną oddawaną do uczelnianej sieci oraz ciepło oddawane do zasobnika CWU. Dokonano pomiaru przebiegu charakterystycznych temperatur, mocy oraz sprawności. Chwilowa sprawność elek-tryczna wynosiła 24,8%, natomiast średnia sprawność elektryczna 24,3%. Chwilowa sprawność cieplna sięgała 46,0% natomiast średnia sprawność cieplna już tylko 38,5%. Deklarowany przez producenta nominalny EUF powinien wynosić 85% natomiast maksymalna chwilowa wartość tego wskaźnika wyniosła 70,9%, natomiast jej średnio-dzienna wartość 62,8%.

EN

In recent years, an interest in combined heat and power units with using gaseous fuels has increased. Cogeneration is the conversion of the chemical energy of fuels for heating and/or cooling, electricity, implemented in a single device. Combined power generation can be accomplished both in heat and power plants on a large scale and in CHP units in so-called micro scale. The article presents the results of experimental research of work efficiency of short-term small cogeneration unit GECC60A2N AISIN. CHP unit with nominal electric power 6kW generates electricity and heat, which then are transmitted to the local network and to the hot water storage cylinder located in a laboratory room. The aim of the research was to make calculations of characteristic temperatures of the unit, its power and efficiency. Temporary electrical efficiency was 24.8%, while the average electrical efficiency 24.3%. Instantaneous thermal efficiency reached 46.0% while the average thermal efficiency is only 38.5%. Declared by the manufacturer nominal EUF shall be 85% and the maximum instantaneous value of EUF is 70.9%, while its average-daily value 62.8%.

Słowa kluczowe

PL

CHP; sprawność kogeneracji; sprawność wytwarzania energii elektrycznej; gaz ziemny; gospodarka skojarzona

EN

CHP; combined heat and power; cogeneration efficiency; electricity generating efficiency; natural gas; associated economy

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 5
• Strony: 49--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gil P.

• Zakład Termodynamiki i Mechaniki Płynów, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska

autor

Tychanicz M.

• Zakład Termodynamiki i Mechaniki Płynów, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska

autor

Wilk J.

• Zakład Termodynamiki i Mechaniki Płynów, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• [1] Ahrenfeldt J.: Characterization of biomass producer gas as fuel for stationary gas engines in combined heat and power production. Praca doktorska. Technical University of Denmark, 2007.
• [2] Chmielewski A., Gumiński R., Lubikowski K., Mączak J., Szulim P.: Badania układu mikrokogeneracyjnego z silnikiem Stirlinga. Część 1. Rynek Energii 4 (2015) s.42-48
• [3] Gil P., Szewczyk M.: Roczne badania eksploatacyjne parametrów monokrystalicznych modułów fotowoltaicznych w Rzeszowie. Instal 4 (2015) s. 22-27
• [4] Gil P., Wilk J.: Instalacja CHP z silnikiem spalinowym zasilanym gazem drzewnym. Zeszyty Naukowe Mechanika 87 (3/15) s. 217-226
• [5] Gil P.: Roczne wyniki pomiaru sprawności amorficznych kolektorów fotowoltaicznych w Rzeszowie. Rynek Energii 4 (2015) s. 75-83
• [6] Jensen N., Werling J., Carlsen H., Henriksen U.: CHP from updraft gasifier and Stirling engine. In Proceedings of 12th European Biomass Conference. ETA-Florence & WIP-Munich. s. 726-729
• [7] Katalog M. Conde Engineering 2011 – Properties of Working Fluids – Brines 1/9
• [8] Khartchenko N.V., Kharchenko V.M.: Advanced energy systems. CRC Press 2013
• [9] Kong X.Q., Wang R.Z., i in.: Experimental investigation of a micro-combined cooling, heating and power system driven by a gas engine. International Journal of Refrigeration 28 (7) (2015) s. 977-987
• [10] Recknagel H., Sprenger E., Schramek E. R.: Kompendium wiedzy: Ogrzewnictwo, klimatyzacja, ciepła woda, chłodnictwo. Omni Scala, Wrocław 2008
• [11] Rosato A., Sibilio S.: Energy performance of a micro-cogeneration device during transient and steady-state operation: experiments and simulations. Applied Thermal Engineering, 52 (2) (2013) s. 478-491
• [12] Rubik M.: Pompy ciepła: poradnik. Branżowy Ośrodek Informacji Naukowej, Technicznej i Ekonomicznej" Instal" 1996
• [13] Schuster T.: Design and operation of a local cogeneration plant supplying a multi-family house (9,5 kW electrical/35 kW thermic power)-A field report. In Clean Electrical Power, 2009 International Conference on s. 17-21
• [14] Skorek J., Kalina J.: Gazowe układy kogeneracyjne. WNT 2006
• [15] Skorek J.: Techniczno-ekonomiczna analiza porównawcza budowy gazowych układów kogeneracyjnych małej mocy z silnikiem tłokowym lub turbiną gazową. Instal 4 (2012) s. 28-33
• [16] Skorek J.: Zastosowania układów mikrokogeneracji gazowej w budynkach. Rynek Energii (3) 2014 s. 58-62
• [17] Taler J., Mruk A., Cisek J., Majewski K.: Elektrociepłownia z silnikiem spalinowym zasilanym gazem drzewnym. Rynek Energii (4) 2013 s. 62-67
• [18] Wilk J., Wolanczyk F.: Availability of small combined heat and power unit FED on biogas. Applied Mechanics and Engineering 11 (3) 2006 s. 671-678
• [19] Wilk J., Wolańczyk F.: Właściwości kaloryczne przefermentowanych osadów ściekowych współspalanych z węglem. Instal 11 (2010) s. 64-67
• [20] Instrukcja AISIN MCHP Gas Engine Mikro-cogenerator INSTALLATION MANUAL
• [21] Instrukcja AISIN MCHP Gas Engine Mikro-cogenerator SERVICE MANUAL
• [22] Instrukcja Inisol-UNO-1-2_IIN-IT-IO.pdf, www.dedietrich.pl
• [23] http://world.honda.com/power/cogenerator/
• [24] http://www.aisin.com
• [25] http://www.bayer-raach.de/br3/index.php?lang=9&idcat=42
• [26] http://www.cogenmicro.com
• [27] http://www.genlec.com
• [28] http://www.microgen-engine.com/
• [29] http://www.otag.de/
• [30] http://www.senertec.de/