Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Magazynowanie ciepła w miejskich systemach ciepłowniczych

Turski Michał

Instal

|

2023

|

nr 10

4--8

PL

Do dalszego rozwoju miejskich systemów ciepłowniczych pod kątem wykorzystania odnawialnych źródeł energii, ciepła odpadowego i osiągnięcia standardu efektywnego energetycznie systemu ciepłowniczego niezbędne jest szerokie zastosowanie technologii magazynowania ciepła. Magazynowanie ciepła w systemach ciepłowniczych wpisuje się w stosowanie zasad zrównoważonego rozwoju oraz w ideę miast przyszłości. W artykule przedstawiono zasadność magazynowania nadwyżek ciepła w systemach ciepłowniczych poprzez wskazanie możliwych do uzyskania efektów zastosowania różnych technologii magazynowania. Do efektywnych rozwiązań należało wykorzystanie pojemności cieplnej wody, ciepła przemian fazowych, jak również magazynowanie w układzie centralnym i rozproszonym. Możliwe do osiągnięcia względne efekty energetyczne, ekonomiczne i ekologiczne magazynowania ciepła jawnego mogą wynieść od 5,1% do 6,38%. Możliwa do osiągnięcia poprawa sprawności systemu wyniosła 21 punktów procentowych przy zastosowaniu rozproszonego magazynowania ciepła z wykorzystaniem ciepła utajonego przemiany fazowej. Możliwe obniżenie mocy źródła wyniosło 17,3% przy wykorzystaniu pasywnego sposobu magazynowania ciepła.

EN

For the further development of district heating systems in terms of the use of renewable energy sources, waste heat and achieving the standard of an energy-efficient heating system, extensive use of heat storage technology is necessary. Heat storage in district heating systems is in line with the principles of sustainable development and the idea of cities of the future. The article presents the justification of heat surplus storage in heating systems by indicating the possible effects of use various storage technologies. The effective solutions included the use of the heat capacity of water, the heat of phase change, as well as central and dispersed heat storage. The achievable relative energy, economic and ecological effects of sensible heat storage may range from 5.1% to 6.38%. The achievable improvement in system efficiency was 21 percentage points when using dispersed heat storage and the latent heat of the phase change. The possible reduction of the source’s heat output was 17.3% with the use of passive heat storage method.

2

Systemy zaopatrzenia budynku w energię, a spełnienie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie

Turski Michał, Kępa Arkadiusz

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2023

|

T. 54, nr 10

38--43

PL

Jakie aspekty są istotne przy doborze źródeł energii, uwzględniając spełnienie wymagań warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, pod kątem wartości wskaźnika zapotrzebowania na nieodnawialną energię pierwotną EP? Czy jest to jedyne i obiektywne kryterium wyboru optymalnego rozwiązania? Czy może dojść do nadużyć przy doborze źródeł ciepła, kiedy priorytetem jest spełnienie wymagań EP? Celem przeprowadzonej analizy było porównanie systemów zaopatrzenia budynku w energię pod kątem spełnienia aktualnych wymagań zawartych w rozporządzeniu Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, dla budynku mieszkalnego jednorodzinnego oraz wskazanie preferowanych rozwiązań. Porównanych zostało 9 konfiguracji systemów zaopatrzenia budynków w energię. Konfiguracja systemów była zróżnicowana w kategoriach mocy i rodzaju źródła, rodzaju paliwa, lokalizacji źródła, regulacji i izolacji systemu, sposobu podgrzewu c.w.u., rodzaju wentylacji oraz wykorzystania odnawialnych źródeł energii. Obliczenia zapotrzebowania na energię użytkową, końcową oraz pierwotną dla każdego z wariantów wykonano za pomocą oprogramowania Audytor OZC 7.0 Pro. Spośród analizowanych systemów najefektywniejszymi wariantami pod względem wskaźnika EP były rozwiązania oparte na biomasie. Można wśród nich wyróżnić węzeł cieplny z ciepłem z kogeneracji z wykorzystaniem biomasy i wartością EP wynoszącą 16,6 kWh/(m2·rok), kocioł na pellet drzewny z automatycznym podajnikiem i wartością EP wynoszącą 27,8 kWh/(m2·rok) oraz kominek z płaszczem wodnym i zamkniętą komorą spalania i wartością EP wynoszącą 34,9 kWh/(m2·rok). Do pozostałych systemów, których zastosowanie umożliwiało spełnienie aktualnych wymagań można zaliczyć: pompę ciepła grunt-woda, pompę ciepła powietrze-woda oraz węzeł cieplny z ciepłem pochodzącym z kogeneracji, gdzie paliwem był węgiel lub gaz.

EN

What aspects are important when designing energy sources, taking into account meeting the requirements of technical conditions that buildings and their location should meet, in terms of the value of the demand for non-renewable primary energy EP value? Is this the only and objective criterion for selecting the optimal solution? Can there be abuses in the design of heat sources when the priority is to meet EP requirements? Aim: The aim of the analysis was to compare building energy supply systems in terms of meeting the current requirements contained in the regulation of the Minister of Infrastructure on the technical conditions to be met by buildings and their location for a single-family residential building and to indicate preferred solutions. Nine configurations of building energy supply systems were compared. The configuration of the systems varied in terms of power and source type, fuel type, source location, system regulation and insulation, hot water heating method, ventilation type and the use of renewable energy sources. Calculations of the demand for useful, final and primary energy for each variant were made using Audytor OZC 7.0 Pro software. Among the analyzed systems, the most effective variants in terms of the EP index were solutions based on biomass. These include a district heating substation with heat from cogeneration using biomass and an EP value of 16.6 kWh/(m2·year), a wood pellet boiler with an automatic feeder and an EP value of 27.8 kWh/(m2·year) and a fireplace with a water jacket and a closed combustion chamber and an EP value of 34.9 kWh/(m2·year). Other systems that were possible to meet the current requirements include: a ground-water heat pump, an air-water heat pump and a district heating substation with heat from cogeneration, where the fuel was coal or gas

3

Potencjał magazynowania ciepła akumulatorów PCM w miejskim systemie ciepłowniczym w układzie rozproszonym

Turski Michał

Rynek Energii

|

2021

|

Nr 6

36--43

PL

W artykule przedstawiono potencjał magazynowania ciepła akumulatorów PCM w miejskim systemie ciepłowniczym w układzie rozproszonym. Wyróżniono teoretyczny i techniczny potencjał magazynowania ciepła. Teoretyczny potencjał magazynowania ciepła został zdefiniowany jako całkowity, dobowy potencjał magazynowania ciepła dla węzłów ciepłowniczych, a techniczny potencjał jako ilość ciepła możliwego do zmagazynowania z wykorzystaniem materiału zmiennofazowego. Wyniki technicznego potencjału magazynowania ciepła są właściwe dla PCM uwodnionego trisiarczanu sodu Na2S2O3·5H2O oraz dla parafiny z 25 atomami węgla. Badania zostały przeprowadzone dla systemu ciepłowniczego o parametrach zasilania i powrotu 120/60°C w zakresie mocy węzłów cieplnych do 2000 kW oraz w zakresie względnych wartości ciepła nieodebranego przez użytkowników do 50%. Badania obejmowały wyznaczenie charakterystyk pracy systemu ciepłowniczego z zastosowaniem symulacji w programie TRNSYS dla wybranego okresu sezonu grzewczego. Symulacje zastosowania magazynowania ciepła w sieci ciepłowniczej zostały przeprowadzone w odniesieniu do godzinowych wartości temperatury powietrza zewnętrznego dla roku standardowego. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że na zasadność zastosowania akumulatorów ciepła PCM w miejskim systemie ciepłowniczym w układzie rozproszonym wskazują wyniki dotyczące technicznego, średniodobowego potencjału magazynowania ciepła wynoszące ok. 50–60% całkowitej ilości ciepła możliwego do zmagazynowania w sieci ciepłowniczej. Ten poziom zmniejszenia strat ciepła systemu ciepłowniczego niewątpliwie przyczyniłby się do istotnej poprawy jego efektywności.

EN

The article presents the heat storage potential of dispersed PCM accumulators in a district heating system. The theoretical and technical potential of heat storage were distinguished. The theoretical heat storage potential was defined as the total daily heat storage potential for district heating substations, and the technical potential was defined as the amount of heat that could be stored using a phase change material. The results of the technical heat storage potential are adequate for PCM hydrated sodium trisulfate Na 2 S 2 O 3 · 5H 2 O and for paraffin with 25 carbon atoms. The tests were carried out for a heating system with the supply and return parameters of 120/60°C in the heat output range of heating substations up to 2000 kW and in the range of relative heat values not collected by users up to 50%. The research included determining the operating characteristics of the district heating system with the use of simulations in the TRNSYS software for the selected period of the heating season. The simulations of the use of heat storage in the district heating network were carried out in relation to the hourly values of the external air temperature for the standard meteorological year. On the basis of the conducted research, it was found that the validity of the use of dispersed PCM heat accumulators in a district heating system is indicated by the results concerning the technical, average-daily heat storage potential in the range of approx. 50–60% of the total amount of heat that can be stored in the district heating network. This level of heat losses reduction in the district heating system would undoubtedly contribute to a significant improvement in its efficiency.

4

Ocena środowiskowa zastosowania odpadu w kolektorze słonecznym

Jachura Agnieszka, Turski Michał

Rynek Energii

|

2021

|

Nr 5

30--35

PL

W artykule przedstawiono ocenę oddziaływania na środowisko rozwiązania polegającego na zastosowaniu odpadu, jako materiału magazynującego ciepło, który umieszczono wewnątrz rur próżniowych kolektora. Odpadem zastosowanym w badaniu była parafina. Cykl życia wyrobu analizowano w przedziale od pozyskania surowców mineralnych do użytkowania gotowego produktu. Ocenę ekologiczną przeprowadzono za pomocą programu komputerowego SimaPro. Dla określenia wpływu zasobnika ciepła na środowisko jako jednostkę funkcjonalną przyjęto 1kg dla technologii materiałowych i 1GJ dla technologii energetycznych. Uzyskane wyniki wykazały, że największy udział szkodliwego oddziaływania na środowisko, kolektora słonecznego zintegrowanego z odpadem, jest związany ze zdrowiem człowieka, z największym oddziaływaniem w kategorii rakotwórczość. W przypadku tej kategorii wpływu, dominujący udział wykazała produkcja miedzi. Natomiast zastosowanie odpadu jako magazynu ciepła, pozwala na uzyskanie korzystnego efektu środowiskowego.

EN

The article presents an assessment of the environmental impact throughout the life cycle of a solution based on the use of waste as a heat storage material placed inside the collector's vacuum tubes. The waste used in the study was paraffin. The product life cycle was analyzed in the range from the acquisition of mineral resources to the use of the finished product. The ecological assessment was carried out with the use of the SimaPro computer program. To determine the impact of the heat accumulator on the environment, 1 kg for material technologies and 1GJ for energy technologies were adopted as the functional unit. The obtained results showed that the highest share of harmful influence on the environment, the solar collector integrated with the waste, is related to human health, with the highest influence in the carcinogenicity category. In the case of this impact category, copper production showed the dominant share. On the other hand, the use of waste as a heat store allows for a favorable environmental effect.

5

Energetyczne, ekonomiczne i środowiskowe aspekty magazynowania ciepła w systemie ciepłowniczym

Turski Michał, Jachura Agnieszka

Rynek Energii

|

2021

|

Nr 4

52--60

PL

W artykule przedstawiono energetyczne, ekonomiczne i środowiskowe aspekty zastosowania magazynowania ciepła w sieci ciepłowniczej z wykorzystaniem pojemności cieplnej wody. Analiza obejmowała dwa niewykluczające się wzajemnie warianty. Wariant pierwszy dotyczył wykorzystania centralnego akumulatora ciepła na zasilaniu sieci ciepłowniczej. Wariant drugi zakładał wykorzystanie rozproszonych akumulatorów ciepła stabilizujących i regulujących temperaturę powrotu sieci ciepłowniczej. Badania zostały przeprowadzone dla systemu ciepłowniczego o mocy 330 MW, który stanowi standardowe i popularne rozwiązanie w wielu ośrodkach miejskich. Badania obejmowały wyznaczenie charakterystyk pracy systemu ciepłowniczego z zastosowaniem symulacji w programie TRNSYS dla wybranego okresu sezonu grzewczego. Symulacje dla proponowanych wariantów zastosowania magazynowania ciepła w sieci ciepłowniczej zostały przeprowadzone w odniesieniu do godzinowych wartości temperatury powietrza zewnętrznego dla roku standardowego. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że dla analizowanego systemu ciepłowniczego możliwe jest osiągnięcie oszczędności energii do 123 TJ/sezon, co stanowi 6,38% rocznej produkcji ciepła dla analizowanego systemu ciepłowniczego. Takie rozwiązanie może pozwolić na osiągnięcie rocznej korzyści finansowej 1,32 mln €, co stanowi 6.38% sprzedaży ciepła, przy ograniczeniu całkowitej emisji zanieczyszczeń ok. 15,1 Gg/sezon.

EN

The article presents energy, economic and environmental aspects of the application of heat storage in a district heating network with the use of heat capacity of water. The analysis included two variants that are not mutually exclusive and could be used simultaneously. The first variant concerned the use of a central heat accumulator at the supply of the heating network. The second variant assumed the use of dispersed heat accumulators to stabilize and regulate the return temperature of the heating network. The research was carried out for the district heating system with a heat output of 330 MW, which is a standard and popular solution in many urban areas. The research included determining the operating characteristics of the heating system using simulations in the TRNSYS software for a selected period of the heating season. The simulations for the proposed variants of the use of heat storage in the district heating network were carried out for the hourly values of the outside air temperature for the standard meteorological year. On the basis of the conducted research, it was found that for the analyzed district heating system it is possible to achieve energy savings of up to 123 TJ/season, which constitutes 6,38% of the annual heat production for the analyzed heating system. Such a solution may allow for an annual financial benefit of M€ 1,32, which is 6,38% of heat sales, with a reduction in the total emission of approximately 15,1 Gg/season.