Home Archive by category Chłód i trójgeneracja

Chłód i trójgeneracja

PRODUKCJA CHŁODU

Produkcja chłodu, trójgeneracja – koncentruje się na tematyce wykorzystywania wytwarzanego dla potrzeb systemów ciepłowniczych ciepła dla produkcji chłodu, dla istniejących i planowanych systemów klimatyzacji i chłodzenia, w szczególności przy pomocy agregatów zasilanych ciepłem sieciowym przy pomocy agregatów sorpcyjnych.

  • Trójgeneracja
  • Techniki sorpcyjne, agregaty chemiczne
  • Konwencjonalne metody produkcji chłodu

Agregaty sorpcyjne to urządzenia wykorzystujące szeroko rozumianą energię cieplną do produkcji chłodu. Energią zasilającą agregaty absorpcyjne może być ciepło pochodzące z dowolnego źródła np. odpadowe ciepło technologiczne, ciepło z miejskiej sieci ciepłowniczej, ciepło ze spalania gazu lub biomasy, ciepło z kolektorów słonecznych, z modułu kogeneracyjnego, odzysk ciepła z silników spalinowych, ze spalin i korpusów.

W przypadku agregatów sorpcyjnych zasilanych gazem ziemnym, energia cieplna pochodzi bezpośrednio ze spalania gazu, energia pierwotna jest przetwarzana bezpośrednio na energię chłodniczą. Agregaty sorpcyjne wymagają zasilania elektrycznego jedynie do podłączenia automatyki oraz systemu sterowania, jednak są to minimalne moce w porównaniu z wydajnością, (~0,8 proc. pobranej mocy elektrycznej w przeliczeniu na uzyskaną moc chłodniczą ).

Agregaty sorpcyjne są idealnym, ekonomicznym rozwiązaniem przy niezagospodarowanej nadwyżce ciepła technologicznego lub odpadowego.
Sprawdzają się również wszędzie tam, gdzie występuje deficyt energii elektrycznej. Urządzenia te znajdują także zastosowanie w systemach trójgeneracyjnych. Ze względów ekonomicznych na całym świecie wzrasta znaczenie technologii sorpcyjnej w optymalizacji zużycia energii pierwotnej.

Fot Pixabay

MOŻLIWOŚĆ MODERNIZACJI SPRĘŻARKOWEJ MASZYNOWNI CHŁODNICZEJ NA ABSORPCYJNĄ

Ryszard Zwierzchowski, Zakład Systemów Ciepłowniczych i Gazowniczych, Politechnika Warszawska, Marcin Malicki, doktorant w Zakładzie Systemów Ciepłowniczych i Gazowniczych, Politechnika Warszawska

W artykule przedstawiono możliwości zamiany konwencjonalnej maszynowni sprężarkowej, wykorzystującej chillery elektryczne, zainstalowanej w budynku biurowym na maszynownie opartą na agregatach absorpcyjnych zasilanych przy pomocy węzła cieplnego podłączonego do miejskiej sieci ciepłowniczej.

Jako dane źródłowe wykorzystano rzeczywiste zużycia energii oraz parametry urządzeń zainstalowanych w węzłach cieplnych i chłodniczych eksploatowanych budynków biurowych, na podstawie których przeprowadzono dobór agregatów absorpcyjnych. W celu optymalizacji pracy powstałego węzła cieplno – chłodniczego, system wzbogacono o zbiornik buforowy (akumulator ciepła) wody gorącej.

Zasadność stosowania technologii absorpcyjnej
W ciągu ostatniej dekady zapotrzebowanie na energię elektryczną w Polsce systematycznie wzrasta [12]. Jej głównymi odbiorcami są duże aglomeracje miejskie takie jak Warszawa, Łódź, Poznań czy Wrocław. W ich przypadku szczyt zapotrzebowania przypada na okres letni i związany jest w dużej mierze z zasilaniem konwencjonalnych tj. wykorzystujących energię elektryczną urządzeń chłodniczych, pracujących na potrzeby centralnego wytwarzania energii chłodniczej np. dla biur, szpitali, hoteli czy supermarketów [1]. Właśnie w tym okresie na terenie Warszawy w przeciągu ostatnich lat doszło do dwóch poważnych awarii systemu elektroenergetycznego, w trakcie których zabrakło energii m.in. dla tramwajów i metra. W dużych aglomeracjach miejskich tempo wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną jest znacząco większe niż na obszarach mniej zurbanizowanych, co bezpośrednio przekłada się na stałą tendencję wzrostową ceny energii chłodniczej pochodzącej z konwencjonalnych urządzeń sprężarkowych [7]. Dla aglomeracji Warszawskiej tempo wzrostu cen energii elektrycznej jest dwukrotnie większe niż na innych obszarach, a jej cena w przeciągu ostatnich siedemnastu lat wzrosła siedmiokrotnie i należy przyjąć, że energia elektryczna będzie stawała się coraz droższa. Jednocześnie w okresie letnim znacznemu ograniczeniu ulega zapotrzebowanie na ciepło. Sieci wykorzystywane są tylko do pokrycia zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową co prowadzi do ograniczenia wykorzystania mocy wytwórczych oraz zwiększenia strat energii podczas przesyłu ciepła. Zwiększone koszty eksploatacyjne w stosunku do ograniczenia przychodów prowadzą do zwiększenia średniej całorocznej ceny ciepła dla odbiorców końcowych.

Na terenie Warszawy przewidywany jest 25 proc. wzrost powierzchni klimatyzowanej do 2020 roku [8]. Podobny trend można zauważyć w wielu miastach europejskich [3]. Większa część nowopowstających powierzchni klimatyzowanych będzie zlokalizowana w ścisłym centrum miasta, co w wypadku zastosowania konwencjonalnych urządzeń klimatyzacyjnych, dodatkowo pogłębi lokalny deficyt energii elektrycznej, narażając także istniejącą infrastrukturę elektroenergetyczną na dalsze przeciążenie. Zwiększenie powierzchni klimatyzowanej spowodowane powstawaniem nowych powierzchni np. biurowych to nie jedyny powód wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną. W ostatnich latach można zauważyć wyraźny trend modernizacji istniejących obiektów poprzez zainstalowanie układów klimatyzacyjnych. Dodatkowo, ze względu na uwarunkowania techniczne i środowiskowe, cykl życia klasycznych maszynowni chłodniczych opartych na urządzeniach sprężarkowych produkujących energię chłodniczą dla powstałych dekadę bądź dwie temu obiektów dobiega końca, wymuszając odtworzenie mocy chłodniczych, co w połączeniu z prawodawstwem promującym zwiększanie efektywności energetycznej u użytkowników końcowych [13], stwarza szanse zastosowania innej niż konwencjonalna technologii wytwarzania chłodu. Doskonałym rozwiązaniem problemu powstającego deficytu energii elektrycznej związanego ze zwiększaniem powierzchni klimatyzowanych jest zastosowanie chłodziarek absorpcyjnych zasilanych z miejskiej sieci ciepłowniczej. Stanowi to jednocześnie rozwiązanie problemu dociążenia sieci ciepłowniczych w sezonie letnim. Urządzenia absorpcyjne, w odróżnieniu od klasycznych urządzeń sprężarkowych napędzanych energią elektryczną, wykorzystują do produkcji energii chłodniczej gorącą wodę, która mogłaby pochodzić z miejskiej sieci ciepłowniczej. W wypadku zastosowania takiego rozwiązania istniejąca sieć ciepłownicza, wykorzystywana głównie w okresie zimowym na potrzeby ogrzewania, w okresie letnim, poza przygotowaniem ciepłej wody użytkowej, zasilałaby chłodziarki absorpcyjne produkujące wodę lodową na potrzeby klimatyzacyjne budynku. Wykorzystanie chłodziarek absorpcyjnych zasilanych z miejskiej sieci ciepłowniczej nie wiąże się z żadnymi zmianami w istniejącej instalacji klimatyzacyjnej budynku – zmianie ulega tylko źródło energii chłodniczej z wykorzystującego do napędu energię elektryczną na używające energię cieplną. Dzięki dociążeniu sieci ciepłowniczej w sezonie letnim, dla wielu rodzajów stosowanych źródeł skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej, pojawi się możliwość wyprodukowania dodatkowej ilości energii elektrycznej co w połączeniu z ograniczeniem zapotrzebowania na cele zasilania konwencjonalnych urządzeń klimatyzacyjnych doprowadzi do odciążenia krajowego systemu elektroenergetycznego nawet o 3000 – 4000 MW [11]. Powyższa wartość powinna być brana pod uwagę, szczególnie w aktualnej sytuacji kiedy to ze względu na opóźniający się proces odtwarzania mocy jak i przymus przeprowadzania remontów w okresie letnim już latem 2013 roku może pojawić się deficyt energii elektrycznej [9]. W wypadku projektowania nowych źródeł kogeneracyjnych, dzięki wzięciu pod uwagę letniego zapotrzebowania na ciepło na potrzeby zasilania urządzeń chłodniczych, istnieje możliwość zainstalowania większej mocy wytwórczej. Powstałe źródło trójgeneracyjne będzie produkowało w pełnym skojarzeniu energię elektryczną, cieplną i chłodniczą.

Schemat 1: Możliwość wykorzystania sieci ciepłowniczej do zasilania chłodziarek
absorpcyjnych.

W miastach najbardziej efektywną metodą zaspokojenia zapotrzebowania na energię cieplną są sieci ciepłownicze. Energia dostarczana w ten sposób pochodzi najczęściej z dużych źródeł charakteryzujących się wzorowymi wskaźnikami sprawności i ekologii skojarzonej produkcji energii cieplnej i elektrycznej. Dzięki temu w Polskich miastach scentralizowane systemy ciepłownicze pokrywają średnio 72 proc. zapotrzebowania na ciepło [14], a w Europie dostarczają ciepło dla ponad 100 milionów mieszkańców [4]. Stołeczna infrastruktura ciepłownicza należy do jednej z najbardziej rozwiniętych na terenie Europy, szczelnie pokrywając całą stolicę i umożliwiając dostęp do ciepła praktycznie każdemu jej mieszkańcowi. Zastosowanie tej samej sieci ciepłowniczej do zasilania gorącą wodą chłodziarek absorpcyjnych działających na potrzeby klimatyzacyjne budynków zdaje się być doskonałym rozwiązaniem. W celu przeanalizowania technicznych aspektów modernizacji istniejącej maszynowni sprężarkowej na absorpcyjną, wykorzystującą istniejącą infrastrukturę dostawy ciepła oraz rozprowadzenia chłodu, posłużono się przykładem istniejącego budynku biurowego zlokalizowanego na terenie Warszawy.

Studium przypadku
Analizowany przykład opiera się na danych historycznych z eksploatacji budynków przekazanych dzięki uprzejmości Skanska Property S.A [2] dla dwóch bliźniaczych budynków biurowych znajdujących się na terenie stolicy. W obu budynkach zainstalowano identyczny system wytwarzania energii chłodniczej i cieplnej opierający się na konwencjonalnym, szeregowo – równoległym, węźle cieplnym oraz maszynowni chłodniczej składającej się z konwencjonalnych agregatów chłodniczych. Ze względu na bliźniaczą konstrukcję budynków oraz niewielkie różnice w powierzchni, na potrzeby obliczeniowe wprowadzono pojęcie „Budynku 12” dla którego dane zostały przygotowane z uśrednienia danych rzeczywistych pochodzących z Budynku 1 oraz Budynku 2. W celu ułatwienia obliczeń oraz uśrednienia wyników, Budynek 12 w dalszym toku rozważań traktowany jest jako budynek referencyjny.
Energia chłodnicza na potrzeby obu obiektów produkowana jest przez zespół dwóch konwencjonalnych agregatów sprężarkowych o mocach dla Budynku 1 QCH1A = 761 kW oraz QCH1B = 761 kW a dla Budynku 2 QCH2A = 703 kW i QCH2B = 601 kW. Agregaty napędzane są energią elektryczną i produkują wodę lodową ze współczynnikiem ESEER – 4,33. W przypadku każdego z budynków zestaw dwóch agregatów połączony jest z zewnętrznym systemem freecoolingu realizowanym przez chłodnicę wentylatorową o mocy QCHW = 500 kW przy temperaturze zewnętrznej 3oC. Dostępna moc chłodnicza dla Budynku 1 to QCH1 = 1522 kW oraz dla Budynku 2 QCH2 = 1304 kW. Zespół agregatów wraz z drycoolerem połączony jest z instalacją chłodniczą budynku przez zbiornik buforowy wody lodowej. System działa przez cały rok pokrywając zapotrzebowanie na wodę lodową każdego z budynków. Poniżej przedstawiono zestawienie mocy maszynowni chłodniczych Budynku 1, 2 oraz 12 wraz ze schematem instalacji.

Tabela 1: Zestawienie mocy maszynowni chłodniczych dla budynków 1,2 i 12.
Schemat 2: Źródło energii chłodniczej budynków 1, 2 i 12.

Energia cieplna w obu przypadkach dostarczana jest z miejskiej sieci ciepłowniczej przy pomocy węzła szeregowo równoległego. Zainstalowana moc cieplna na potrzeby ogrzewania to dla Budynku 1QCO1= 420 kW oraz dla Budynku 2 QCO2 = 389 kW. Dodatkowo, ze względu na konstrukcję systemu wentylacyjnego, który w okresie zimowym służy także do ogrzewania powierzchni moc cieplna na potrzeby ciepła technologicznego to dla Budynku 1 QCT1 = 1657 kW oraz Budynku 2 QCT2 = 1029 kW. W każdym z budynków występuje także zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową jednakowe dla obu budynków QCWUMAX = 150 kW. W związku powyższym można przyjąć, że sumaryczna moc węzłów to dla Budynku 1 QW1= 2227 kW oraz Budynku 2 QW2 = 1568 kW. Poniżej przedstawiono zestawienie mocy węzłów Budynku 1, 2 oraz 12.

Tabela 2: Zestawienie mocy węzłów cieplnych dla budynków 1,2 i 12.

Z danych eksploatacyjnych, przekazanych dzięki uprzejmości Skanska Property S.A. wynika, że budynek referencyjny w ciągu roku zużywa 2002 MWh energii cieplnej, a szczyt zapotrzebowania występuje w styczniu. Jest to spodziewana tendencja wynikająca z użytkowania węzła głównie na potrzeby ogrzewania budynku. Poniżej przedstawiono tabele danych prezentującą zużycie energii dla poszczególnych miesięcy:

Tabela 3:Zestawienie zużycia ciepła dla budynku 12.

W związku z brakiem danych rzeczywistych z zakresu produkcji i zużycia chłodu w źródle wytwarzania, a dostępnych tylko danych dotyczących zużycia energii elektrycznej przez źródło, przeliczono na podstawie wskaźnika ESEER spodziewaną miesięczną produkcję energii chłodniczej w postaci wody lodowej z zainstalowanej maszynowni. Wykorzystano do tego celu wskaźnik ESEER (European Sesonal Energy Efficency Ratio) wyliczony przez Eurovent Certification Company ponieważ jest to jeden ze wskaźników uwzględniających obciążenie częściowe agregatu i od 2006 roku jest standardem obejmującym wszystkich producentów agregatów wody lodowej poddających swoje urządzenia certyfikacji Eurovent [5]. Wskaźnik uwzględnia zmienne w ciągu roku warunki pracy urządzeń chłodniczych i zastał opracowany jako element programu „SAVE” po pięcioletnich badaniach współfinansowanych przez Unię Europejską. Geneza opracowania wskaźnika leży w nieadekwatności stosowania do zmiennych obciążeń układu chłodniczego, oraz temperatur w ciągu roku, wartości wskaźnika COP, nie uwzględniającego obciążenia częściowego urządzeń chłodniczych pracujących na potrzeby klimatyzacji. Tabela poniżej prezentuje parametry przyjęte do obliczenia wskaźnika ESEER dla agregatu.

Tabela 4: Parametry obliczania wskaźnika ESEER.

Wskaźnik obliczamy poprzez dodanie wartości EER pomnożonych przez ich wagę: 0,03EER100% + 0,33EER75% + 0,41EER25% + 0,23EER25% = ESEER

Po przeliczeniu produkcji wody lodowej na podstawie zużycie energii elektrycznej oraz wskaźnika ESEER otrzymujemy następujące wartości produkcji wody lodowej przez źródło budynku referencyjnego:

Tabela 4: Parametry obliczania wskaźnika ESEER.

Z danych wynika, że roczne zużycie energii chłodniczej na potrzeby klimatyzacji kształtuje się na poziomie 1206 MWh, na wyprodukowanie której potrzeba 278 MWh energii elektrycznej, a jego szczyt przypada w miesiącu lipcu. W zakresie zapotrzebowania na chłód jest to tendencja spodziewana ze względu na specyfikę wykorzystywania urządzeń chłodniczych budynku referencyjnego głównie do celów klimatyzacyjnych.

Jak widać możemy wyróżnić dwa szczytowe okresy zapotrzebowania na energię dla budynku – w styczniu kiedy to budynek potrzebuje najwięcej energii z węzła cieplnego na potrzeby ogrzewania, oraz w lipcu, kiedy to obciążenie instalacji elektrycznej budynku, związane z produkcją największej ilości energii chłodniczej osiąga wartości szczytowe. Dzięki odwrotnej korelacji zapotrzebowania na energię cieplną na potrzeby ogrzewania i elektryczną na potrzeby chłodzenia, istnieje możliwość optymalizacji wykorzystania energii cieplnej z sieci ciepłowniczej poprzez instalację bromolitowych chłodziarek absorpcyjnych produkujących wodę lodową na potrzeby klimatyzacyjne budynku. Dzięki swojej budowie oraz specyfice pracy bromolitowe chłodziarki absorpcyjne doskonale spełniają wymagania stawiane przed urządzeniami działającymi na potrzeby klimatyzacji tj. zaspokajającymi zapotrzebowanie na energię chłodniczą przy zmiennych obciążeniach i w zmiennych temperaturach zewnętrznych. Zarówno zakres regulacji (od 30 proc. do ponad 100 proc. mocy nominalnej) jak i sprawność produkcji chłodu (która przy obciążeniach częściowych jest większa od nominalnej) są w stanie sprostać zmieniającemu się zapotrzebowaniu. Producenci chłodziarek sprężarkowych niejednokrotnie podają wartości współczynnika COP na poziomie znacząco wyższym od chłodziarek absorpcyjnych, dochodzącym niejednokrotnie do 4 czy 5, jednak biorąc pod uwagę pracę tych urządzeń w warunkach rzeczywistych, uwzględnionych przez wskaźnik ESEER, oraz fakt iż do zasilania używają energii silnie przetworzonej tj. elektrycznej, której największy deficyt pojawia się właśnie w miesiącach letnich, zużycie energii pierwotnej chłodziarek absorpcyjnych zasilanych z miejskiej sieci ciepłowniczej w której ciepło pochodzi ze źródeł wysokosprawnych i niejednokrotnie proekologicznych może być niższe. Bromolitowa chłodziarka absorpcyjna wytwarza wodę lodową na potrzeby klimatyzacyjne dzięki krążeniu czynnika chłodniczego między absorberem (jest w nim pochłaniany), a desorberem (generatorem). Energią napędową dla urządzenia jest, w tym wypadku, gorąca woda z miejskiej sieci ciepłowniczej. Charakterystykę i zasadę działania bromolitowego absorpcyjnego agregatu wody lodowej przedstawiono w [16]. W związku z tym, że chłodziarki absorpcyjne wykorzystują ciepło jako energię napędową, przeliczono zapotrzebowanie na gorącą wodę z węzła cieplnego do produkcji energii chłodniczej dla budynku referencyjnego. Zapotrzebowanie na ciepło na potrzeby chłodzenia zostało wyliczone przy użyciu wskaźnika ESEER dla dobranej wielkością do instalacji chłodniczej bromolitowej chłodziarki absorpcyjnej [6] oraz wyliczonego wcześniej zapotrzebowania na energię chłodniczą budynku referencyjnego.

Tabela 6: Zapotrzebowanie na ciepło na potrzeby zasilania chłodziarek absorpcyjnych.

Jak wynika z powyższej tabeli szczyt zapotrzebowania na energię cieplną na potrzeby chłodu przypada na miesiące letnie, kiedy to zapotrzebowanie na energię chłodniczą jest największe. Energia cieplna do napędu chłodziarek absorpcyjnych może pochodzić z węzła cieplnego już zainstalowanego w budynku, dzięki czemu ograniczona zostanie ingerencja w istniejącą infrastrukturę ciepłowniczą i nakłady inwestycyjne na planowaną modernizację.

Po zsumowaniu zapotrzebowania na ciepło na potrzeby CWU, CO oraz chłodnicze możemy zauważyć, że w miesiącach w których dotąd węzeł był eksploatowany z minimalną mocą (kwiecień –październik) znacząco wzrasta zapotrzebowanie na moc cieplną prowadząc do optymalizacji pracy węzła oraz, dzięki wyłączeniu urządzeń sprężarkowych, ograniczenia zużycie energii elektrycznej przez budynek. Należy dodatkowo zauważyć, że w wypadku zastosowania chłodziarek absorpcyjnych zasilanych z miejskiej sieci ciepłowniczej znaczącemu ograniczeniu ulegnie zapotrzebowanie na moc elektryczną, której szczyt występował dotąd właśnie w miesiącach letnich ze względu na wymóg zasilania chłodziarek sprężarkowych, co doprowadzi do optymalizacji eksploatacji infrastruktury elektroenergetycznej budynku. Na poniższym wykresie zaprezentowano roczny przebieg zapotrzebowania na energię cieplną na potrzeby ogrzewania, chłodniczą, cieplną na potrzeby chłodu wraz z wymaganą mocą węzła cieplno – chłodniczego dla budynku referencyjnego.

Wykres 1: Zestawienie zapotrzebowania na energię cieplną, chłodniczą, cieplną na potrzeby produkcji chłodu oraz wymaganej mocy węzła cieplnego.

Zastosowanie chłodziarek absorpcyjnych zasilanych z miejskiej sieci ciepłowniczej w istniejących budynkach jest możliwe i prowadzi do optymalizacji wykorzystania węzła cieplnego w budynku referencyjnym (dotąd w miesiącach letnich węzeł użytkowany był z mocą minimalną) oraz ograniczenia zużycia energii elektrycznej. Jak widać na poniższym wykresie moc węzła cieplnego w ciągu roku utrzymywana jest na zbliżonym poziomie, a wartości maksymalne osiągane są tylko w momencie pojawiania się szczytowego zapotrzebowania na moc cieplną na potrzeby ogrzewania (styczeń) oraz produkcji chłodu (lipiec).

Wykres 2: Zapotrzebowanie na energię z węzła cieplnego z podziałem na ogrzewanie i
chłodzenie.

Przeprowadzona modernizacja prowadzi do wykorzystywania jako głównego źródła zasilania budynku referencyjnego energii cieplnej z miejskiej sieci ciepłowniczej, której pewność dostawy jest na co najmniej takim samym poziomie jak energii elektrycznej, przy o wiele niższej dynamice wzrostu cen. W analizowanym przykładzie nie wzięto pod uwagę fizycznych ograniczeń zamiany maszynowni sprężarkowej na absorpcyjną. Chłodziarki absorpcyjne są, zarówno w zakresie wymiarów jak i wagi, urządzeniami większymi od dopowiadających mocą urządzeń sprężarkowych, dlatego też przed każdorazową modyfikacją należy uwzględnić wymiary i wagi planowanych urządzeń. Należy jednak zauważyć, że dzięki zastosowaniu zbiornika buforowego wody lodowej istnieje możliwość odtworzenia tylko części mocy projektowej co ograniczyłoby zarówno nakłady inwestycyjne jak i miejsce potrzebne do przeprowadzenia opisanej modyfikacji. Absorpcyjna Centrala Chłodu (AAC) może być zasilana z Elektrociepłowni (EC), bądź z ciepłowni. Schemat układu trójgeneracyjnego z akumulatorem ciepła zasilanego z EC podano w [16], zaś zasilanego z ciepłowni komunalnej podano poniżej na schemacie 3. Wykresy 1 i 2 wyraźnie wskazują na potrzebę zastosowania akumulatora ciepła w przypadku zasilania przez system ciepłowniczy AAC, co znacząco poprawia warunki eksploatacyjne i ekonomiczne tego typu układów trójgeneracyjnych [16].

Schemat 3: Układ trójgeneracyjny z akumulatorem ciepła zasilany z ciepłowni komunalnej.

Oznaczenia: AAC – absorpcyjna centrala chłodu, AK – akumulator ciepła, C – odbiorcy chłodu, H – odbiorcy ciepła (c.w.u. + c.t.), K1 i K2 – kotły, Odm – odmulacz sieciowy, PK – pompy kotłowe, PS – pompy sieciowe, PU-S – pompy uzupełniająco-stabilizujące, PZz – pompy zmieszania zimnego, RT – zawór trójdrogowy zmieszania gorącego, Tpc – temperatura wody powrotnej z AAC, tz – temperatura wody lodowej zasilającej, tp – temperatura wody lodowej powrotnej.

Podsumowanie
Działania modernizacyjne prowadzone przez szereg ostatnich lat doprowadziły do spadku zapotrzebowania na energię cieplną, w szczególności w okresie letnim [10]. Zastosowanie chłodziarek absorpcyjnych zasilanych z miejskiej sieci ciepłowniczej w istniejących obiektach jest możliwe oraz, ze względu na potencjał rynku zapotrzebowania na chłód w aglomeracjach miejskich, mogłoby doprowadzić do znaczącego zwiększenia sprzedaży ciepła w okresie letnim i uwolnienia znaczącej mocy eklektycznej [16]. Ze względu na specyfikę pracy obiektów wytwórczych w dużych aglomeracjach miejskich, cena energii cieplnej w okresie letnim, może prowadzić do pojawienia się cenowej przewagi konkurencyjnej kosztu wyprodukowania energii chłodniczej z rozwiązań absorpcyjnych oraz umożliwić zwiększenie produkcji energii elektrycznej prowadząc do zysku zarówno po stronie sprzedającego energię cieplną jak i produkującego energię chłodniczą. Ze względu na istotny wpływ temperatury wody zasilającej chłodziarkę i wymóg podwyższenia temperatury wody zasilającej chłodziarki absorpcyjne w okresie letnim kwestię tą należy dokładnie przeanalizować dla konkretnego systemu ciepłowniczego. Dostawę chłodu przy pomocy chłodziarek absorpcyjnych zasilanych z miejskiej sieci ciepłowniczej należy traktować jako alternatywę w stosunku do rozwiązań konwencjonalnych. Rosnący udział skojarzonej produkcji energii elektrycznej i cieplnej w źródłach zachęca do zwiększania odbioru ciepła w okresie letnim umożliwiając produkcję dodatkowej ilości energii elektrycznej. Przy opracowywaniu koncepcji nowych, szczególnie rozproszonych, źródeł kogeneracyjnych należy brać pod uwagę możliwość zainstalowanie chłodziarek absorpcyjnych ponieważ może to doprowadzić do zwiększenia zapotrzebowania na ciepło w okresie letnim, a co za tym idzie możliwości zwiększenia produkcji energii elektrycznej.

Literatura:
[1] Adnot J.: Energy Efficiency and Certification of Central Air Conditioners (EECCAC), Final Raport, 2008.
[2] Dane ruchowe dla 2 budynków biurowych, Skanska Property S.A. 2012.
[3] Day A.R., Jones P.G., Maidment G.G. Forecasting future cooling demand in London, Energy And Building 41, 2009.
[4] District heating and cooling country by country – 2005 Survey, Euroheat & Power, Brussels 2005.
[5] Eurovent Certification Company: Eurovent Standard 6-C003-2006.
[6] Instrukcja obsługi bromolitowego agregatu absorpcyjnego zasilanego gorącą wodą, Shuangliang Eco Energy Systems 2012.
[7] Kobyliński K., A., Smyk: Doświadczenia firmy Vattenfall w wykorzystaniu ciepła do produkcji chłodu w Europie oraz plany wdrożenia tej technologii w Warszawie, Warsztaty projektu Polysmart, 2010.
[8] Malicki M.: Potencjał rynku dostawy energii chłodniczej produkowanej przy pomocy chłodziarek absorpcyjnych zasilanych ciepłem sieciowym na ternie Warszawy, Opracowanie na potrzeby Uczelnianego Centrum Badawczego Energetyki i Ochrony Środowiska, Warszawa 2011
[9] Penwell Global Power Review 2012.
[10] Pietrzyk Z., Skowroński P., Smyk A.: Możliwości dostarczania ciepła na potrzeby uzyskiwania chłodu na przykładzie doświadczeń warszawskich. Materiały z konferencji „Ciepło skojarzone, komfort zimą i latem – trój generacja”, 2005.
[11] Pietrzyk Z., Smyk A.: Czy w Polsce istnieje realna szansa na chłód z central zasilanych ciepłem systemowym, XIV Forum Ciepłowników Polskich, str. 139-150, Międzyzdroje, 12-15 Września 2010
[12] Strategia „Bezpieczeństwo Energetyczne i Środowisko” Perspektywa 2020 r. Ministerstwo Gospodarki, 2011.
[13] Ustawa z dnia 15 Kwietnia 2011 r. o efektywności energetycznej (Dz.U. 2011 nr 94 poz. 551)
[14] Wojdyga K.: Prognozowanie zapotrzebowania na ciepło, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2007.
[15] Zwierzchowski R.: Zastosowanie akumulatorów ciepła w miejskich systemach ciepłowniczych szansą na zwiększenie efektywności i pewności zasilania odbiorców w energię cieplną i elektryczną, XIV Forum Ciepłowników Polskich, str. 199-206, Międzyzdroje, 12-15 Września 2010 [16] Zwierzchowski R., Malicki M: Produkcja chłodu w miejskich systemach ciepłowniczych z akumulatorem ciepła, XV Forum Ciepłowników Polskich, str. 241-252, Międzyzdroje, 18-21 Września 2011
fot. Pixabay