28.10.2013
Kogenerace s parním strojem
Parní motor PM–VS je objemový parní stroj sestávající
z bloku motoru, válc , píst šoupátkového rozvodu.
Parní stroj je spojen s generátorem elektrické energie. Parní stroj i generátor je umíst n na spole ném rámu konstrukci, která je využita i pro další p íslušenství motoru.
Provoz parního motoru je bezobslužný
Kogenerace s parním strojem
Uplatn ní lze hledat ve v tšin st edotlakých parních kotelen p i: redukci páry využití okamžitého p ebyte ného výkonu kotelny cílové výrob elektrické energie.
Kogenerace s parním strojem
Kogenerace s parním strojem
Limity parního motoru
Kogenerace s parním strojem
Za dostate ný tlakový spád lze ješt považovat rozdíl vstupního a výstupního tlaku 0,3 MPa. Maximální vstupní tlak pro parní motor je 1,9 MPa abs. Maximální teplota vstupní páry je 260°C. Množství b žn zpracovatelné páry v jednom motoru je v rozsahu 0,8–3t/h.
1
28.10.2013
P íklad zapojení parního motoru LEGENDA: 1. Parní motor 2. Generátor 3. Uzavírací armatura 4. Regula ní armatura 5. Zdroj páry 6. Parní spot ebi e 7. Vým ník 8. Teplovodní spot ebi e 9. Reduk ní ventil A - Neredukovaná pára B - Parní topný systém C - Teplovodní topný systém
Za ízení na bázi ORC
ORC = organický Rankin v ob h p vodn ur en pro nízkoteplotní aplikace pracovním médiem jsou organické látky na bázi
chladiv silikonových olej
volbou vhodného pracovního média lze posunout pracovní teplotu až k hranici 350 °C a teplo získávat spalováním biomasy pracovní médium nelze oh ívat p ímo v kotli spalujícím biomasu – nutno vložit termoolejový okruh
Za ízení na bázi ORC
výhody ORC
Za ízení na bázi ORC
malé skupenské teplo pracovního média nižší tlak (10bar) a teplota (350°C) v celém ob hu vyšší životnost za ízení nižší otá ky turbíny umož ují p ímý pohon generátoru možnost vysokého stupn rekuperace tepla expanze kon í v oblasti p eh áté páry - minimální eroze lopatek turbíny velký regula ní rozsah (cca 20 až 100% jmenovitého výkonu) pom rn vysoká ú innost i p i nízkých výkonech – vyšší než u parního ob hu
nevýhody ORC
drahé a nebezpe né pracovní médium vysoká investi ní náro nost
Za ízení na bázi ORC
ORC jednotka
2
28.10.2013
Soustavy s alternativními zdroji
Termoolejový kotel – vým níková ást
Zapojení tepelných erpadel
tepelná erpadla odebírají teplo z okolí a p ívodem energie (elektrické nebo tepelné) je p evád jí (p e erpávají) na vyšší teplotní úrove teoretický topný faktor = pom r p ivád ného a tepelným erpadlem dodávaného tepla
Qo teplo odebírané z okolí Qp tepelný ekvivalent p ivád né energie Qt = Qo - Qp teplo dodávané tepelným erpadlem
Možnosti získávání nízkopotenciálního tepla pro použití T ve vytáp ní
Princip kompresorového tepelného erpadla
SYSTÉM VODA-VODA
Požadavky pro instalaci: dv studny s dostate nou vzdáleností vhodné chemické složení erpané vody minimální celoro ní teplota vody +8 °C dostate ný pr tok vody ov ený minimáln trnáctidenní erpací zkouškou povolení vycházející z platné legislativy
povolení vycházející ze zákona o nakládání s vodami, stavební povolen povolení eského bá ského ú adu
Výhody: stálý výkon tepelného erpadla p íznivý topný faktor nízká po izovací cena Nevýhody: složité technické ešení závislost na množství podzemní vody nebezpe í vy erpání studny p ísné nároky na složení, tepl. a množství vody vyšší nároky na údržbu v p ípad neodborného provedení hrozí narušení ekologické rovnováhy podzemních vod
SYSTÉM ZEM -VODA
Požadavky pro instalaci: zemní kolektor
plošný (horizontální) nebo hloubkový (vertikální)
povolení vycházející z platné legislativy
povolení vycházející ze zákona o nakládání s vodami, stavební povolení a povolení eského bá ského ú adu
Výhody: stálý výkon tepelného erpadla Nevýhody: vysoké po izovací náklady (cena se navyšuje o zemní práce) vysoké nároky na technické ešení kolektoru teplota primárního okruhu - vertikální kolektor cca 0 °C, horizontální kolektor, cca -3 °C nutnost regenerace kolektoru, tj. odstávka tepelného erpadla (v letním období nelze oh ívat teplou užitkovou a bazénovou vodu) požadavek velkého prostoru pro kolektor vliv na vegetaci na povrchu kolektoru
3
28.10.2013
PROVOZNÍ REŽIMY TEPELNÉHO ERPADLA
SYSTÉM VZDUCH-VODA Požadavky pro instalaci: minimální (základ pod výparník p i venkovním provedení nebo prostupy zdí a zajišt ní odvodu kondenzátu p i vnit ním provedení)
u systému vzduch – voda p ichází v úvahu Monovalentní provoz - tepelné erpadlo je jediným zdrojem tepla Alternativn -bivalentní provoz - tepelné erpadlo pracuje pouze po ást topné sezóny, p i nejv tších mrazech je odstaveno a teplo pak dodává další zdroj (kotel). Paraleln -bivalentní provoz - tepelné erpadlo pracuje po celou topnou sezónu, p i nejnižších teplotách se p ipojí se další zdroj tepla (kotel) a oba zdroje pracují sou asn . áste n paraleln -bivalentní provoz - tepelné erpadlo pracuje pouze po ást topné sezóny, p i nejv tších mrazech je odstaveno. Teplo pak dodává další zdroj (kotel). P ed odstavením pracují oba zdroje jistou dobu spole n .
Výhody: snadná instalace nízká po izovací cena možný celoro ní provoz s efektivním využitím pro p ípravu teplé užitk. vody a vody v bazénu nižší topný faktor v zimních m sících je kompenzován velmi vysokým topným faktorem v p echodném období pr m. teplota vzduchu v topném období +3 °C nenarušují teplotní rovnováhu okolí
Nevýhody: závislost topného výkonu na teplot venkovního vzduchu
Monovalentní provoz vhodný zvlášt pro nízkoteplotní vytáp cí soustavy s teplotou otopné vody do 60 °C.
Alternativn -bivalentní provoz vhodný pro otopné soustavy vyžadující teplotu otopné vody do 90 °C.
Paraleln -bivalentní provoz
áste n paraleln bivalentní provoz
Centrální zásobování chladem
Centralizované zásobování chladem s absorp ním chlazením (CZCH) m že být vhodným dopl kem teplárenských soustav,
vyrovnává letní propad pot eby tepla. zv tšuje se dodávka tepla i výroba elekt iny. zlepšuje se pr m rné vytížení a ú innost za ízení
Dv možné koncepce CZCH: a) úst ední chladicí stanice s absorp ními chladicími agregáty zvláštní rozvod chladicího media do chladem zásobovaných objekt . Chladicím mediem je voda ochlazená na cca 4-5°C, která se vrací oteplená na 10 až 11°C.
Výhody: levn jší chladicí stanice Nevýhody: zvláštní rozvod chladící vody, náro n jší plánovací p íprava pr zkum pot eby chladu
b) decentralizovan umíst né absorp ní chladicí agregáty v jednotlivých zásobovaných objektech, pro jejich provoz se dodává teplo normální tepelnou sítí, podmínkou je dostate ná teplota teplonosné látky.
Výhody: odpadá rozvod chladicí vody, odb ratele chladu lze p ipojovat kdekoliv bez zvláštního pr zkumu Nevýhody: p i stejné pot eb chladu vyšší celkové (sou tové) náklady na chladicí agregáty.
p edpokládaný r st cen energií je 7% za rok.
4
28.10.2013
Absorp ní chladící za ízení
Princip innosti
chladivo nasávané z výparníku je nejprve v absorbéru „nasáto“ a „rozpušt no“ ve vhodné absorp ní kapalin v kondenzátoru je z absorp ní kapaliny op t vypuzeno dá se hovo it o „chemickém kompresoru". teplo je p ímo p em ováno na chlad
Jsou zde dva okruhy:
rozpoušt dlo mezi absorbérem a desorbérem, chladivo mezi desorbérem, kondenzátorem, výparníkem a absorbérem.
oba proudy obohaceného a ochuzeného roztoku jsou vedeny do protiproudého vým níku tepla, aby byl studený koncentrovaný roztok p edeh át.
Pracovní cyklus absorp ního chladícího za ízení
Schéma funkce absorp ního chladícího za ízení
Trigenerace
Schéma trigenerace
kombinovaná výroba elekt iny, tepla a chladu umož uje
absorbér opouští chladivém obohacený roztok roztok je erpadlem dopravován do desorbéru (generátoru) p ívodem tepla se zde chladivo z roztoku vylou í chladivo se v navazujícím kondenzátoru chladicí vodou zkapalní zbývá z ed ný absorp ní roztok, který proudí op t do absorbéru zde je rozst ikován p es trubky, jimiž proudí chladící voda, aby byl absorbovaným parám chladiva poskytnut velký absorp ní povrch uvoln né výparné teplo se p i tom odevzdává chladicí vod , která protéká trubkami.
využít teplo z KJ i v lét , mimo topnou sezónu, a tím dosáhnout zvýšení ro ního využití snížit náklady za chlazení pomocí kompresorového chladi e, který je pohán n elekt inou.
vyrobený chlad je využit
pro klimatizaci v hotelích, administrativních a obchodních centrech, nemocnicích, sportovních halách atd. v pr myslu ( až do – 60°C).
5
