Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Wpływ algorytmu sterowania instalacją wody chłodzącej na efektywność źródła trójgeneracyjnego

Strategie pracy źródeł trójgeneracyjnych
Autorzy artykułu dokonali przeglądu publikacji dotyczących optymalizacji pracy układów trójgeneracyjnych z agregatami absorpcyjnymi do wytwarzania chłodu. Między innymi wskazali na zalety i ograniczenia takich układów w kontekście energetycznym...
Autorzy artykułu dokonali przeglądu publikacji dotyczących optymalizacji pracy układów trójgeneracyjnych z agregatami absorpcyjnymi do wytwarzania chłodu. Między innymi wskazali na zalety i ograniczenia takich układów w kontekście energetycznym...
Rys. redakcja RI
Ciąg dalszy artykułu...

Strategie pracy źródeł trójgeneracyjnych

Grossmann i inni [36] opracowali elektroniczny model chłodziarki absorpcyjnej, Florides i in. [37] sprawdzili wpływ zmian konstrukcyjnych na sprawność urządzeń bromolitowych, Vliet i in. [38] przeanalizowali kluczowe elementy cyklu chłodzenia absorpcyjnego, Gomri [39] sprawdził możliwości implementacji technologii absorpcyjnej w różnych źródłach, Mohhammadi i Ameri [30] przeanalizowali pracę układów trójgeneracyjnych wyposażonych w chłodziarki bromolitowe, Mar [40] przeprowadził analizę parametrów pracy urządzeń bromolitowych, a Kaynaki i Kilic [41] sprawdzili wpływ zmiany parametrów pracy na sprawność bromolitowego układu absorpcyjnego. Uzyskiwane efekty były takie same – obniżenie temperatury wody chłodzącej zawsze pozytywnie wpływało na sprawność produkcji chłodu. Zakres możliwej do uzyskania poprawy efektywności zależy od zastosowanej chłodziarki absorpcyjnej oraz urządzeń chłodniczych produkujących wodę chłodzącą. W analizowanej literaturze spotykany zakres poprawy sprawności wynosił od 5 do 15% [42, 43, 44], jednak mimo wielokrotnego potwierdzenia pozytywnego wpływu obniżenia temperatury wody chłodzącej na sprawność chłodziarki bromolitowej nie są znane algorytmy pracy urządzeń wykorzystujące tę zależność do poprawy efektywności energetycznej źródła trójgeneracyjnego.

Istota działania proponowanego algorytmu polega na obniżeniu temperatury wody chłodzącej urządzenie, kiedy jest to możliwe, czyli głównie przy częściowych obciążeniach chłodniczych, a dzięki temu zmniejszenie zapotrzebowania na ciepło do zasilania chłodziarki absorpcyjnej. W związku z tym, że ilość ciepła produkowanego w źródle trójgeneracyjnym pozostanie bez zmian, będzie ono mogło zostać wykorzystane do innych celów, a więc ilość energii użytecznej produkowanej przez źródło (energia elektryczna, ciepło i chłód) z tej samej ilości paliwa zwiększy się, poprawiając efektywność energetyczną skojarzonej produkcji mediów. Dodatkowo w wypadku źródeł opartych na więcej niż jednym układzie CHP może pojawić się możliwość eksploatacji jednego układu z mocą maksymalną oraz wyłączenia drugiego, obniżając jednostkowe koszty eksploatacyjne.

Jak podają Kavvadias i in. [26], Cardona i Picantero [28] oraz Fumo i Chamra [22], aby osiągnąć podstawowy cel eksploatacji źródła CCHP, jakim jest efektywne wytwarzanie energii, stosuje się dwie główne strategie produkcji mediów:

pokrycia zapotrzebowania elektrycznego (PZE). W wypadku występowania zapotrzebowania mniejszego od nominalnego źródło ogranicza produkcję energii elektrycznej (ograniczając także produkcję ciepła), co oznacza, że pojawiające się niedobory ciepła muszą być pokryte przez dodatkowe elementy źródła (np. kotły szczytowe) bądź źródło zewnętrzne (np. miejską sieć ciepłowniczą). W wypadku zapotrzebowania większego od nominalnego niedobory energii elektrycznej muszą zostać pokryte przez źródło zewnętrzne (np. sieć elektroenergetyczna);

pokrycia zapotrzebowania cieplnego (PZC), zarówno na potrzeby ogrzewania, jak i zasilania chłodziarek absorpcyjnych. Produkcja energii elektrycznej jest wynikowa, a jej nadwyżki gromadzone bądź sprzedawane do sieci. W wypadku wystąpienia niedoborów energii elektrycznej musi ona zostać zakupiona z sieci. Jeśli zapotrzebowanie na ciepło będzie mniejsze od nominalnego, źródło ogranicza swoją moc, dążąc do minimum technologicznego.

Wybór odpowiedniej strategii pracy źródła zależy od założonych priorytetów technologicznych, analizy ekonomicznej, konstrukcji układu oraz dostępności mediów zewnętrznych [25]. Jak podają Kong i in. [45] oraz Smith i in. [46], praca źródła trójgeneracyjnego bez opracowanej strategii w każdych warunkach wolnorynkowych prowadzi do strat w stosunku do rozwiązań konwencjonalnych. W krajowych warunkach w większości lokalizacji istnieje możliwość sprzedaży energii elektrycznej do sieci elektroenergetycznej, umożliwiająca uzyskiwanie dodatkowych przychodów. Jednocześnie sprzedaż ciepła bądź chłodu jest bardziej problematyczna ze względu na ograniczenia przesyłu związane ze specyfiką tych mediów. W związku z tym dąży się do maksymalizacji wykorzystania ciepła powstającego w układzie kogeneracyjnym. Dobrą praktyką jest wyposażanie źródła trójgeneracyjnego w zbiorniki akumulacyjne wody gorącej i zimnej, mogące przejąć chwilowe zmiany zapotrzebowania na ciepło bądź chłód i prowadzące do faktycznego zmniejszenia mocy nominalnej źródła oraz skrócenia czasu pracy szczytowych urządzeń pomocniczych [47, 48].

Podstawowe kryteria optymalizacyjne dla eksploatacji źródeł trójgeneracyjnych, będące uzupełnieniem strategii pracy źródła (kryteria te są elementami strategii pracy źródła), bazują na porównaniu parametrów istniejącego systemu trójgeneracyjnego z alternatywnym dostępnym źródłem energii w zakresie kryteriów uznanych za wiodące dla inwestora/użytkownika. Wśród podstawowych kryteriów optymalizacyjnych możemy wyróżnić:

kryterium kosztu pracy – koszt wytworzenia mediów przez źródło trójgeneracyjne w danej chwili jest porównywany na bieżąco z kosztem alternatywnym (np. zakupu energii elektrycznej z sieci, wytworzenia ciepła czy chłodu przy użyciu systemu konwencjonalnego). Jeśli koszt pracy źródła CCHP jest wyższy od kosztu alternatywnego, źródło jest zatrzymywane;

kryterium zużycia energii pierwotnej – zużycie energii pierwotnej źródła trójgeneracyjnego w danej chwili jest na bieżąco porównywane ze zużyciem energii pierwotnej przy wykorzystaniu energii elektrycznej, ciepła i chłodu z dostępnych źródeł (np. energii elektrycznej z sieci). Jeśli zużycie energii pierwotnej źródła CCHP jest wyższe, źródło jest zatrzymywane;

kryterium ograniczenia emisji CO2 do atmosfery – emisja CO2 przez źródło trójgeneracyjne w danej chwili jest porównywana z emisją CO2 w wypadku wykorzystania energii elektrycznej, ciepła i chłodu z dostępnych źródeł. Jeśli emisja CO2 źródła trójgeneracyjnego jest większa, źródło jest zatrzymywane.

Kong i in. [45], Chicco i Mancarella [49] oraz Abdolahi i Meratizaman [50] wyróżniają szereg dodatkowych kryteriów optymalizacyjnych zależnych od celów stawianych źródłom trójgeneracyjnym – obniżenia kosztów energii zużywanej przez instalację, obniżenia ilości energii kupowanej z sieci itp.

Stosowane strategie pracy źródła są bezpośrednio powiązane z kryteriami optymalizacyjnymi, opracowanymi na podstawie faktycznego zapotrzebowania na media, wymaganego poziomu bezawaryjności, rodzaju i dostępności źródeł rezerwowo-szczytowych oraz wielu innych czynników definiowanych każdorazowo dla konkretnego źródła i jego otoczenia.

Na uwagę zasługuje fakt, że kryteria optymalizacyjne mogą zostać zaimplementowane w postaci algorytmów (np. modeli matematycznych) w razie wyboru konkretnej strategii pracy źródła i mogą się odnosić nie tylko do chwilowych warunków technicznych, ale przede wszystkim uwarunkowań związanych z bezawaryjnością systemu czy otoczeniem ekonomicznym inwestycji.

Czytaj też: Wentylatory – wymagania i oczekiwania dotyczące efektywności >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!
   29.03.2017

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Czym mogą Cię zaskoczyć nowoczesne pompy do wody »

pompy do wody

 



Zadbaj o bezpieczeństwo swoje i swoich pracowników » Szukasz partnera w projektowaniu inżynieryjnym i specjalistycznym? »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go już dziś »

 


Jak projektować instalacje najwyższej jakości »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jakich zabezpieczeń wentylatorów dachowych potrzebujesz »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy klimatyzacja jest zdrowa »

wentylacja

 



Kompendium wiedzy o procesach wymiany ciepła » Czy ogrzewanie może wpływać na nasze zdrowie »
pompy woda powietrze pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Jak dobrze odseparować wodę kanalizacyjna od gruntowej »

studzienka kanalizacyjna

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
7-8/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - WT 2021 dla budynków wielorodzinnych
  • - Klimakonwektory, belki i sufity chłodzące
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl