Temat produkcji chłodu z zastosowaniem źródeł ciepła niskotemperaturowego to jeden z intrygujących oraz aktualnych problemów energetyki cieplnej. Jest bowiem rzeczą oczywistą, że jednocześnie możliwe staje się zagospodarowanie źródeł ciepła w sezonie letnim - umożliwiające jego efektywne wykorzystanie gospodarcze, zaś z drugiej - realizacja zasadniczego dążenia do ograniczenia zużycia mocy elektrycznej na potrzeby wytwarzania chłodu.
Praca podejmuje tematykę związaną z układami ORC. Analizuje wpływ właściwości czynnika organicznego na pracę instalacji doświadczalnej o mocy elektrycznej równej 1 kW, zasilanej ciepłem niskotemperaturowym, działającej w oparciu o organiczny obieg Rankine'a (ORC), która w porównaniu do powszechnie znanych instalacji, odznacza się jedną, zasadniczą różnicą: procesem rozprężania. Urządzenie rozprężające, stosowane w tradycyjnych systemach ORC, zastąpione jest przez dwa, połączone ze sobą zbiorniki, pomiędzy którymi umieszczona jest pompa. Podstawowe parametry pracy instalacji w warunkach znamionowych określono dla dziesięciu wybranych czynników chłodniczych: R134a, R152a, R227ea, R236fa, R245fa, R290, R600a, R717, R1234yf, R1234ze(E). Analogiczne obliczenia przeprowadzono również dla układu ORC pracującego w takich samych warunkach i zapewniającego taką samą moc.
EN
The thesis analyze the influence of the organic fluids properties on the performance of the experimental installation with electric power 1kW driven by the waste heat and working based on the organic Rankine cycle. Compared to commonly used ORC system the examined installation is characterized by one essential difference: expansion process. The expansion machine, used in typical ORC structure, is replaced by two connected tanks, between which the turbine is installed. The basic operation parameters in nominal conditions were determined for ten selected working fluids: R134a, R152a, R227ea, R236fa, R245fa, R290, R600a, R717, R1234yf, R1234ze(E). Analogical calculations were also done for conventional ORC system working with the same parameters and providing the same electric power.
Organiczny obieg Rankine’a to obiecująca technologia pozwalająca na wykorzystanie ciepła nisko- i średniotemperaturowego, którego źródłem mogą być procesy przemysłowe i odnawialne źródła energii, do produkcji energii elektrycznej. Istota jego pracy sprowadza się do pracy parowego obiegu Rankine’a z tą różnicą, że czynnikiem roboczym nie jest woda, a związek organiczny lub nieorganiczny, charakteryzujący się niską temperaturą przemiany fazowej. Artykuł przybliża podstawowe zagadnienia związane z instalacjami ORC: prezentuje ich zasadę działania, wskazuje różnice w stosunku do układów parowych, przybliża podstawowe właściwości czynników roboczych, charakteryzuje źródła ciepła i opisuje możliwości ich wykorzystania oraz analizuje rynek instalacji ORC.
EN
Organic Rankine Cycle (ORC) is a promising technology which allows utilizing low and middle temperature heat from industrial processes or renewable energy sources, to production electrical energy. The organic Rankine cycle works like a Clausius–Rankine cycle but uses organic working fluid with low boiling point instead of water. The article presents basics issues concerning ORC installations. It describes the principle of operation, presents the comparison with steam cycle, discusses the properties of working fluids, characterizes the heat sources giving examples of their usage, and analyzes current market of ORC installations.
W artykule przedstawiono analizę ekonomiczną rentowności wykorzystania niskotemperaturowego ciepła w bloku ciepłowniczym klasy BC-100. Zdefiniowano możliwe do zastosowania układy cieplno-przepływowe z wymiennikami wykorzystującymi ciepło niskotemperaturowe. Analizę ekonomiczną wykonano dla rozważanych układów cieplno-przepływowych, w których wykorzystano różnego typu wymienniki ciepła (rurowe i płaszczowe). Wynikiem analizy jest zestawienie najlepszych konfiguracji układów wykorzystania ciepła niskotemperaturowego.
EN
The article presents an economic analysis of profitability of a low-temperature heat recovery in a BC-100 district heating plant. Possible variants of systems regarding heat transfer and mass flow of the working medium and having heat exchangers utilizing low-temperature heat are discussed. The analysis was made for systems, in which different types of heat exchangers (tube, shell) were used. The analysis result is a list of best configuration of systems for low-temperature heat recuperation.
Determined are factors of a 900 MW supercritical coal-fired power unit working with the use of a flue gas heat recovery system. Analysis is made of various options of flue gas heat recovery for heating the condensate flowing through the low-pressure regeneration system as well as the feed water in the high-pressure regeneration exchangers. Examined was the influence of a localization of a place where the heated condensate is injected into the circuit on the power unit efficiency and capacity. The analysis was carried out for two different ways of waste heat use - in one of them it is only the heat recovered from flue gases at the boiler outlet (after the air heater) that is used to heat water in the regeneration system while in the other utilized is also the additional heat recovered from flue gases before the air heater. Investigations were made for flue gases produced in the process of hard and brown coal combustion separately.
PL
Wyznaczono wskaźniki pracy nadkrytycznego bloku węglowego o mocy 900 MW pracującego z systemem odzysku ciepła ze spalin. Przeprowadzono analizę różnych wariantów odzysku ciepła ze spalin wylotowych z kotła do podgrzania kondensatu płynącego w regeneracji niskoprężnej oraz wody zasilającej przepływającej przez wymienniki regeneracji wysokoprężnej. Badano wpływ miejsca wprowadzania podgrzanego kondensatu do obiegu na sprawność i moc bloku. Analizę prowadzono dla dwóch sposobów wykorzystania ciepła ze spalin. W pierwszym wykorzystuje się wyłącznie ciepło ze spalin wylotowych z kotła (za podgrzewaczem powietrza), natomiast w drugim do podgrzania wody w układzie regeneracji wykorzystuje się również spaliny pobierane przed podgrzewaczem powietrza. Rozważania prowadzono dla spalin powstałych w wyniku spalania węgla kamiennego oraz brunatnego.
Przedstawiono analizę wykorzystania niskotemperaturowego ciepła odpadowego będącego wynikiem dodatkowego schłodzenia spalin zza kotła energetycznego. Analiza dotyczy bloku ciepłowniczego klasy 100 MW. Przedstawiono przegląd możliwych sposobów zagospodarowania tego ciepła oraz fizyczno-techniczne uwarunkowania jego wykorzystania. Zaprezentowano model ciepłowniczego bloku parowego zbudowanego w komercyjnie dostępnym oprogramowaniu. Wyniki otrzymane za pomocą modelu porównano z rzeczywistymi danymi doświadczalnymi. Przedstawiono możliwości wykorzystania ciepła niskotemperaturowego oraz charakterystyki bloku w zmienionych warunkach pracy po ich zastosowaniu.
EN
The analysis of the use of low temperature waste heat from the power plant unit of 100 MW power is presented. An overview of possible heat management ways and physical-technical conditions of its use is presented. The calculations were performed using commercially available software. The obtained results were compared with experimental data. The possibility of using low temperature heat and the characteristics of the power plant in the off-design operation are presented.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono autorskie rozwiązania instalcji pozwalające na przygotowanie ciepła do celów c.o, c.w.u. bądź wentylacji, bazując na współpracy betonowych akumulatorów energii ze sprężarkowymi pompami ciepła.
EN
The paper presents, designed by author, schemes of installations which allow to gain low temperature energy thanks to which it is possible to prepare heat that can be efficiently used in central heating, warm water preparing and home ventilation systems. The are based on cooperation of concrete accumulators of energy with compressor heat pumps.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule opisano źródła ciepła niskotemperaturowego oraz sposoby pozyskiwania energii zawartej w górotworze za pośrednictwem pali nośnych stosowanych w budownictwie. W pracy podano zasadność wykorzystywania tzw. "filarów energii". Zaprezentowano geotechniczne metody wykonania pali nośnych, a także sposoby ich działania w układzie eksploatacji i magazynowania ciepła w ośrodku gruntowym. Kolejnymi poruszanymi zagadnieniami są wymagania stawiane właściwościom termicznym kamienia cementowego stosowanego do wykonywania pali, służących jako czynnik pośredniczący w wymianie ciepła pomiędzy górotworem a obiektem budowlanym.
EN
There is described in the paper low-temperature heat sources and ways of energy receive from ground through the agency of piles applied in construction industry. In the paper is described legitimacy of made use so-called "energy piles" in buildings. There are also presented geotechnical methods of piles execution and manners of their operation as heat exploitation and storage in ground. Next discussed problems are requirements of concrete thermal parameters used for making piles worked as heat transfer element between ground and structure.
W artykule opisano możliwość wykorzystania wody wodociągowej jako źródła ciepła niskotemperaturowego. Wykorzystanie takiego ciepła jest coraz bardziej popularne, czego główną przyczyną jest powszechna dostępność. Najczęściej stosowanymi źródłami rozproszonego ciepła są wody gruntowe i powierzchniowe, górotwór, a także powietrze. Odbiór ciepła z gruntu może być realizowany dwoma sposobami. Pierwszym jest cyrkulacja nośnika ciepła w specjalnie wykonanym układzie rurek ułożonych w gruncie. Drugim jest odbiór ciepła z wód głębinowych realizowany poprzez specjalne do tego celu wykonane studnie. Ciepło z wód powierzchniowych odbierać można przez specjalne układy przewodów instalacyjnych. Autorzy w artykule przedstawiają propozycję połączenia tych dwóch sposobów dzięki wykorzystaniu sieci wodociągowej, która stanowi niejako wymiennik ciepła pomiędzy przepływającą w nim wodą z ujęć powierzchniowych lub głębinowych a gruntem. Woda wodociągowa może przepływać przez pompę ciepła w układzie otwartym - jeżeli strumień objętości przepływającej wody jest odpowiednio duży w stosunku do potrzeb energetycznych. Może być także wykonany układ quasi-zamknięty. Realizacja pętli cyrkulacyjnej w istniejącej sieci wodociągowej polega na połączeniu gałęzi rur znajdujących się w niedalekiej odległości poprzez dodatkowy odcinek wodociągu.
EN
The paper deals with the applicability of tap water as a low-temperature source of energy. This kind of energy becomes more and more popular nowadays, owing to its accessibility. The most frequently applied sources of dispersed heat are groundwaters, surface waters, rock mass and air. The recuperation of heat from soil can be performed twofold. The first way lies in the circulation of energy carrier in a special system of pipes disposed in the ground. The other one, is the recuperation of heat from deep waters through especially designed wells. Heat of surface waters can be received through special installments. The authors present an idea of linking these two concepts through waterworks - a kind of heat exchanger between the water from surface or deep intakes and the ground. Tap water can flow through a heat pump in an open system, provided the volume of the running water is sufficiently huge to satisfy the power demands. A quasi-closed system is also possible. The regulation of the circulation loop in the existing waterworks lies in linking the nearby pipe branches through an additional section of the network.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.