Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A comparative study of one-dimensional models for stratified thermal energy storage

Osiadacz Andrzej J., Kotyński Łukasz, Kwestarz Małgorzata

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 9

8--14

EN

In the article, a comparative analysis of one-dimensional dynamic models describing Thermal Energy Storages is carried out. A model based on energy balance was compared with a model of conductivity and convection and with a convection model. For each of them, the effect of time on the temperature distribution in the tank was examined and temperature distributions in the tank obtained for the analysed models were compared. Also, the effect of the number of nodes (discretization intervals) on the shape of the stratification curve was studied and the impact of the flow rate of the supplied hot water on the stratification curve was examined.

PL

W artykule dokonano analizy porównawczej jednowymiarowych dynamicznych modeli opisujących Thermal Energy Storages. Porównywano model oparty na bilansie energii z modelem przewodzenia i konwekcji oraz modelem konwekcyjnym. Dla każdego modelu badano wpływ czasu na rozkład temperatury w zasobniku, porównywano rozkłady temperatury w zasobniku otrzymane dla analizowanych modeli a także badano wpływ liczby węzłów (przedziałów dyskretyzacji) na kształt krzywej stratyfikacji. Badano także wpływ natężenia przepływu dostarczanej wody gorącej na krzywą stratyfikacji.

2

Off-grid power supply – the future of district heating

Wiśniewski Robert, Kania Agata, Zima Wiesław, Taler Jan

Archives of Thermodynamics

|

2023

|

Vol. 44, no 3

201--216

EN

The paper presents the first off-grid system designed to supply electricity to the equipment mounted on components of the district heating network in district heating chambers. The proposed off-grid system is equipped, among other things, with a turbine and a generator intended for electricity production. On-grid power supply is a common way of providing electricity with strictly defined, known and verified operating parameters. For off-grid power supply, however, there are no documented testing results showing such parameters. This paper presents selected results of tests and measurements carried out during the operation of an off-grid supply system powering the equipment installed in a district heating chamber. The values of voltage obtained from a turbine-driven generator are analysed in detail. The analysis results can be used as the basis for further works aiming to optimize the off-grid system of electricity supply to devices installed in district heating chambers.

3

Adaptacyjna metoda oceny ryzyka w eksploatacji sieci ciepłowniczych

Kwestarz M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2019

|

z. 81

3--166

PL

Zarządzanie ryzykiem to jeden z podstawowych procesów, jaki powinien być realizowany w przedsiębiorstwach. Składa się z następujących etapów: identyfikacja zagrożeń, analiza prawdopodobieństwa wystąpienia zdarzeń niepożądanych i możliwości ograniczenia ich oddziaływania, a na podstawie przeprowadzonych analiz podjęcie działań obniżających poziom ryzyka. W efekcie następuje podwyższenie poziomu bezpieczeństwa działalności w zakresie technicznym i ekonomicznym, co pozwala na stabilny rozwój firmy i stały wzrost efektów ekonomicznych. W pracy dokonano przeglądu stosowanych metod zarządzania ryzykiem, wskazując na ich wady i zalety. Wykorzystując analizę istniejących metod, zaproponowano nowatorską adaptacyjną metodę oceny ryzyka w eksploatacji sieci ciepłowniczych. Metoda ta została przetestowana i wdrożona w dwóch przedsiębiorstwach, do których należą sieci ciepłownicze znacząco zróżnicowane pod względem technicznym i parametrów eksploatacyjnych. Proponowana metoda okazała się skuteczna dla sieci przenoszących obciążenia cieplne w zakresie od kilku do kilkuset megawatów (MW), o zróżnicowanej topologii (sieci drzewowe, oczkowe), technologii wykonania (sieci kanałowe, preizolowane), zainstalowanych urządzeniach i armaturze odcinająco-regulacyjnej oraz otoczeniu zewnętrznym (obszar miejski, strefa przemysłowa). W adaptacyjnej metodzie uwzględniono współpracę sieci ciepłowniczej z rozproszonymi zasobnikami ciepła. W pracy wyjaśniono zasadę działania rozproszonego zasobnika ciepła typu DTTES (Distributed Tank Thermal Energy Storage), przedstawiając jego model matematyczny. Przeanalizowano także zjawisko uderzenia hydraulicznego, którego prawdopodobieństwo wystąpienia podlega ocenie w proponowanej metodzie. Adaptacyjna metoda oceny ryzyka w eksploatacji sieci ciepłowniczych została wykorzystana do budowy bazy ryzyka w programie komputerowym SimNet Heat - RiskTM. Jest to program służący do symulacji komputerowej parametrów pracy sieci ciepłowniczej współpracujący z aplikacją GIS. Baza ryzyka w środowisku SimNet HeatTM jest relacyjną bazą danych odwzorowującą odcinki sieci ciepłowniczej w postaci łuków na grafie o znanej geolokalizacji. Daje to możliwość wizualizacji wyników oceny i ułatwia proces prowadzenia analizy poziomu ryzyka, pokazując oceniane fragmenty sieci w postaci wyróżniania kolorem łuków grafu na podkładzie geodezyjnym.

EN

Risk management is a basic process to be implemented in companies. It consists of the following stages: hazards identification, probability analysis of the occurrence of adverse events and the possibility of limiting their impact on the basis of the analyses carried out, and finally undertaking actions reducing the level of risk. As a result, the level of technical and economic security is increasing, which allows stable development of the company and constant increase of economic results. This paper reviews the methods used for risk management, indicating their advantages and disadvantages. Based on the analysis of existing methods, an Innovative adaptive method of risk assessment in the operation of District Heating Networks (DHN) is proposed. This method has been tested and implemented in two companies, which include district heating networks that are significantly diversified in terms of technology and operating parameters. The proposed method bas proved effective for district heating networks carrying thermal loads in the range from several to several hundred MW, with different topology (tree, loops), manufacturing technology (ducted network, preinsulated), types of installed devices and surroundings (urban area, industrial zone). In the adaptive method, integration of Distributed Tank Thermal Energy Storage (DTTES) into DHNs was taken into account. The publication explains the principle of operation of DTTES by presenting its mathematical model. The phenomenon of waterhammer in DHN was also analysed; probability of its occurrence is subject to evaluation in the proposed method. The adaptive risk assessment method in the operation of DHN is implemented in the form of a risk management database in the SimNetHeat - RiskTM software. The program is used for hydraulic modelling and simulation of district heating networks in the GIS environment. The risk base is a relational database that maps sections of the district heating network in the form of arcs on a graph with known geolocalisation. This gives the opportunity to visualize the results of the assessment, but also facilitates the process of conducting the risk level analysis showing the rated fragments of the network in the form of colour highlighting the graph’s arcs on a geodesic map.

4

Selecting optimal pipeline diameters for a district heating network comprising branches and rings, using graph theory and cost minimization

Murat J., Smyk A., Laskowski R.

Journal of Power Technologies

|

2018

|

Vol. 98, nr 1

30--44

EN

Choosing the right pipeline diameter is essential for both newly designed district heating (DH) networks and existing ones undergoing upgrades. A multi-stage optimization algorithm was developed for the purpose of selecting optimal diameters of pipelines in a DH network that has a complex layout including branches and rings. The DH network was represented as a set of graphs and then as matrices, which made hydraulic and heat-and-flow calculations possible for any network layout. The optimization algorithm was developed as a Visual Basic program consisting of 37 macros. The program considers hydraulic resistances, heat-balance equations, capital expenditure for DH pipelines of 32 to 1,100 mm in diameter, and the operating cost, including the costs of heat transmission losses and DH water pumping. Microsoft Excel’s Solver tool was used to solve the non-linear optimization algorithm with constraints. To provide an example of the program’s application, the paper includes calculations used to verify the correctness of selected diameters for part of an existing DH network in a large DH system in Poland.

5

Nowoczesne zarządzanie siecią ciepłowniczą

Osiadacz A., Blanco D., Kajak B.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2018

|

T. 49, nr 12

479--485

PL

W artykule scharakteryzowano typowe elementy systemu ciepłowniczego, oprogramowanie do symulacji i optymalizacji sieci ciepłowniczych firmy Fluid Systems. Sp. z o.o. oraz system SCADA firmy AutoSol. Omówiono strukturę systemu SCADA oraz jego funkcjonalność. Wymienione oprogramowanie użytkowe z systemem SCADA tworzy kompletne narzędzie służące do zarządzania siecią ciepłowniczą o dowolnej strukturze.

EN

The article describes typical elements of the heating system, software for simulation and optimization from Fluid Systems. Ltd. and SCADA system from AutoSol. The SCADA system and its functionality are discussed. The mentioned application software with the SCADA system creates a complete tool for managing the heating network of any structure.

6

Modeling of warm-keeping process with hot air in steam turbines

Łuczyński P., Többen D., Wirsum M., Mohr W.F.D, Helbig K.

Journal of Power Technologies

|

2017

|

Vol. 97, nr 5

416--428

EN

Steam turbines in conventional power plants have to deal with an increasing number of start-ups due to the high share of fluctuating power input in renewable power generation. As a result, the development of new methods for flexibility improvements - such as reductions in start-up time and the effects these start-ups have on turbine lifetime - have become increasingly important. In pursuit of this objective, General Electric has developed a concept for both the pre-warming and warm-keeping of a high-pressure (HP) / intermediate-pressure (IP) steam turbine with hot air: hot air is passed through the turbine while the turbine is rotated by the turning engine. Due to the high impact of transient flow phenomena on heat transfer during turbine warm-keeping operations, the reliable modeling of the time-dependent temperature distribution within thick-walled components is required as a tool for the optimization of these operations. Due to the extremely high computational effort required for conventional transient Conjugate Heat Transfer (CHT) simulations, alternative fast calculation approaches must be developed. The applied methodology for modeling warm-keeping turbine operations with hot air is presented in this paper. Furthermore, the key modeling steps have been analyzed. A fast transient CHT simulation approach called the Equalized Timescales (ET) method was developed to investigate heat transfer in the fluid and blades. Moreover, the setup of ET simulations was optimized with regard to accuracy and computing time. As a result, several operating points characterizing the turbine warm-keeping operational range were calculated for a single stage model. A sensitivity analysis regarding the heat transfer between fluids and solids was conducted to identify the most relevant surfaces. The ET method was then expanded to a numerical 3-stage turbine model in order to determine a HTC characteristic map for heat transfer in warm-keeping operations. This enables fast calculation of heat transfer rates and, consequently, computationally efficient determination of temperature distribution in warm-kept steam turbines. For comparison, the distribution of HTC was additionally calculated for one operating point of a 5-stage turbine model. Finally, the contact heat transfer in blade roots, which is believed to have a high impact on the temperature distribution of the rotor, was experimentally assessed in a test rig. The description of the test rig and the methodology of determination of the thermal contact resistance (TCR), as well as the impact of TCR on the temperature distribution in the rotor are presented.

7

Zastosowania systemów GIS w ciepłownictwie

Kotyński Ł., Kwestarz M.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2017

|

T. 48, nr 11

443--448

PL

W artykule omówiono zastosowania systemów GIS w ciepłownictwie, zwracając szczególną uwagę na zarządzanie majątkiem sieciowym. Celem artykułu jest przedstawienie możliwości jakie dają technologie GIS w zarządzaniu przedsiębiorstwem komunalnym, takim jak przedsiębiorstwo energetyki cieplnej (PEC). Omówiono rolę systemu GIS we wspomaganiu procesów biznesowych PEC, a następnie zaprezentowano funkcjonalność dwóch przykładowych aplikacji GIS, w tym aplikacji obliczeniowej do symulacji procesów cieplno-przepływowych w sieci ciepłowniczej o dowolnej strukturze topologicznej oraz do oceny poziomu ryzyka w eksploatacji sieci ciepłowniczej. Przeprowadzona ocena funkcjonalności aplikacji oraz praktyczne przykłady ich zastosowań pokazały, że integracja wymienionych aplikacji z systemem zarządzania majątkiem sieciowym w standardzie GIS pozwala na uzyskanie pełnej i łatwo dostępnej informacji o parametrach pracy elementów sieci i o stanie technicznym obiektów sieci, dzięki czemu możliwe staje się kompleksowe zarządzanie przedsiębiorstwem sieciowym.

EN

The article discusses the application of Geographic Information System (GIS) to district heating systems, with special attention to the Asset Management. The aim of this article was to present the possibilities offered by GIS technologies in the management of a municipal utility, such as the utility operating district heating system. The role of GIS in supporting business processes of a district heating utility was discussed, and then the functionality of two GIS software applications, namely the hydraulic simulator for district heating network of arbitrary structure and the pipeline risk management application, was discussed. The evaluation of the functionality of the applications and practical examples of their implementation showed that integration of the above applications with the GIS system provides complete and easy-to-reach information concerning operating parameters and the current technical wear of network elements, and allows users to develop comprehensive utility management solutions.

8

Inteligentne systemy pomiarowe w ciepłownictwie

Chaczykowski M., Kwestarz M., Osiadacz A. J.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2017

|

T. 48, nr 3

95--100

PL

W artykule omówiono strukturę i rozwiązania sprzętowe systemów inteligentnego opomiarowania stosowanych w ciepłownictwie. Następnie dokonano zwięzłego przeglądu cech funkcjonalnych inteligentnych liczników ciepła/chłodu na tle liczników energii elektrycznej i gazu. Przestawiono model centralizacji usług inteligentnego opomiarowania i uwarunkowania w zakresie zarządzania popytem w inteligentnych sieciach ciepłowniczych.

EN

The structure and hardware of smart metering systems for district heating networks are considered in the article. A concise review of functional features of smart heat/cold meters against electricity and gas meters is conducted. The model of centralised smart metering services and the ramifications of demand management in district heating networks are also discussed.

9

Wpływ danych na dokładność obliczeń sieci ciepłowniczych

Niemyjski O.

Instal

|

2016

|

nr 12

9--12

PL

Obliczenia strat ciśnienia oraz strat ciepła w sieciach ciepłowniczych wymagają zgromadzenia wielu informacji opisujących stan rzeczywisty rurociągów. Wartości wielu parametrów ulegają zmianie w okresie eksploatacji systemu ciepłowniczego. Pomiar tych zmian jest często niemożliwy lub bardzo drogi. W artykule przedstawiono wyniki przeprowadzonej analizy wrażliwości modeli matematycznych stosowanych w obliczeniach strat ciśnienia i strat ciepła rurociągów na błąd określenia wartości parametrów, których wartości ulegają zmianom w okresie eksploatacji sieci ciepłowniczej. Przedstawione wyniki analizy dotyczą: chropowatości wewnętrznych ścianek rur, właściwości termoizolacyjnych powłok izolacji rurociągów, przewodzenia ciepła przez grunt. Analiza obejmowała także wielkość zagłębienia rurociągu poniżej poziomu gruntu, którego wartość też jest ważna w obliczeniach strat ciepła.

EN

Calculations of the pressure loss and heat losses in district heating networks require gathering of multiple information describing the actual state of pipelines. The values of many parameters change during the lifetime of the district heating system. The measurement of these changes is often impossible or very expensive. This article presents results of mathematical models analysis, used in the calculation of the pressure loss and heat losses, affecting on the error of the parameters values which change during the lifetime of the heating network. The analyzed parameters are: the roughness of the inner walls of pipes, the thermal insulation properties, heat conduction through the ground. The pipeline depth below ground level is also analyzed, which is very important in the calculation of heat losses.

10

Pakiet oprogramowania do statycznej symulacji sieci ciepłowniczych

Osiadacz A. J., Chaczykowski M., Kotyński Ł.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2012

|

T. 43, nr 12

526-529

PL

W artykule omówiono doświadczenia zebrane podczas tworzenia pakietu oprogramowania do statycznej symulacji sieci ciepłowniczych oraz podczas wykonania aplikacji obliczeniowej dla rzeczywistego systemu ciepłowniczego.

EN

The paper discusses the experience gained during development of the software package for steady-state simulation of district heating networks, and its application to the simulation of a real district heating system.

11

Przykłady wykorzystania monitoringu do zwiększenia efektywności energetycznej

Śnieżyk R.

Rynek Energii

|

2010

|

nr 4

95-97

PL

W artykule przeanalizowano przykłady wykorzystania monitoringu do kontroli eksploatacji systemów ciepłowniczych. Omówiono niezbędność śledzenia parametrów pracy źródeł ciepła współpracujących z jedną siecią ciepłowniczą (Słupsk). Przedstawiono możliwości wykorzystania quasi-dynamicznych parametrów do kontroli wykresów ciśnień pie-zometrycznych w sieci ciepłowniczej (Gdańsk). Wykazano, że monitoring, powinien być wykorzystany do rzeczywistego sterowania systemami ciepłowniczymi i przyczyniać się do realnych efektów energetycznych.

EN

In the paper examples of using monitoring to exploitation of heating systems are analyzed. Indispensability of watching the work parameters of heat sources cooperating with the one district heating network (Słupsk) was described. Possibilities of using quasi-dynamic parameters to control the graphs of piezometric pressure in the district heating network (Gdańsk) were introduced. It was also shown that monitoring should be used to real controlling of district heating systems and contributing to real growth of energy efficiency.

12

Optymalizacja średnicy rurociągu ze względu na koszt transportu ciepła w sieci ciepłowniczej

Skorek-Osikowska A., Szlęk A.

Rynek Energii

|

2009

|

nr 2

59-64

PL

Centralne zaopatrzenie w ciepło jest w Polsce szeroko rozpowszechnione, jednak sektor ciepłowniczy boryka się z problemami ekonomicznymi i technicznymi. Powoduje to konieczność poszukiwania oszczędności, w tym w kosztach eksploatacji. Celem artykułu było między innymi przeanalizowanie wpływu średnicy rurociągu na koszt transportu ciepła, wyznaczenie optymalnych pod względem tego kosztu średnic rurociągu w przykładowej istniejącej sieci cieplnej oraz wy-znaczenie sumarycznego kosztu transportu ciepła (odnoszącego się do całego sezonu grzewczego). Wykazano przede wszystkim, że dobór średnicy rurociągu ma istotne znaczenie dla kosztu transportu ciepła. Zastosowanie optymalnych średnic powoduje znaczne oszczędności w kosztach eksploatacji. Ponadto wykazano, że przy doborze średnic należy kierować się sumarycznym kosztem transportu ciepła.

EN

Central hot water supply is very popular in Poland, however district heating sector struggles with economical and technical problems. It causes a need to look for savings also in the operational costs. The aim of the present paper was to analyse the influence of the dimension of a pipeline on the heat transport cost, to determine optimal pipeline's diameter, with respect to the heat transport cost as well as to calculate total heat transport cost (related to the whole heating season) in an exemplary district heating network. The results showed, that the selection of the pipeline's dimension is significant for the heat transport cost. Application of the optimal diameters cause significant savings in the operational cost. It was also shown that when selecting pipelines' diameters total heat transport cost should be taken into account.

13

Techniczne i ekonomiczne aspekty sieci ciepłowniczych i preizolowanych. Cz. II

Dwojak A.

Informacja Instal

|

1998

|

Nr 10 (176)

64-66