Biomasa stanowi ponad połowę potencjału energii na potrzeby sektora ciepłowniczego w Polsce. Opracowywane technologie efektywnej zamiany wilgotnej biomasy na ciepło, stanowią realną szansę na dekarbonizację krajowego sektora ciepłowniczego. Zastosowanie Absorpcyjnych Pomp Ciepła umożliwia odzyskanie ciepła ze spalin znacząco poprawiając efektywność procesu wytwarzania ciepła. Wzrost kosztów emisji dwutlenku węgla sprawia, że taka inwestycja jest wysoce opłacalna. W artykule opisano studium przypadku polegającego na porównaniu czterech wariantów technologicznych modernizacji kotłowni o mocy cieplnej 15 MW.
EN
Biomass accounts for more than half of the heating potential in Poland. The developed technologies for the effective conversion of wet biomass into heat constitute a real opportunity to decarbonize the domestic heating sector. The use of Absorption Heat Pumps enables deep recovery of energy from exhaust gases, significantly improving the efficiency of the overall process. The increase in the cost of carbon dioxide emissions makes such an investment highly profitable. Paper presents four technological options of 15 MW boiler station.
Najszybciej obecnie rosnącą grupą zastosowań technologii sorpcyjnej stanową aplikacje absorpcyjnych pomp ciepła w systemach ciepłowniczych, technologicznych i energetycznych, prowadzące do znaczącego ograniczenia zużycia energii pierwotnej poprzez odzyskanie energii nieużytecznej, bądź wykorzystanie niskojakościowej energii odnawialnej. Kontynuując cykl poświęcony sorpcyjnym układom chłodzenia, przedstawiamy analizę porównawczą kosztów wyprodukowania ciepła przez kotłownię o mocy 6 MW, pracującą na potrzeby lokalnej miejskiej sieci ciepłowniczej, przy użyciu trzech różnych technologii: absorpcyjnej pompy ciepła z wbudowanym palnikiem, sprężarkowej pompy ciepła oraz kotła gazowego.
Adsorption cooling and desalination technologies have recently received more attention. Adsorption chillers, using eco-friendly refrigerants, provide promising abilities for low-grade waste heat recovery and utilization, especially renewable and waste heat of the near ambient temperature. However, due to the low coefficient of performance (COP) and cooling capacity (CC) of the chillers, they have not been widely commercialized. Although operating in combined heating and cooling (HC) systems, adsorption chillers allow more efficient conversion and management of low-grade sources of thermal energy, their operation is still not sufficiently recognized, and the improvement of their performance is still a challenging task. The paper introduces an artificial intelligence (AI) approach for the optimization study of a two-bed adsorption chiller operating in an existing combined HC system, driven by low-temperature heat from cogeneration. Artificial neural networks are employed to develop a model that allows estimating the behavior of the chiller. Two crucial energy efficiency and performance indicators of the adsorption chiller, i.e., CC and the COP, are examined during the study for different operating sceneries and a wide range of operating conditions. Thus this work provides useful guidance for the operating conditions of the adsorption chiller integrated into the HC system. For the considered range of input parameters, the highest CC and COP are equal to 12.7 and 0.65 kW, respectively. The developed model, based on the neurocomputing approach, constitutes an easy-to-use and powerful optimization tool for the adsorption chiller operating in the complex HC system.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Absorpcyjne Pompy Ciepła zasilane z wbudowanego palnika gazowego stanowią realną alternatywę Sprężarkowych Pomp Ciepła zasilanych energią elektryczną, jak również układów kogeneracyjnych. Dzięki sprawności wytwarzania ciepła zbliżonej do 1,7 oraz stosunkowo niskim nakładom inwestycyjnym APC zapewniają atrakcyjną cenę ciepła oraz możliwość zwiększenia udziału odnawialnych źródeł ciepła w strukturze paliwowej Przedsiębiorstw Energetyki Cieplnej. W artykule przedstawiono wyniki porównawczych obliczeń kosztów eksploatacji układu Kotła Gazowego, Sprężarkowej Pompy Ciepła i Absorpcyjnej Pompy Ciepła, jako źródeł ciepła na potrzeby Miejskiej Sieci Ciepłowniczej.
EN
Absorption Heat Pumps powered by an integrated gas burner are a viable alternative to Electric Compressor Heat Pumps as well as cogeneration systems. Thanks to heat generation efficiency close to 1,7 and relatively low investment expenditure, AHP ensures an attractive heat price and the possibility of increasing the share of renewable sources of heat in the fuel structure of the Heat Distribution Companies. The article presents the results of comparative calculations of operating costs of the Gas Boiler, Compressor Heat Pump, and Absorption Heat Pump system as heat sources for the needs of the Municipal District Heating Network.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono analizę możliwości chłodzenia budynków za pomocą lokalnego systemu ciepłowniczego współpracującego z niskotemperaturowym źródłem ciepła o temperaturze 19°C. Stworzono koncepcję sieci ciepłowniczej zasilającej zespół budynków użyteczności publicznej. Na potrzeby analizy przyjęto, że rozwiązania obejmować będą system zaopatrujący budynki zarówno w ciepło, jak i chłód (pokrycie potrzeb w zakresie ogrzewania i chłodzenia budynków przez cały rok). W artykule rozważono dwa warianty źródeł ciepła: sprężarkową oraz absorpcyjną pompę ciepła. Jako wariant bazowy przyjęto system ciepłowniczy z kotłem gazowym. Analizę wykonano w trzech różnych warunkach temperatury zasilania i powrotu sieci tj. 60/50°C, 50/40°C oraz 40/30°C. Na potrzeby analizy energetycznej systemów chłodzenia przyjęto system bezpośredniego chłodzenia wodą geotermalną, w którym założono wykorzystanie wody geotermalnej do chłodzenia budynków w układzie bezpośrednim, przy wykorzystaniu istniejącej sieci ciepłowniczej oraz system chłodzenia aktywnego za pomocą pompy ciepła, w którym założono, że istniejące w systemie ciepłowniczym pompy ciepła (sprężarkowa i absorpcyjna) w okresie letnim pracują w trybie rewersyjnym, produkując wodę chłodzącą o temperaturze 7/12°C. Woda lodowa zasila centralę klimatyzacyjną zlokalizowaną w budynku. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że największe zużycie energii pierwotnej przez system w okresie letnim i zimowym występuje w przypadku układów ze sprężarkową pompą ciepła. Jednostkowy wskaźnik zapotrzebowania na energię pierwotną w układach SPC z wykorzystaniem wody geotermalnej wyniósł 0,497 GJEP/GJg+ch, podczas gdy w systemie z absorpcyjną pompą ciepła wyniósł 0,722 GJEP/GJg+ch, a w układach z kotłem gazowym 1,164 GJEP/GJg+ch. Najmniejszą emisja zanieczyszczeń do atmosfery w ciągu całego roku, charakteryzują się systemy z absorpcyjną pompą ciepła. Również emisja tlenków azotu i ditlenku siarki są w układach z absorpcyjną pompą ciepła dwu- i trzykrotnie mniejsze niż w układach ze SPC.
EN
The paper presents an analysis of the possibility of cooling buildings by means of a local heating system cooperating with a low-temperature heat source with a temperature of 19oC. The concept of a district heating network supplying the complex of public utility buildings was assumed. It was assumed for the purpose of the analysis, that the solutions would include a system supplying buildings with both heat and cold (covering the heating and cooling needs of buildings throughout the year). In the article, two variants of heat sources are considered: compressor and absorption heat pump. The baseline variant is a district heating system with a gas-fired boiler. The analysis was performed in three different conditions of supply and return temperatures, i.e. 60/50oC, 50/40oC and 40/30oC. For the purpose of energy analysis of the cooling systems, a direct geothermal cooling system has been assumed, where geothermal water is used for direct cooling of the buildings by means of existing district heating network and an active cooling system with a heat pump. The system assumes work in a reverse mode in summer season of compressor and absorptive heat pumps that exist in the district heating network, producing cooling water of 7/12°C. The chilled water supplies the air handling unit located in the building. It has been found, basing on the results obtained, that the highest primary energy consumption by the system in summer and winter occur in the case of systems with a compressor heat pump. The unit primary energy demand index in SPC systems using geothermal water was 0,497 GJEP/GJg+ch while in the absorptive heat pump system it was 0,722 GJEP/GJg+ch, and in the gas boiler system was 1,164 GJEP/GJg+ch. The lowest emission of pollutants to the atmosphere during the whole year were observed in systems with absorption heat pumps. Also, the emission of nitrogen oxides and sulphur dioxide were two to three times lower in systems with an absorption heat pump than in systems with SPC.
W krajowych warunkach niejednokrotnie temperatura wody dostępna z odwiertu geotermalnego wymusza zastosowanie dodatkowych szczytowych źródeł ciepła. Ogranicza to średnioroczne wykorzystanie mocy ciepłowniczej dostępnej z odwiertu, a źródło często traci czysto proekologiczny charakter. Problemy te można rozwiązać rozbudowując źródło o absorpcyjną pompę ciepła. Jeden z wariantów takiej rozbudowy został przedstawiony w artykule.
Poprawa efektywności energetycznej jest uznawana za najtańszą metodę poprawy dostępności mocy i energii elektrycznej, cieplnej oraz chłodniczej. Kluczowym elementem działań prowadzących do poprawy efektywności energetycznej jest optymalizacja wykorzystania ciepła odpadowego w sposób umożliwiający zamianę go na energię użyteczną: ciepło o wyższej temperaturze, energię elektryczną czy chłód.
Obecnie w technice grzewczej i klimatyzacyjnej kładzie się olbrzymi nacisk na rozwiązania energooszczędne, możliwie neutralne dla środowiska i wykorzystujące odnawialne źródła energii.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule autorzy dokonali analizy efektywności pracy układu ciepłowni wykorzystującej energię wód geotermalnych przy założeniu, że w ciepłowni tej zainstalowana jest absorpcyjna pompa ciepła oraz że w sieci cieplnej zastosowano regulację ilościową. Przedstawione zagadnienia dotyczą ciepłowni zasilającej dwie równolegle połączone grupy odbiorników ciepła: wysokotemperaturowe i niskotemperaturowe. W poszczególnych częściach pracy przedstawiono schemat układu ciepłowni, różne warianty podłączenia absorpcyjnej pompy ciepła do rozpatrywanego układu (zależne od jego parametrów), przyjęte założenia, ważniejsze zależności użyte w analizie, wyniki przeprowadzonej analizy oraz wnioski z nich wynikające. Tematyka poruszona w niniejszej pracy dotyczy możliwości wykorzystywania w celach ciepłowniczych zasobów geotermalnych, zaliczanych do odnawialnych źródcł energii. W chwili obecnej w Polsce zapotrzebowanie na ciepło pokrywane jest prawie w całości poprzez spalanie paliw kopalnych (węgiel, olej opałowy, gaz), powodując tym samym znaczne obciążenia środowiskowe w postaci emitowanych do atmosfery zanieczyszczeń.
EN
In the present paper authors conducted the assessment of operation efficiency of geothermal heat plant cooperating with a absorptive heat pump. It has been assumed (hat in the district heating network implemented is qualitative control. The geothermal heat plant supplying two groups of heat receivers: high and low-temperature ones. In particular parts of the paper the system of considered heat plant is presented in detail together with parameters characterizing its work. Presented are most important relations used in calculations, results of calculalions and conclusions resulting from the accomplished analysis.
W niniejszej pracy przedstawiono zagadnienia związane z wykorzystaniem energii geotermalnej do celów ciepłowniczych. Z uwagi na dostępne na terenie Polski temperatury wód geotermalnych, autorzy przyjęli, że rozpatrywana ciepłownia geotermalna będzie wspomagana absorpcyjną pompą ciepła i kotłem szczytowym. W pracy przedstawiono uproszczony schemat ciepłowni geotermalnej zasilającej sieć cieplną z równolegle połączonymi, wysoko i niskotemperaturowymi odbiornikami ciepła. Dla kilku różnych wariantów ciepłowni geotermalnej obliczono ilość możliwej do pozyskania energii geotermalnej, jak również oszacowano w sposób orientacyjny koszt inwestycyjny danej ciepłowni geotermalnej. W pracy przytoczono również aktualne jednostkowe ceny ciepła w przykładowych ciepłowniach działających na terenie kraju. Na tej podstawie określone zostały wskaźniki ekonomiczne, które pozwoliły na wytypowanie najkorzystniejszego wariantu z punktu widzenia opłacalności inwestycji.
EN
At this work issues connected using the geothermal energy at heating targets were presented. From the attention for available in Poland temperatures of geothermal waters, authors assumed that the considered geothermal heat power plant would be assisted with the absorption heat pump and the heat boiler. At the work a simplified scheme of the geothermal heat power plant powering the heating network was described with parallel combined, high and with low-temperature heat receiver. For a few different variants of the geothermal heat power plant an amount was calculated possible to acquire the geothermal energy, as well as into the way an approximate capital cost of the given geothermal heat power plant was estimated. At the work also current individual prices of the heat were quoted in model heat power plants acting in the country. On this base economic indicators which let for marking the most beneficial variant out immediately were left definite of seeing the profitability of investment.
One of the most important problems of last years is the development of society, which is not compatible with environment protection. Total consumption of energy does not reflect already the degree of economic development. The index of scientifical and technical progress is nowadays the minimization of the energy consumption and its ecological cleanness. Additionally growing prices of energy carriers, the environmental degradation and climate changes make alternative energy sources interesting. Alternative energy sources can be used not only for room heating but also for its cooling. The connection these both functions by means of 4 different ideas of the heating and air-conditioning installation for the existing auditorium is presented. In the first idea main devices are solar collectors, air-compressor heat pump, the underground heat magazine filled with stones and a water, and ground probes. The second solution introduces the connection into one system of solar collectors, the air-compressor heat pump, the triple hydraulical coupling and ground probes. Into the third solution entered ground probes, solar collectors, absorptive heat pump and the gas boiler. The main elements of the fourth solution are compact heating and cooling devices and solar collectors, which work with warm water tank. The technological schema with well-chosen devices are presented and the special attention on advantages and disadvantages of each solutions is paid. Besides for solution III and IV capital costs, the annual conventional fuel consumption on needs of the heatings, emissions of pollutions to the atmosphere and savings resulting from the use of alternative sources energy were calculated.
PL
Jednym z ważniejszych problemów ostatnich lat jest pogodzenie rozwoju cywilizacyjnego społeczeństwa ze środowiskiem naturalnym. Globalne zużycie energii nie odzwierciedla już dziś stopnia rozwoju gospodarczego, a wręcz odwrotnie. Wyznacznikiem postępu naukowo-technicznego danego kraju jest obecnie minimalizacja zużycia energii i jej ekologiczna czystość. Dodatkowo ciągle rosnące ceny nośników energii, degradacja środowiska naturalnego oraz zmiany globalne klimatu doprowadziły do wzrostu zainteresowania alternatywnymi źródłami energii. Alternatywne źródła energii można wykorzystywać zarówno do ogrzewania, jak i chłodzenia pomieszczeń. Połączenie tych obu funkcji zaprezentowano za pomocą 4 różnych koncepcji instalacji grzewczo-klimatyzacyjnych dla sali wykładowej. W pierwszej koncepcji głównymi urządzeniami są kolektory słoneczne, sprężarkowa pompa ciepła, podziemny magazyn ciepła wypełniony kamieniami i wodą oraz sondy gruntowe. Drugie rozwiązanie przedstawia połączenie w jeden układ kolektorów słonecznych, sprężarkowej pompy ciepła, trójdzielnego sprzęgła hydraulicznego oraz sond gruntowych. W skład trzeciego rozwiązania weszły sondy gruntowe, kolektory słoneczne, absorpcyjna pompa ciepła oraz kocioł gazowy. Natomiast głównymi elementami czwartego rozwiązania są kompaktowe urządzenia grzewczo-chłodzące, kolektory słoneczne współpracujące z biwalentnym podgrzewaczem wody. Zaprezentowano schematy technologiczne z dobranymi urządzeniami oraz zwrócono uwagę na wady i zalety poszczególnych rozwiązań. Ponadto dla rozwiązania III oraz IV obliczono koszty inwestycyjne, roczne zużycie paliwa konwencjonalnego, emisje zanieczyszczeń do atmosfery oraz oszczędności, które wynikają z wykorzystania odnawialnych źródeł energii.
Jednym z ważniejszych problemów ostatnich lat jest pogodzenie rozwoju cywilizacyjnego społeczeństwa ze środowiskiem naturalnym. Globalne zużycie energii nie odzwierciedla już dziś stopnia rozwoju gospodarczego, a wręcz odwrotnie. Wyznacznikiem postępu naukowo-technicznego danego kraju jest obecnie minimalizacja zużycia energii i jej ekologiczna czystość. Dodatkowo ciągle rosnące ceny nośników energii, degradacja środowiska przyrodniczego oraz zmiany globalne klimatu doprowadziły do wzrostu zainteresowania alternatywnymi źródłami energii. Alternatywne źródła energii można wykorzystywać zarówno do ogrzewania, jak i chłodzenia pomieszczeń. Połączenie tych obu funkcji zaprezentowano za pomocą 4 różnych koncepcji instalacji grzewczo-klimatyzacyjnych dla sali wykładowej. W pierwszej koncepcji głównymi urządzeniami są kolektory słoneczne, sprężarkowa pompa ciepła, podziemny magazyn ciepła wypełniony kamieniami i wodą oraz sondy gruntowe. Drugie rozwiązanie przedstawia połączenie w jeden układ kolektorów słonecznych, sprężarkowej pompy ciepła, trójdzielnego sprzęgła hydraulicznego oraz sond gruntowych. W skład trzeciego rozwiązania weszły sondy gruntowe, kolektory słoneczne, absorpcyjna pompa ciepła oraz kocioł gazowy. Natomiast głównymi elementami czwartego rozwiązania są kompaktowe urządzenia grzewczo-chłodzące, kolektory słoneczne współpracujące z biwalentnym podgrzewaczem wody. Zaprezentowano schematy technologiczne z dobranymi urządzeniami oraz zwrócono uwagę na wady i zalety poszczególnych rozwiązań.
EN
One of the most important problems of last years is the development of society, which is not compatible with environment protection. Total consumption of energy does not reflect already to the degree of economic development. The index of scientifical and technical progress is nowadays the minimization of the energy consumption and its ecological cleanness. Additionally growing prices of energy carriers, the environmental degradation and climate changes make alternative energy sources interesting. Alternative energy sources can be used not only for room heating but also for its cooling. The connection these both functions by means of 4 different ideas of the heating and air-conditioning installation for the existing auditorium is presented. In the first idea main devices are solar collectors, air-compressor heat pump, the underground heat magazine filled with stones and water, and ground probes. The second solution introduces the connection into one system of solar collectors, the air-compressor heat pump, the triple hydraulical coupling and ground probes. Into the third solution entered ground probes, solar collectors, absorptive heat pump and the gas boiler. The main elements of the fourth solution are compact heating and cooling devices and solar collectors, which work with warm water tank. The technological schemas with well-chosen devices are presented and the special attention on advantages and disadvantages of each solution is paid.
W artykule przedstawiono analizę rozwoju energetyki w oparciu o obowiązujące akty prawne. W rozwój ten wpisują się agregaty absorpcyjne. Zaprezentowano przesłanki ekonomiczne oraz potrzebę wykorzystania urządzeń absorpcyjnych w układach centralnego chłodzenia i ogrzewania. Z pomocą prezentacji rzeczywistych układów zbudowanych na terenie Polski, wykorzystujących urządzenia absorpcyjne, zwrócono uwagę na szeroki wachlarz i potrzebę zastosowań takich urządzeń.
W pracy przedstawione zostały wnioski wypływające z analizy możliwości pozyskania i wykorzystania energii wód geotermalnych o niskiej entalpii w ciepłowni wyposażonej w wymiennik geotermalny, kocioł szczytowy i absorpcyjną pompę ciepła. Analiza dotyczyła ciepłowni pracującej na potrzeby odbiorców wyposażonych w instalacje nisko i wysokotemperaturowego. Głównym celem pracy było wykazanie, czy i w jakim stopniu zastosowanie pompy grzejnej poprawia efektywność pracy ciepłowni geotermalnej wykorzystującej niskotemperaturowe wody geotermalne.
EN
In this work have been presented the conclusions concerned with analysis of possibilities of energy of geothermal water utilisation, which entalphy is low, in the heating plant consisting of geothermal heat exchanger, a peeak boiler and heat pump. this analysis concerned the heat plant working for consumers using the low-temperature heating systems. The main purpose of this work was to evaluate how much the application of the heat pump has an effect on the work effectiveness of a heat plant utilising the low temperature geothermal waters. The results of this work enable to determine the powers of heat pumps which should be used in the systems, when the parameters of floor heting and temperature of the geothermal water are known.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.