Analiza energetyczno-środowiskowa lokalnego systemu ciepłowniczego wykorzystującego niskotemperaturowe geotermalne źródło energii

• Autorzy: Nitkiewicz Anita , Sekret Robert

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2019.3.1

Warianty tytułu

EN

Energy and Environmental Analysis of a Local Heating System Using a Low Temperature Geothermal Energy Source

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono energetyczno-ekologiczną analizę 9 wariantów lokalnego systemu ciepłowniczego współpracującego z niskotemperaturowym geotermalnym źródłem energii. Dla zbiorowości budynków użyteczności publicznej stworzono koncepcję sieci ciepłowniczej, dla której rozważono trzy warianty źródeł ciepła: sprężarkową pompę ciepła, absorpcyjną pompę ciepła oraz jako wariant bazowy kondensacyjny kocioł gazowy. Analizę przeprowadzono dla trzech różnych wartości temperatury zasilania i powrotu sieci tj. 60/50°C, 50/40°C oraz 40/30°C. Określono straty egzergii, zapotrzebowanie na energię pierwotną oraz sprawność egzergetyczną. Analiza ekologiczna obejmowała analizę oddziaływania na środowisko rozpatrywanych źródeł ciepła w całym cyklu życia (analiza LCA). Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono m.in., że najmniejszym oddziaływaniem na środowisko w całym cyklu życia charakteryzuje się sprężarkowa pompa ciepła współpracująca z lokalną siecią ciepłowniczą o temperaturze pracy 50/40°C i 40/30°C. Poprawę sprawności egzergetycznej systemu ze sprężarkową pompą ciepła, jak i zmniejszenie oddziaływania na środowisko w całym cyklu życia można osiągnąć przez zwiększenie sprawności oraz udziału źródeł energii odnawialnej w procesach wytwarzania energii elektrycznej.

EN

The paper presents an energetic and ecological analysis of 9 variants of a local heating system cooperating with a lowtemperature geothermal energy source. For the community of public buildings, the concept of a heating network was created, for which three variants of heat sources were considered: a compressor heat pump, an absorption heat pump and, as a base variant, a condensing gas boiler. The analysis was carried out for three different supply and return temperatures, i.e. 60/50°C, 50/40°C and 40/30°C. Exergy losses, primary energy demand and exergy efficiency were determined. The ecological analysis included an analysis of the environmental impact of the considered heat sources in the life cycle (LCA analysis). On the basis of the obtained results it was stated, among others, that the smallest impact on the environment in the whole life cycle is characterized by a compressor heat pump cooperating with the local heating network with operating temperatures of 50/40°C and 40/30°C. The improvement of the exergy efficiency of the compressor heat pump system as well as the reduction of the environmental impact throughout the life cycle can be achieved by increasing the efficiency and share of renewable energy sources in the electricity generation processes.

Słowa kluczowe

PL

egzergia; energia geotermalna; sieć ciepłownicza; analiza LCA

EN

exergy; geothermal energy; heating network; life cycle assessment

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 50, nr 3
• Strony: 83--89
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Nitkiewicz Anita

• Zakład Ciepłownictwa, Ogrzewnictwa i Wentylacji, Instytut Inżynierii Środowiska, Politechnika Częstochowska, Częstochowa, Polska

autor

Sekret Robert

• Zakład Ciepłownictwa, Ogrzewnictwa i Wentylacji, Instytut Inżynierii Środowiska, Politechnika Częstochowska, Częstochowa, Polska

Bibliografia

• [1] Baumann H., A. Tillman. 2004. "The Hitch Hiker’s. Guide to LCA", Sweden
• [2] EUROBSERV’ER. 2018."Heat pump barometer".
• [3] Kapuściński J., A. Rozdroch. 2010. "Geotermia niskotemperaturowa w Polsce - stan aktualny i perspektywy rozwoju", Warszawa.
• [4] Nitkiewicz A., R. Sekret. 2010. "Koncepcja ciepłowni geotermalno- -gazowej wykorzystującej niskotemperaturowe geotermalne źródło energii", Rynek Energii, Nr 3 (88): 120-126.
• [5] Nitkiewicz A., R. Sekret. 2014. "Comparison of LCA results of low temperature heat plant using electric heat pump, absorption heat pump and gas-fired boiler", Energy Conversion and Management, Volume (87): 647-652.
• [6] Sekret R., E. Pidzik. 2008. "Analiza możliwości wykorzystania otworu 17-BN do celów grzewczych obiektów użyteczności publicznej w miejscowości Poczesna", Raport, Politechnika Częstochowska, Częstochowa.
• [7] Sekret R., E. Pidzik. 2008. "Analiza możliwości wykorzystania ujęcia wody w miejscowości zawada gmina Kamienica Polska do celów grzewczych", Raport, Politechnika Częstochowska, Częstochowa.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020)