24. TÁVHŐ VÁNDORGYŰLÉS MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK A FENNTARTHATÓSÁGÉRT
HOGYAN TOVÁBB? TÁVHŐELLÁTÁS GÁZMOTORRAL, ÉS DECENTRALIZÁLT HŐSZIVATTYÚPROGRAMMAL Forrai György (EN-BLOCK Kft.) 2011.09.23.
1
Bevezetés Az előadás témája a távhőellátás jövőképe! Hogyan tehető versenyképesebbé egy új technológia bevezetésével a szolgáltatás, amelynek létesítése és fenntartása költséges? A távhőpiac fogyasztói kevéssé „méltányolják” azokat az energetikai, környezeti, és egyéb előnyöket, amelyek másoknál jelentkeznek, nekik viszont többlet költséget okoznak. Vajon jogos, illetve megváltoztatható e az esetenként a médiában is megjelenő, rosszabb társadalmi megítélése? A továbbiakban olyan, általános megoldást keresünk, amely által a távhőellátás feladatköre, eszköztára, személyi állománya bővülhetne, önállósága növekedhetne, energiafogyasztása és költségei csökkenthetők lennének. Az előadás végül is éppen annyira próbál megoldást keresni, mint amennyire választ szeretne kapni a tisztelt hallgatóságtól! 2011.09.23.
2
Esettanulmányok távhőellátásra A vizsgált változatok elsődlegesen közüzemre (gáz és villamos) alapozottak! Azonban más hőforrások is kedvező ajánlat esetén szintén kiépíthetők, vagy integrálhatók 1. Változat: távhőellátás földgáztüzelésű kazánokkal. 2. Változat: villamos közműre kapcsolt kompresszoros hőszivattyú, mint monovalens hőellátó rendszer. 3. Változat: távhőellátás gázmotor kapcsolt hővel, mint monovalens hőellátó rendszer, áram értékesítéssel. 4 . Változat: távhőellátás gázmotor kapcsolt hővel, hőbázisú (abszorpciós, adszorpciós) hőszivattyúval, mint bivalens hőellátó rendszer áram értékesítéssel 5. Változat: távhőellátás gázmotor kapcsoltan termelt árammal működő kompresszoros hőszivattyúval, és hővel, mint bivalens hőellátó rendszer. 6. Változat: távhőellátás gázmotor kapcsoltan termelt árammal működő kompresszoros, és hőbázisú hőszivattyúval mint multivalens hőellátó rendszer.
1. Változat: Távhőellátás földgáztüzelésű kazánokkal
1. A távhőellátás primer földgáz energia igénye kazánokkal: 120% 2. A névleges kazánteljesítmény : 110%
2. Változat: villamos közműre kapcsolt kompresszoros hőszivattyú
1. Primer földgáz igény földgáztüzelésű erőműből: 135% 2. A névleges hőszivattyú teljesítmény : ~150%
3. Változat: távhőellátás gázmotorral termelt kapcsolt hővel, áram értékesítéssel
1. Primer földgáz igény gázmotoros hőellátásnál, az értékesített áram gázegyenértékét levonva: 220-270=-50% (gázmegtakarítás)
2. A névleges gázmotor hőteljesítmény: 110 %
4. Változat: távhőellátás gázmotorról
hőbázisú hőszivattyúval, áram értékesítéssel
1. Primer földgáz igény gázmotoros hőbázisú hőszivattyúzás esetén az értékesített áram gázegyenértékét levonva: 145-180= -35% (gázmegtakarítás) 1. A névleges gázmotor hőteljesítmény: 70% 3. A névleges abszorber teljesítmény : 100%
5. Változat: távhőellátás gázmotor hővel, és kompresszoros hőszivattyúval
1. Primer földgázigény gázmotoros hőellátás és kompresszoros hőszivattyúzás esetén : 71% 2. A névleges gázmotor hőteljesítmény : 34% 3. A névleges kompresszoros hőszivattyú teljesítmény : 70%
6. Változat: távhőellátás gázmotorról
hőbázisú és kompresszoros hőszivattyúval
1. Primer földgáz igény gázmotoros hőbázisú és kompresszoros hőszivattyúzás esetén : 60% 2. Gázmotor hőteljesítmény
: 30 %
3. Kompresszoros hőszivattyú kondenzátor teljesítmény : 60% 4. Hőbázisú hőszivattyú kondenzátor teljesítménye
: 40%
7. Változat: távhőellátás gázmotorral, hőszivattyúkkal és külső hőforrásokkal
1. Primer földgázigény: a legnagyobb mértékben csökkenthető 2. Berendezés költségek megoszthatók.
Időtartam- hőigény gyakoriság (Tartamdiagram) Kazánhő Abszorberhő Kompresszorhő
90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 Éves óraszám (h)
8501
8001
7501
7001
6501
6001
5501
5001
4501
4001
3501
3001
2501
2001
1501
1001
501
0,00 1
Teljesítmény (%)
100,00
Külső hőmérséklet gyakoriság Egész év; 2009
18
Fűtési idény; 2009 Egész év, Bp. 30 év átlag
16 14 12
8 6 4 2
Külső hőmérséklet oC
40
35
30
25
20
15
10
5
0
-5
-10
-15
0 -20
Gyakoriság (nap)
10
Külső léghőmérséklet lefutása 2009.07.25…27-én tmin:11,0oC; tmax:31,4oC 35 30 25 20 15 10 5
Külső hőmérséklet 1 5 9 13 17 21 1 5 9 13 17 21 1 5 9 13 17 21
0
Hőigény gyakoriság Hőigény- hőmérséklet gyakoriság
7,00
Hőigény gyakoriság: fűtés
6,00
Hőigény gyakoriság F+HMV
5,00 4,00 3,00 2,00 1,00
20
15
10
Külső hőmérséklet oC
5
0
-5
-10
-15
0,00 -20
Hőigény gyakoriság %
8,00
Kompresszoros hőszivattyúzás : 67% : 120%
60,00
50,00
: 69% : 100%
60,00
50,00
Hőigény gyakoriság: fűtés Hőigény gyakoriság F+HMV Fűtési előremenő Fűtési visszatérő KondenzátoroC Elpárologtató Hőnyereség arány 10*COP (l-v)
40,00
40,00
30,00
30,00
20,00
20,00
10,00
10,00 20
20
15
10
5
0
-5
0,00 -10
Külső hőmérséklet oC
-15
15
10
5
0
-5
-10
0,00
-15
Hőm. oC, %
Lokális hőnyereség Erőműi hő
Hőigény gyakoriság: fűtés Hőigény gyakoriság F+HMV Fűtési előremenő Fűtési visszatérő KondenzátoroC Elpárologtató Hőnyereség arány 10*COP (l-v)
Hőm. oC, %
Lokális hőnyereség Erőműi hőigény
-10,00
-20,00
Külső hőmérséklet oC
Hőbázisú hőszivattyúzás hőnyeresége Lokális hőnyereség Gázmotor hőigény
Hőigény gyakoriság: fűtés Hőigény gyakoriság F+HMV Fűtési előremenő Fűtési visszatérő KondenzátoroC Elpárologtató Hőnyereség arány 10*COP (l-v)
: 30% : 77%
60,00
50,00
60,00
50,00
Külső hőmérséklet oC
20
15
10
5
0
-5
20
15
10
5
0
0,00 -5
0,00 -10
10,00
-15
10,00
-10
20,00
Hőm. oC, %
30,00
-15
Hőm. oC, %
20,00
Hőigény gyakoriság: fűtés Hőigény gyakoriság F+HMV Fűtési előremenő Fűtési visszatérő KondenzátoroC Elpárologtató Hőnyereség arány 10*COP (l-v)
: 35% : 72%
40,00
40,00
30,00
Lokális hőnyereség Gázmotor hő
Külső hőmérséklet oC
Kompresszoros hőszivattyúk UNITOP* -50FY
COP-hőmérsékletkülönbség függvény COP
7,00 6,00 5,00 4,00 3,00
dt=tk-tp (K)
2,00 1,00 Hőmérsékletkülönbség tkond-telp (K) 0,00 60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Vaertani (svéd) tengervíz- hőszivattyúk
Hőteljesítmény/db 30 MW Villamos igény/db 8 MW Elpárologtatási hőm: –3 °C Kondenzátor hőm: +82 °C Tengervíz hőm: +2.5/+0.5 °C Távfűtési visszatérő +57 °C Távfűtési előremenő +80 °C Összes hő: 180MW (6db gép) Teljesítmény –határok 10–100%
a
ABszorbciós berendezések
ABszorpciós berendezések adatai (hűtés)
Fűtés-hűtés abszorpciós hőszivattyúval (példa)
1. Kétfokozatú, földgáztüzelésű abszorber, talajszondákkal: COP=2,33 2. Hőteljesítmény: 570 kW
ADszorpciós berendezések
7,5-15 kW (Modul)
NAK: 800- 1850 kW
Adszorpciós berendezés COP diagramja 1,65
COP
1,7
1,6 1,55 1,5 COP14/9 1,45
COP13/8 COP12/7
1,4
COP11/6 COP10/5
1,35
COPátlag
2,30
2,50
2,70
3,10
3,30
3,50
3,70
3,90
4,10
4,30
2,90
(tgen-telp)/(tgen-tkond)
1,3
~~~~~~~~~~ ÁRAMLATOK ~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~
Kellenek KÜLSŐ áramlatok! Sikerük azonban a még ismeretlen BELSŐ áramlatokétól is függ! A kérdőjel rájuk vonatkozik! Hogy milyenek lesznek? Például a távhőellátás?
