Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Optymalizacja temperatury ładowania akumulatora ciepła

Rymarski Grzegorz

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 6

24--27

PL

W artykule omówiono możliwości optymalizacji temperatury ładowania akumulatora ciepła. Zaniżenie temperatury ładowania zasobnika wiąże się z ograniczeniem jego pojemności cieplnej. W okresie letnim charakteryzującym się niskim zapotrzebowaniem na ciepło nie jest wykorzystywana pełna, projektowa pojemność akumulatora, co daje możliwość zaniżenia temperatury wody gorącej podawanej do ładowania akumulatora. Działanie takie poprawia warunki wymiany ciepła w kondensatorze turbiny, co wprost przekłada się na wzrost produkcji energii elektrycznej. W artykule zaprezentowano, na przykładzie turbiny klasy 100MW, potencjalny przyrost produkcji energii elektrycznej wynikający z optymalizacji temperatury ładowania zasobnika.

EN

The article discusses the possibilities of optimizing the charging temperature of the heat accumulator. Lowering the storage tank charging temperature is related to the reduction of its heat capacity. In the summer season characterized by low heat demand, the full design capacity of the accumulator is not used, which makes it possible to lower the temperature of hot water supplied to charge the accumulator. Such action improves the heat exchange conditions in the turbine condenser, which directly translates into an increase in electricity production. The article presents, based on the example of a 100MW class turbine, the potential increase in electricity production resulting from the optimization of the storage tank charging temperature.

2

Analiza termodynamiczna i ekonomiczna wpływu objętości akumulatora ciepła na jednostkowy koszt produkcji ciepła w elektrociepłowni gazowo-parowej

Bartnik Ryszard, Buryn Zbigniew, Hnydiuk-Stefan Anna

Nowa Energia

|

2022

|

nr 3

64--79

PL

Wysoka cena gazu ziemnego (szczególnie obecnie podyktowana imperialną polityką Niemiec i Rosji), którego koszt może zatem nawet przekraczać 70-75% rocznych kosztów działania elektrociepłowni gazowo-parowych [6], powoduje często nieopłacalność ekonomiczną ich zastosowania (rys. 4, 5). Opłacalność tę można poprawić przez zastosowanie w nich akumulatorów ciepła (rys. 5). Dzięki nim w sezonie ogrzewczym w szczycie potrzeb Krajowego Systemu Elektroenergetycznego (KSE) produkowana będzie w elektrociepłown dodatkowa ilość energii elektrycznej, a w sytuacji zmniejszonego na nią zapotrzebowania w dolinie obciążenia KSE będzie miało miejsce jej obniżenie.

3

Symulacje procesu ładowania zmiennofazowego akumulatora ciepła oraz eksperymentalna weryfikacja modelu numerycznego

Pytlik Beata, Smykowski Daniel, Szulc Piotr

Zeszyty Energetyczne

|

2020

|

T. 7

71--90

PL

W artykule przedstawiono i omówiono wyniki badań numerycznego modelowania wpływu konstrukcji akumulatora ciepła na jego parametry pracy. Badania polegały na opracowaniu numerycznego modelu akumulatora ciepła, wypełnionego materiałem zmiennofazowym. Model numeryczny opracowano w programie Comsol Multiphysics. Geometria zbudowanego modelu akumulatora odwzorowuje geometrię rzeczywistego akumulatora ciepła, znajdującego się w laboratorium badawczym Katedry Mechaniki, Maszyn, Urządzeń i Procesów Energetycznych Politechniki Wrocławskiej. W celu zweryfikowania wyników otrzymanych na podstawie obliczeń numerycznych przeprowadzono badania laboratoryjne na modelu fizycznym. W trakcie badań rejestrowano temperaturę na wlocie i wylocie z akumulatora oraz w sześciu innych (wskazanych w pracy) punktach wewnątrz akumulatora. Badano proces ładowania i rozładowywania akumulatora, wypełnionego następującymi materiałami: sól o składzie NaNO2 60%, KNO3 40% oraz parafina A53 50% i RT82 50%. Akumulator był cyklicznie ładowany, a następnie rozładowywany strumieniem odpowiednio gorącego oraz zimnego powietrza z nagrzewnicy. Wykonano walidację modelu w odniesieniu do dwóch badanych materiałów. Parametrem, który poddano walidacji była temperatura materiału PCM w punktach odpowiadających miejscom pomiaru temperatury w akumulatorze laboratoryjnym. Założono, że o zgodności wyników symulacji z wynikami pomiarów decyduje średnia różnica temperatur między wartością rzeczywistą i symulowaną w podanych punktach pomiarowych w czasie ładowania akumulatora. Różnica ta wahała się między 1–15% (przy czym największa rozbieżność występowała dla punktu A1), co jest wartością zadowalającą. Na tej podstawie stwierdzono, że opracowany model numeryczny akumulatora w dobrym stopniu odwzorowuje zjawiska i procesy wymiany ciepła między czynnikiem ładującym/rozładowującym a materiałem zmiennofazowym. W dalszej części pracy przeprowadzono analizę rozkładu temperatury w objętości akumulatora dla każdego z zastosowanych materiałów. W celu optymalizacji parametrów pracy akumulatora i wskazania najkorzystniejszego wariantu, przeprowadzono szereg symulacji przy różnych wartościach strumienia (5, 10, 15, 20 m/s) oraz temperatury powietrza (315, 345, 385, 415℃). Na ich podstawie wyznaczano strumień ciepła przekazywany między rurą ożebrowaną a materiałem PCM. Analiza wyników symulacji wykazała jednak, że zmiany tych parametrów nie wpływają na wartość strumienia ciepła.

4

Numeryczna analiza ładowania zbiornika gorącej wody o pojemności cieplnej 75 MWh

Peret Patryk

Zeszyty Energetyczne

|

2020

|

T. 7

373--390

PL

W niniejszym opracowaniu przedstawiono opis techniczny oraz charakterystykę pracy układu akumulacji ciepła na terenie jednej z polskich elektrociepłowni. Źródłem ciepła współpracującym z omawianą instalacją są agregaty kogeneracyjne, złożone z silników gazowych o łącznej mocy cieplnej 8 MWt i łącznej mocy elektrycznej 8 MWe. Całkowita pojemność cieplna bezciśnieniowego akumulatora gorącej wody wynosi 75 MWh. Ważnym zagadnieniem w przypadku zbiorników na gorącą wodę jest stratyfikacja termiczna, spowodowana różnicą gęstości między wodą o wyższej temperaturze, zlokalizowaną w górnej części akumulatora ciepła a wodą zimniejszą, w jego dolnej części. W artykule zaprezentowano wyniki analizy numerycznej, opartej na osiowosymetrycznym modelu zbiornika gorącej wody, przy użyciu oprogramowania Ansys Fluent. Symulacje za pomocą metody Computational Fluid Dynamics (CFD) przeprowadzono dla procesu ładowania akumulatora ciepła trwającego, 10 godz. Przeanalizowany został wpływ gęstości siatki obliczeniowej na otrzymywane rezultaty. Wyniki porównano z danymi pomiarowymi z elektrociepłowni. Uwzględnione zostały straty ciepła ze zbiornika gorącej wody oraz przedstawiona charakterystyka gęstości strumienia ciepła traconego do otoczenia.

5

Wpływ zastosowania akumulatora ciepła w miejskim systemie ciepłowniczym na sprawność energetyczną elektrociepłowni i emisję zanieczyszczeń pyłowych do atmosfery

Zwierzchowski Ryszard, Ziomacka Marlena

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2019

|

T. 50, nr 5

167--171

PL

Zastosowanie akumulatorów ciepła (AC) w polskim ciepłownictwie nadal uznawane jest jako inwestycja nowatorska. Inwestycje te umożliwiają poprawę ekonomiki produkcji ciepła i energii elektrycznej, ograniczenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery oraz zwiększenie bezpieczeństwa dostaw energii do odbiorców. Unia Europejska w ostatnim dziesięcioleciu przyjęła Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady, które stwarzają realne podstawy do osiągnięcia celów unijnej strategii energetycznej i ochrony środowiska w najbliższych latach. Jednak, cele te będzie trudno osiągnąć bez stosowania w miejskich systemach ciepłowniczych (MSC) technologii akumulacji energii. W artykule przeprowadzono wstępną analizę wpływu zastosowania akumulatora ciepła w elektrociepłowni (EC) Siekierki w Warszawie na wzrost efektywności wytwarzania energii i zmniejszenie emisji zanieczyszczeń pyłowych do atmosfery. Przedstawiono wyniki obliczeń dokumentujące wzrost średniorocznej ogólnej sprawności wytwarzania energii w EC, a także obniżenie emisji zanieczyszczeń pyłowych do atmosfery w przypadku gdy w MSC pojawi się akumulator ciepła. Szczególną uwagę poświęcono wciąż aktualnemu problemowi smogu tj. emisji zanieczyszczeń pyłowych do atmosfery. W przypadku tzw. alertu smogowego można zmniejszyć emisję pyłów do atmosfery w przewidywanych godzinach zagrożenia smogowego poprzez odpowiednie wykorzystanie akumulatora ciepła.

EN

The use of Thermal Energy Storage (TES) in the Polish district heating sector is still considered an innovative investment. These investments make it possible to improve the economics of heat and power generation, to reduce emissions of particulate pollutants into the atmosphere and to increase the security of energy supply to customers. The European Union has adopted a directive of the European Parliament and of the Council in the last decade, which creates a real basis for achieving the objectives of the EU energy and environmental strategy for the coming years. However, these goals will be difficult to obtain without the presence of energy accumulation technology in District Heating Systems (DHS). The article presents an initial analysis of the impact of the use of the TES in the Siekierki CHP plant in Warsaw, to increase the efficiency of energy generation and reduce emissions of particulate pollutants into the atmosphere. The results of the calculations documenting the increase in the average overall energy efficiency in the CHP plant, as well as the reduction of particulate pollutant emissions into the atmosphere, are presented in the case of the TES application in the DHS. Special attention was given to the current problem of the smog, i.e. emissions of particulate pollutants into the atmosphere. In the case of the smog alert, the emissions of particulate pollutants into the atmosphere could be reduced during the foreseeable hazard hours by appropriate using of the TES.

6

Produkcja chłodu z ciepła sieciowego

Twaruszka M.

Rynek Energii

|

2018

|

Nr 5

36--41

PL

W artykule zaprezentowano potencjał stosowania/zastąpienia chłodziarek sprężarkowych urządzeniami sorpcyjnymi. Agregaty wody lodowej do swego napędu używałyby ciepło z istniejącego rozbudowanego systemu ciepłowniczego z możliwą akumulacją ciepła w akumulatorze. Utrzymanie odpowiednich warunków chłodniczych w budynkach przemysłowych, halach, magazynach pozwala prowadzić procesy produkcyjnej bez niepotrzebnych przerw i strat. Zmniejszenie zapotrzebowania na ciepło sieciowe w lecie jest istotnym problemem dzisiejszych elektrociepłowni. Bloki ciepłownicze mają problemy z produkcją energii elektrycznej w okresie letnim ze względu na zmniejszone w tym czasie zapotrzebowanie odbiorców na ciepło. Sieci ciepłownicze pracują wówczas w niedociążeniu, co znacząco zmniejsza opłacalność procesu produkcyjnego Zastosowanie chłodziarek sorpcyjnych pozwoliłoby na zwiększenie efektywności energetycznej wytwarzania i dystrybucji ciepła sieciowego poprzez znaczące zwiększenie zapotrzebowania na energię z sieci cieplnej w lecie. Przyszłościowo układu sorpcyjne znajdą swe zastosowanie hybrydowe klastrach energii tworzących sieci 4 generacji. Systemy te, integrując i łącząc mniejsze jednostki, pozwalają na koordynację pracy sieci cieplnej, elektroenergetycznej, chłodniczej i gazowej oraz wykorzystują odnawialne źródła energii.

EN

The article presents the potential of using / replacing compressor coolers with sorption devices. Chillers for their drive would use heat from the existing extended district heating system with the possiblity accumulation of heat in the accumulator. Maintaining proper refrigeration conditions in industrial buildings, halls and warehouses allows to run production processes without unnecessary interruptions and losses. The reduction of summer heat demand in the summer is a significant problem for today's combined heat and power plants. Power plants have problems with the production of electricity in the summer due to the reduced heat demand of the recipients. Heating networks work in underload, which significantly reduces the profitability of the production process. The use of sorption chillers would increase the energy efficiency of district heat generation and distribution by significantly increasing the energy demand from the district heating systems in the summer. Future-proof sorption chillers will find their application to hybrid energy clusters forming 4-generation networks. These systems, integrating and combining smaller units, allow coordination of heat, electricity, cold generation and gas networks also use renewable energy sources.

7

Parafina jako wypełnienie akumulatora PCM

Sitka A., Pospolita W., Smykowski D., Lichota J., Pospolita J.

Energetyka

|

2018

|

nr 11

638--641

PL

Akumulacja energii cieplnej jest jednym ze sposobów czyniących systemy energetyczne bardziej elastycznymi, co ma znaczenie w racjonalnym użytkowaniu energii. Akumulator ciepła zaimplementowany w istniejącym lub nowym układzie cieplnym pozwala na poprawę jego dynamiki wytwórczej, podniesienie sprawności oraz ograniczenie negatywnego wpływu na środowisko. Bardzo istotnym problemem jest rodzaj materiału, który planuje się wykorzystać w akumulatorze. W artykule zaprezentowano wyniki badań nad możliwością zastosowania parafiny jako materiału akumulującego ciepło. Przeprowadzono analizę termograwimetryczną próbki materiału oraz pomiary na stanowisku badawczym wyposażonym w akumulator ciepła.

EN

Accumulation of thermal energy is one of the solutions to make energy systems more flexible, which is important for the rational use of energy. A heat accumulator implemented in an existing or new thermal system allows to improve its production dynamic, increase efficiency and reduce its negative impact on the environment. One of a very important problem is the choice of material to be used in the accumulator. The paper presents the results of research on the possibility of using paraffin as a heat accumulating material. Thermogravimetric analysis of material samples and measurements were carried out on a test stand equipped with a heat accumulator.

8

Mobilne akumulatory ciepła

Nemś M., Nemś A.

Instal

|

2016

|

nr 4

18--23

PL

W artykule odniesiono się do rosnącego, ze względu na wyczerpujące się zasoby paliw kopalnych, zapotrzebowania na wykorzystanie ciepła odpadowego powstałego w procesach przemysłowych. Jednym z możliwych rozwiązań jest zastosowanie tzw. mobilnych akumulatorów ciepła. Technologia ta polega na ładowaniu ciepłem odpadowym zbiorników wypełnionych materiałem akumulacyjnym i transporcie ich, najczęściej za pomocą ciężarówek, do odbiorcy. Końcowym użytkownikiem ciepła odpadowego może być zarówno przedsiębiorstwo wykorzystujące je do niskotemperaturowych procesów technologicznych, jak i np. osoba prywatna, której zostanie zapewnione pokrycie zapotrzebowania grzewczego budynku mieszkalnego. W artykule ponadto przedstawiono znane z literatury realizacje mobilnych akumulatorów ciepła oraz przytoczono dostępne praktyczne rozwiązania techniczne, będące obecnie w użyciu. Wskazano również na możliwość zwiększenia potencjału cieplnego akumulatora podczas drogi przy wykorzystaniu ciepła odpadowego z silnika spalinowego samochodu transportującego.

EN

In this paper reference was made to growing due to the exhausting of fossil fuels, the demand for utilization of waste heat produced in the process industry. One of possible solution is to use so-called mobile heat accumulators. This technology consists of charging the waste heat containers filled with accumulation material and transport them, usually by truck to a specific receiver. A company can be either the end user of waste heat using it in low temperature processes, as well as private persons, thus providing coverage of the heating requirement in their homes. Furthermore, it is shown known from the literature realization of the mobile heat accumulators and quoted available practical technical solutions currently in use. Also indicated possibility of enhancing the thermal storage tank when driving, using the waste heat from the internal combustion engine of the car transporter.

9

Magazynowanie ciepła - rodzaje magazynów

Kwestarz M.

Czysta Energia

|

2016

|

Nr 12

29--35

10

The electromagnetic transformer of mechanical energy into heat for wind turbine

Makarchuk O., Rusek A., Shchur I., Shchur V

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 1

179-182

EN

In order to reduce the cost of stand-alone vertical axes wind turbines (VAWT) and to extend their functionality, this paper suggests accumulating wind energy in the form of heat. For this purpose a special transformer of mechanical energy into heat (TMEH) was developed, which operates on the electromagnetic principle. A simplified method for calculating the magnetic and electric fields in the work parts of the TMEH was developed. The paper gives the results of its FEM-analysis. Using the developed technique the design of pilot TMEH was optimized.

PL

Dla zmniejszenia kosztów zainstalowania siłowni wiatrowych z pionową osią obrotu (WAWT) o prace autonomicznej oraz rozszerzenie ich funkcjonalności oferowano akumulować energię wiatru w ciepłe. W tym celu opracowano specjalny przetwornik energii mechanicznej na ciepło (TMEH), który działa na zasadzie elektromagnetycznej. Stworzono uproszczoną metodę obliczania pól magnetycznych i elektrycznych w elementach konstrukcyjnych TMEH, przedstawiono wyniki FEM-analizy. Wykorzystując opracowane techniki zoptymalizowano konstrukcję projektu badawczego TMEH.

11

Kształtowanie się współczynnika efektywności pompy ciepła przy współpracy z akumulatorami ciepła o różnej pojemności

Stanisz K., Gumuła S.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2015

|

z. 62, nr 2

419--427

PL

W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki analizy procesu ogrzewania budynku przy współpracy pompy ciepła z wodnymi akumulatorami ciepła izolowanymi termicznie od otoczenia, które stanowiły dolne źródła ciepła dla pompy. Rozważono kilka wodnych akumulatorów ciepła. W pierwszym etapie rozważań akumulatory w kształcie sześcianu różniły się objętością wody (pojemnością cieplną) i współczynnikami przenikania ciepła przez ich ściany, ale każdy z nich zapewniał ilość ciepła potrzebną do ogrzania budynku. Natomiast w następnej części, rozważono wodne akumulatory ciepła o takim samym współczynniku przenikania ciepła przez ściany, ale różniące się pojemnością cieplną. Akumulator przejmował ciepło od absorberów słonecznych i gromadził to ciepło w okresie letnim. Przeprowadzona analiza wykazała, że w przypadku akumulatorów o dużej pojemności budynek może być ogrzewany w ciągu całego sezonu grzewczego bez udziału pompy ciepła, jedynie przy wykorzystaniu pompy obiegowej transportującej ciepło z akumulatora do ogrzewanego obiektu. Natomiast w przypadku akumulatorów o mniejszej pojemności jedynie w części sezonu grzewczego budynek może być ogrzewany w oparciu o wymianę ciepła pomiędzy akumulatorem a ogrzewanym budynkiem bez udziału pompy ciepła. W dalszej części sezonu grzewczego, gdy temperatura wody w akumulatorze obniży się, do ogrzewania włączona zostanie pompa ciepła dla której ten akumulator wodny byłby dolnym źródłem ciepła. Pozwoliłoby to osiągnąć bardzo wysoką średnioroczną wartość współczynnika wydajności pomp ciepła (COP).

EN

The paper presents the results of the building heating process analysis, in cooperation of a heat pump with water thermally insulated from the environment heat accumulators, which were lower heat source for the pump. Several water heat accumulators were considered. In the first stage, the cube-shaped batteries differed in the volume of water (heat capacity) and the heat transfer coefficients of the wall, but each of them provided the quantity of heat needed to heat the building. However, in the next section, water heat accumulators of the same heat transfer coefficient of the wall were considered, but with a different heat capacity. The battery took the heat from solar absorbers and collected it in the summer. The analysis showed that in the case of high-capacity batteries a building can be heated during the whole heating season without the heat pump, only by using the heat pump of the accumulator conveyor to the heated object. However, in the case of smaller capacity batteries with only part of the heating season, the building can be heated without the heat pump. In the remainder of the heating season, when the water temperature in the battery becomes low, the heat pump, for which the battery water would lower the heat source, will be activated. This would allow to achieve a very high average annual value of the heat pump performance coefficient (COP).

12

Układy rozruchowe silników spalinowych w pojazdach wojskowych

Brzeżański M., Mężyk P.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

491--497

PL

W pojazdach wojskowych istotnym zagadnieniem jest rozruch silników spalinowych. Ze względu na warunki klimatyczne oraz nieregularne wykorzystywanie silników, poza standardowym rozrusznikiem często są one wyposażone w dodatkowe systemy wspomagania rozruchu. Mają one za zadanie ułatwiać uruchomienie silnika oraz chronić silnik przed nadmiernym zużyciem czy zniszczeniem. W artykule zaprezentowano stosowane rozwiązania układów rozruchowych w pojazdach militarnych. Przedstawiono także koncepcję rozwiązania wspomagającego rozruch i fazę nagrzewania silnika.

EN

In military vehicles very important is starting system of combustion engines. Weather conditions and irregular usage of engines causes that auxiliary starters are necessary. With these systems engines have easier start and better protection against damage. An article presents several examples of engines’ starters from military vehicles and conception of system which supports engine’s start and warm up.

13

Zastosowania w budynkach biurowych chłodziarek absorpcyjnych zasilanych z miejskiego systemu ciepłowniczego z akumulatorem ciepła w źródle

Zwierzchowski R., Malicki M.

Rynek Energii

|

2014

|

Nr 2

93--97

PL

W artykule zaprezentowano zastosowanie na dużą skalę w budynkach biurowych chłodziarek absorpcyjnych zasilanych z miejskiej sieci ciepłowniczej z źródła wyposażonego w akumulator ciepła. Analizowano wpływ zainstalowania chłodziarek absorpcyjnych na poprawę efektywności energetycznej dostawy i produkcji ciepła w określonym miejskim systemie ciepłowniczym. Analizę przeprowadzono na bazie danych eksploatacyjnych z zespołu budynków biurowych oraz obliczeń zużycia ciepła przy uwzględnieniu modernizacji węzła cieplnego budynku na węzeł cieplno – chłodniczy produkujący chłód przy pomocy chłodziarek absorpcyjnych. Zaprezentowano także przebiegi średnich dobowych i miesięcznych zapotrzebowań na ciepło do celów ogrzewania oraz produkcji chłodu do celów klimatyzacyjnych i ich wpływ na poprawę efektywności energetycznej miejskiej sieci ciepłowniczej z akumulatorem ciepła zainstalowanym w źródle.

EN

The paper is concerned with the application on large scale of the absorption chillers (AAC), supplied with heat from the District Heating System (DHS) with the Thermal Energy Storage (TES). The absorption chillers transform heat and produce cool for office buildings air conditioning. The analysis was performed based on data from existing office buildings and calculation of thermal energy usage, taking into account the modernization of the office building thermal substation to thermal / cooling one - producing both, heating and cooling capacities. Heating capacity is utilized to produce domestic hot water (d.h.w.) and for central heating (c.h.), while cooling capacity for air conditioning (AC). Curves for daily and monthly average heat demand of the office buildings for heating and cooling purposes and their impact on the DHS with the TES installed in the Combined Heat and Power (CHP) plant were also presented.

14

Elektryczne ogrzewanie akumulacyjne budynków

Cisek P.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2014

|

T. 45, nr 6

218--225

PL

Artykuł stanowi prezentację elektrycznego ogrzewania akumulacyjnego w kontekście wyrównywania zapotrzebowania na moc Krajowego Systemu Elektroenergetycznego oraz akumulacji energii elektrycznej pozyskiwanej ze źródeł odnawialnych, szczególnie farm wiatrowych. Przedstawiono charakterystykę różnego typu pieców akumulacyjnych, budowę hybrydowej instalacji ogrzewania elektrycznego oraz ich wykorzystanie do celów ogrzewania budynków. Wprowadzenie Programu Ograniczenia Niskiej Emisji oraz zakaz użytkowania kotłów na paliwa stałe ogranicza wybór potencjalnych źródeł ciepła dla instalacji grzewczych oraz jest szansą do wprowadzenia konkurencyjnych rozwiązań wykorzystujących tanią energię elektryczną.

EN

In this paper the electric storage heating systems are presented. The heat storage is a method of the eleetrical power system load equalisation and the accumulation of the electricity excess obtained from renewable energy sources, esspecially wind farms. The different types of electric storage heates are presented. Moreover the paper presents the hybrid accumulative heating system as an alternative to central heating instalation with traditional solid fuel boiler. The proposed solution can be found as practical application in the big city centers where there is no possibility of gas and heating network connection.

15

Dynamika akumulacji ciepła kul PCM

Lichota J., Lepszy M., Wójs K.

Rynek Energii

|

2013

|

Nr 2

97--103

PL

W artykule pokazano wyniki eksperymentów pozwalających na identyfikację własności dynamicznych kul wypełnionych materiałem akumulującym ciepło PCM zmieniającym swój stan skupienia ze stałego na ciekły w czasie dostarczania ciepła. Materiał PCM badano wprowadzając sygnał impulsowy poprzez zmianę temperatury wody stanowiącej otoczenie materiału PCM. Odpowiedź impulsową akumulatora ciepła modelowano równaniami inercji. Uzyskany model teoretyczny porównano z odpowiedzią skokową akumulatora. Równania własności dynamicznych pojedynczej kuli pozwalają na modelowanie własności dynamicznych akumulatora ciepła w czasie jego ładowania oraz rozładowania. Ma to duże znaczenie eksploatacyjne przy zastosowaniu predykcyjnych algorytmów skierowania dostawą ciepła np. do systemów ciepłowniczych wyposażonych w źródła kogeneracyjne. Znając przyszły przebieg zapotrzebowania na ciepło przez instalacje u odbiorców oraz znając charakterystyki akumulatora ciepła można w sposób bardziej precyzyjny prowadzić sprzedaż energii elektrycznej na rynku.

EN

This article shows the results of experiments that allow for the identification of dynamic properties of balls filled with phase change material (PCM) changing its physical state from solid to liquid during the delivery of heat. PCM behaviour was studied using impulse signal through changing the temperature of the water, which surrounds PCM. The impulse response of heat accumulator was modeled utilizing transfer functions of first order differential equations. The resulting theoretical model was compared with measurements. Equations of the single ball allow the modeling of dynamic properties of heat accumulator during charging and discharging. This is important during operation of CHP supplying district heating where prediction algorithms are applied. Knowing a future heat demand by customers and knowing the characteristics of the accumulator, CHP can more precisely set an electricity selling policy on a market.

16

Use of the Renewable and Waste Energy Sources in Heat Storage Systems Combined with ORC Power Plants

Kolasiński P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 7

277--279

EN

ORC systems are mainly powered from waste and renewable energy sources. In many cases this type of energy sources are specified by the dynamic capacity and thermal characteristics. Such situation has negative influence on ORC power plant working conditions. In this paper the conception of heat storage systems (HSS) combined with the ORC power plants was presented. Use of (HSS) in ORC power plant can improve working conditions and can have influence for raise of the energy generation efficiency.

PL

Najczęściej układy ORC zasilane są przez odpadowe lub odnawialne źródła energii o zmiennych w czasie charakterystykach termicznych wydajnościowych. Mają one negatywny wpływ na warunki pracy układów ORC. W artykule przedstawiono koncepcję wykorzystania systemów akumulacji ciepła skojarzonych z układami ORC. Takie rozwiązanie może poprawić warunki pracy siłowni oraz mieć wpływ na zwiększenie efektywności procesów konwersji energii.

17

Optymalizacja pracy elektrociepłowni wyposażonej w zasobnik ciepła

Bujalski W.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 259

3--112

PL

W rozprawie zaprezentowano możliwości optymalizacji pracy elektrociepłowni wyposażonej w zasobnik ciepła. Obejmuje ona przegląd informacji o zasobnikach ciepła w dużych systemach ciepłowniczych w Polsce i Europie. Najistotniejszą częścią badań jest proces modelowania matematycznego pracy zbiornika w celu optymalnego prognozowania jego pracy. W ramach tego zagadnienia omówiono stosowane modele matematyczne obiegu wodno-parowego elektrociepłowni oraz zaproponowano własne, w tym również model warstwowy zbiornika ciepła. Praca zawiera spójny zestaw zależności pozwalających na optymalizację pracy elektrociepłowni wyposażonej w zbiornik ciepła. W części aplikacyjnej przedstawiono wyniki z systemu optymalnego prognozowania pracy zbiornika, który został zaprojektowany, uruchomiony i jest eksploatowany w jednej z największych polskich elektrociepłowni. Rozprawa stanowi kontynuację prac badawczych prowadzonych przez Zakład Maszyn i Urządzeń Energetycznych w Instytucie Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej nad modelowaniem rzeczywistych układów siłowni cieplnych do celów wsparcia eksploatacji. Jednym z głównych kierunków prowadzonych działań w Zakładzie były zagadnienia optymalizacyjne. Niniejsza praca poszerza wiedzę na temat badań dotyczących optymalizacji pracy zbiorników ciepła współpracujących z dużymi systemami ciepłowniczymi. Rozprawa powstała w wyniku realizacji, między innymi, grantu naukowego o takiej tematyce i stanowi podsumowanie doświadczeń autora zdobytych podczas implementacji systemu w rzeczywistym obiekcie.

EN

This work present selected information on the optimisation process for combined heat and power plants equipped with heat accumulators. It includes basic information regarding design and ways of cooperation of large heat accumulators with heating systems. The aim of the work is to present information concerning development of the accumulator model in order to optimally forecast its operation. Selected matters regarding modelling of the system supplying the heat accumulator, i.e. the CHP plant, are discussed as well. In the implementation part, the operation results of an optimal operation forecasting system, designed for, installed and operating in one of the largest CHP plants in Poland, are presented. The main focus in the work was given to development of models intended for implementation in the support systems for control room operators in a CHP plant. This work is a continuation of research performed in the Department of Power Engineering Machines at the Institute of Heat Engineering of Warsaw University of Technology on modelling of real power plant systems operation in order to enhance them. Optimization was one of the most significant parts of the conduced activities. The dissertation is an extension of the research scope with optimisation of heat accumulators working in large heating systems. The research results are, inter alia, the outcome of realization of a grant related to this topic and are a summary of the author's experience gathered during implementation of the system in an existing plant.

18

Analiza układów hydraulicznych w elektrociepłowniach i ciepłowniach z akumulatorem ciepła

Zwierzchowski R.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2013

|

z. 64

3--136

PL

Obecnie w Polsce w większości Miejskich Systemów Ciepłowniczych (MSC) zasilanych z Ciepłowni Komunalnej (CK) lub Elektrociepłowni (EC), procesy modernizacyjne dotyczące wytwarzania jak i przesyłu ciepła są znacząco zaawansowane, a niekiedy uznane są wręcz za zakończone. Jednakże, te procesy modernizacyjne nie obejmują wcale lub tylko w ograniczonym zakresie, układów hydraulicznych we wspomnianych powyżej źródłach energii. Układy hydrauliczne w eksploatowanych w Polsce CK i EC, zazwyczaj charakteryzują się nadmierną energochłonnością urządzeń, zbyt wysokimi stratami hydraulicznymi i brakiem dostosowania do zmieniających się warunków eksploatacyjnych MSC. Zasadniczą analizę układów hydraulicznych poprzedza charakterystyka tych układów w typowych CK i EC oraz opis parametrów cieplno-hydraulicznych nośnika energii w poszczególnych obiegach źródła energii. Charakterystyka układów hydraulicznych obejmuje zarówno prezentację klasycznych rozwiązań tych układów w komunalnych źródłach ciepła jak i analizę danych eksploatacyjnych i symulację pracy tych obiegów w sezonie grzewczym i sezonie letnim. Analiza parametrów cieplno-hydraulicznych w układach hydraulicznych w CK i EC zawiera charakterystykę produkcji ciepła i energii elektrycznej w tych źródłach, a także przebiegi i zakresy zmian parametrów cieplno-hydraulicznych w tych układach. Prezentowana praca wskazuje możliwe kierunki modernizacji układów hydraulicznych źródeł ciepła, łącznie z wprowadzeniem do nich obiegu akumulacji ciepła. Przedsięwzięcia te mają za zadanie ograniczenie strat energii, zwiększenie sprawności i niezawodności działania układów hydraulicznych, a także poprawę warunków eksploatacji MSC. Omówiono tutaj zagadnienia takie jak, wprowadzenie regulacji ilościowo-jakościowej wody sieciowej oraz możliwości obniżenia jej temperatury na zasileniu. Podano ogólne zasady energooszczędnej eksploatacji układów hydraulicznych i sposoby modernizacji istniejących oraz wprowadzenie nowych obiegów wodnych. Modernizacja istniejących i wprowadzenie nowych obiegów wodnych w CK i EC obejmuje takie przedsięwzięcia jak, zmiany funkcjonalno-technologiczne w istniejących obiegach wodnych, zastosowanie akumulatorów ciepła oraz nowych technologii odgazowania wody uzupełniającej i oczyszczania wody sieciowej. Wyżej wymienione działania zostały szczegółowo przeanalizowane i opisane. Technologie związane z zastosowaniem akumulatorów ciepła, można uznać jako nowatorskie w polskim ciepłownictwie. Oferują one duże możliwości w zakresie poprawy warunków eksploatacyjnych systemów ciepłowniczych jak i ekonomiki produkcji energii cieplnej i elektrycznej, ograniczenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery oraz zwiększenie bezpieczeństwa dostaw energii do odbiorców. Prezentowana praca zawiera także, analizę energetyczną i egzergetyczną układów hydraulicznych z akumulatorem ciepła, którą przeprowadzono dla wybranej EC, zasilającej w energię duże miasto w Polsce. Przedstawiono tu charakterystykę techniczną analizowanego źródła energii, a także charakterystykę eksploatacyjną na bazie danych eksploatacyjnych z kilku ostatnich lat. Analizę energetyczną i egzergetyczną wykonano dla sezonu grzewczego (Te = –20°C, tj. w warunkach obliczeniowych), okresu przejściowego (Te = +1°C) oraz okresu letniego Te = +15°C). Prezentowane wyniki analizy energetyczno-egzergetycznej układów hydraulicznych z akumulatorem ciepła, pozwalają wskazać miejsca największych strat energii w tych układach, a tym samym umożliwiają podjęcie odpowiednich działań do ich redukcji. Szczegółowe wyniki tej analizy pokazują, że zarówno zapotrzebowanie energii oraz straty egzergetyczne związane z funkcjonowaniem układów hydraulicznych EC z akumulatorem ciepła, zarówno w cyklach ładowania jak i rozładowania tego urządzenia, są niewielkie tzn. moc dodatkowych urządzeń (pomp rozładowczych akumulatora) sięga zaledwie 0,5–0,8% mocy bloku ciepłowniczego, a straty egzergetyczne są rzędu kilkuset kW. Dla wybranej EC, w której w ramach działań modernizacyjnych układów hydraulicznych, został zabudowany akumulator ciepła, przeprowadzono wstępną analizę wpływu na środowisko eksploatacji tego urządzenia. Przedstawione wyniki wskazują, że zastosowanie akumulatora ciepła ma bardzo pozytywny wpływ na środowisko, co przejawia się zmniejszeniem przez EC emisji zanieczyszczeń gazowych, a szczególnie pyłów do atmosfery.

EN

Presently in Poland, modernization processes of District Heating Systems (DHS) supplied with heat from a District Heating plant (DHp) or a Combined Heat and Power plant (CHPp) are in progress or even sometimes are treated as already completed. Unfortunately, usually the modernization processes which concern energy generation and heat distribution through the District Heating Network (DHN) do not cover or cover only to a limited extent hydraulic systems (pumping loops) in terms of considering energy sources. Operation of the hydraulic systems in Polish DHp and CHPp is usually characterized by extensive energy consumption of equipment, relatively high hydraulic losses of water fl ow in piping and lack of adjustment of equipment and piping accessories to changeable operation conditions of DHS. The main analysis of the hydraulic systems is preceded by characteristics of those systems in a typical DHp and CHPp and description of thermal–hydraulic parameters of energy carrier inside the following hydraulic loops in considered energy sources. The characteristics of the hydraulic systems cover both presentation of typical arrangement of those systems and analysis of operational parameters of the DHS including computer simulations of system operation during heating and summer seasons. The description of thermal–hydraulic parameters of energy carrier inside hydraulic loops in the DHp and CHPp includes characteristics of heat production by the plant and also runs with limits of changes of those parameters in the considered system. This work shows possible directions of hydraulic systems modernization in the DHp and CHPp, including of Thermal Energy Storage (TES) implementation. The main goal of those modernization processes of hydraulic systems is reduction of energy losses in hydraulic loops, increasing their effi- ciencies and availability, and improvement of operational conditions of DHS. The following items were described hereto, i.e. introducing quality-quantity governing of network water in the DHS, possibilities of decreasing supply temperature of network water, general principles of energy saving in operation of those hydraulic systems, modernization directions of existing hydraulic loops and introducing new loops. Modernization and introduction of new loops includes activities like functional–technological changes of existing hydraulic loops, TES loop implementation and application of new technologies for make-up water deaeration, and network water purifi cation. Implementation of TES in DHS is treated as innovative technology in the Polish District Heating sector. This technology offers great possibilities of improvement of operational conditions of DHS, decreasing energy, i.e. heat and electricity, production costs and emission of pollutants to the atmosphere, and also increasing security of energy supply to consumers. The work also includes energy and exergy analysis of the hydraulic system with the TES loop for one selected CHPp which supplies a large city in Poland with heat. In this point both technical characteristics and operational characteristics based on operational data taken from the last few years for the energy source were done. The energy and exergy analysis were performed for the heating season (outside temperature Te = –20°C, i.e. calculating conditions), intermediate season (Te= +1°C) and summer season (Te = +15°C). The presented results of analysis allow to indicate the places of highest energy destructions in the analyzed hydraulic system with the TES loop, and give an opportunity of appropriate action to reduce them. Detailed results of the energy-exergy analysis show that both energy consumption and exergy destructions for operation of the hydraulic system of CHPp with TES, for loading and unloading cycles of the tank are relatively low, i.e. the capacity of additional equipment (TES pumps) is equal to 0.5–0.8% of the total capacity of the heating block and exergy destruction is at the level of a few hundred kW. For this selected CHPp with the TES loop, an initial environmental analysis was performed for the whole year operation of the plant. The presented results show that application of TES has a signifi cant infl uence on the environment, which results in decreasing emission of the pollutants to the atmosphere, mainly fl ue dust in comparison to operation of the plant without TES.

19

Zastosowanie termowizji do badań rozkładu temperatury w tunelach foliowych wyposażonych w akumulatory ciepła

Sabat R., Konopacki P., Hołownicki R., Kurpaska S., Latała H.

Inżynieria Rolnicza

|

2013

|

R. 17, nr 3, t. 1

345--354

PL

Celem prowadzonych badań była ocena możliwości zastosowania termowizji jako metody pomiaru temperatury w uprawach pod osłonami. Użyte metody zobrazowań termalnych umożliwiły wykazanie różnic temperatur między badanymi obiektami uprawowymi. Pozwoliły także na szybkie ustalenie gradientu temperatur w tunelach foliowych bez konieczności instalacji dużej liczby czujników temperatury. Dzięki metodom termograficznym było możliwe zaobserwowanie zjawiska konwekcyjnego przenikania ciepła ze złoża kamiennego akumulatora do wnętrza tunelu. Uzyskane wyniki sugerują dużą przydatność technik termograficznych do rejestrowania warunków termicznych, panujących w uprawach pod osłonami.

EN

The objective of this study was to evaluate the possibility of applying thermovision as a method for measuring the temperature of crops under cover. The thermal imaging methods allowed demonstration of temperature differences between the investigated crop objects. They also enabled quick determination of the temperature gradient in plastic tunnels without a need for installation of a large number of standard temperature sensors. Moreover, the thermographic method allowed the observation of the phenomenon of convectional heat transfer from the bed of the stone accumulator into the tunnel. The results suggest that thermography is a very useful technique for recording thermal conditions of crops under cover.

20

Modeling of cooling of ceramic heat accumulator

Taler D., Cisek P.

Archives of Thermodynamics

|

2013

|

Vol. 34, no. 4

161--173

EN

The analyzed heat accumulator is a key element in a hybrid heating system. In this paper, analytical and numerical models of the ceramic heat accumulator are presented. The accuracy of finite difference methods will be assessed by comparing the results with those obtained from the exact analytical solution.