coneco - racioenergia - climatherm 2008 vyuŽitie obnoviteĽnÝch zdrojov energie v teplÁrenstve
DESCRIPTION
CONECO - RACIOENERGIA - CLIMATHERM 2008 VYUŽITIE OBNOVITEĽNÝCH ZDROJOV ENERGIE V TEPLÁRENSTVE. VYUŽITIE TEPELNÉHO ČERPADLA V SYSTÉMOCH ZÁSOBOVANIA TEPLOM. Ing. František VRANAY SvF TU V KOŠICIACH [email protected]. 1. vykurovanie. PREHĽAD NÁKLADOV. 2. Chladenie. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
CONECO - RACIOENERGIA - CLIMATHERM 2008
VYUŽITIE OBNOVITEĽNÝCH ZDROJOV ENERGIE V TEPLÁRENSTVE
VYUŽITIE TEPELNÉHO ČERPADLA
V SYSTÉMOCH ZÁSOBOVANIA TEPLOM
Ing. František VRANAY
SvF TU V KOŠ[email protected]
2
POHĽAD NA PREVÁDZKU REÁLNEJ ADMINISTRATÍVNEJ BUDOVY
Prehľad nákladov za energie na prevádzku administratívnej budovy za rok vyjadrené percentuálne = rezervy úspor v prevádzke
57%
0%
38%
5%0%
1
2
3
4
5
vykurovanie .Chladenie .Elektrika .voda, kanál .Plyn .
PREHĽAD NÁKLADOV NA ENERGIE ZA ROK
VY
UŽ
ITIE
TE
PE
LN
ÉH
O Č
ER
PA
DL
A V
S
YS
TÉ
MO
CH
ZÁ
SO
BO
VA
NIA
TE
PL
OM
3
budova, skúmaná miestnosť
Budova – Objekt laboratória Skúmaná miestnosť, kapilárne rohože a radiátory
OBRÁZKY TEPELNÉ ČERPADLO
VY
UŽ
ITIE
TE
PE
LN
ÉH
O Č
ER
PA
DL
A V
S
YS
TÉ
MO
CH
ZÁ
SO
BO
VA
NIA
TE
PL
OM
4
tepelné čerpadlo - 125 kW
Strojovňa s tepelným čerpadlom
VY
UŽ
ITIE
TE
PE
LN
ÉH
O Č
ER
PA
DL
A V
S
YS
TÉ
MO
CH
ZÁ
SO
BO
VA
NIA
TE
PL
OM
5
schéma zásobovania teplom súčasná
Schéma laboratória pre netradičné a obnoviteľné zdroje energie
1 ● VYKUROVANÝ PRIESTOR BUDOVY, 2 ● VYKUROVACIE TELESÁ RADIÁTORY, 3 ● SACIA STUDŇA (zdroj tepla a chladu),
4 ● VSAKOVACIA STUDŇA, 5 ● TEPELNÉ ČERPADLO
(VODA-VODA zdroj tepla), 6 ● DODÁVKA TEPLA NA VYKUROVANIE, 7 ● AKUMULÁTOR TEPLA,
7
3 4
5 6 1 2
2
VY
UŽ
ITIE
TE
PE
LN
ÉH
O Č
ER
PA
DL
A V
S
YS
TÉ
MO
CH
ZÁ
SO
BO
VA
NIA
TE
PL
OM
6
schéma zásobovania teplom navrhovaná
Schéma laboratória pre netradičné a obnoviteľné zdroje energie
1
23
4
4
5
6
7
8 9
1011
1 ● FOTOVOLTICKÉ ČLÁNKY, 2 ● AKUMULÁTOR VYROBENEJ ELEKTRICKEJ ENERGIE, 3 ● SLNEČNÉ KOLEKTORY, 4 ● KAPILÁRNE STROPNÉ VYKUROVANIE – CHLADENIE5 ● DODÁVKA TEPLA NA VYKUROVANIE, 6 ● DODÁVKA CHLADU, 7 ● AKUMULÁTOR TEPLA-CHLADU, 8 ● SACIA STUDŇA (zdroj tepla a chladu), 9 ● VSAKOVACIA STUDŇA, 10 ● TEPELNÉ ČERPADLO (VODA-VODA zdroj tepla), 11 ● TEPLO VYROBANÉ V TEPELNOM ČERPADLE,
VY
UŽ
ITIE
TE
PE
LN
ÉH
O Č
ER
PA
DL
A V
S
YS
TÉ
MO
CH
ZÁ
SO
BO
VA
NIA
TE
PL
OM
7
energetická schéma VYKUROVANIE - CHLADENIE
TEPLO
VYKUROVANIEKAPILÁRNE ROHOŽE
Teplota 35°C
COP = 5,7 - 6,0RADIÁTORY
Teplota 60°C
COP = 3,4 – 3,7
CHLADENIEKAPILÁRNE ROHOŽE
Teplota 17°C
COP = ∞E3
E3
E2E1
13EECOP
VY
UŽ
ITIE
TE
PE
LN
ÉH
O Č
ER
PA
DL
A V
S
YS
TÉ
MO
CH
ZÁ
SO
BO
VA
NIA
TE
PL
OM
8
závislosť výkonu TČ a potreby
ZÁVISLOSŤ VONKAJŠEJ TEPLOTY A VÝKONU (°C -> kW)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
PRIEBEH VONKAJŠÍCH TEPLOT (°C)
PR
IEB
EH
V
ÝK
ON
OV
(k
W)
TČ prebytok
OST potreba
TČ potreba
Priebeh tepelných strát objektu
Priebeh výkonu Tepelného Čerpadla
Závislosť výkonu TČ a tepelných strát objektu od teploty vonkajšieho vzduchu
VY
UŽ
ITIE
TE
PE
LN
ÉH
O Č
ER
PA
DL
A V
S
YS
TÉ
MO
CH
ZÁ
SO
BO
VA
NIA
TE
PL
OM
9
závislosť výkonu TČ a potreby
DODANÁ ENERGIA VZTIAHNUTÁ NA POČETNOSŤ TEPLOT
0
5 000
10 000
15 000
20 000
25 000
30 000
35 000
40 000
45 000
50 000
-15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
PRIEBEH VONKAJŠÍCH TEPLOT (°C)
DO
DA
NÁ
E
NE
RG
IA
(kW
h)
TČ 1 do siete
OST do objektu
TČ 1 do objektu
100%
0%
54%
0%
46%
G1
G2
Priebeh potreby, dodanej energie do AB a potenciál energie na dodávanie do siete pri početnosti dní s príslušnou teplotou vonkajšieho vzduchu.G1 – koláčový graf platný pre režim AB (dodávka tepla z TČ = 98,5%, z OST = 0,5%)G2 – platný pre AB a sieť spolu ( dodávka do AB = 54%, do siete = 46%, z OST = 0,1%)
VY
UŽ
ITIE
TE
PE
LN
ÉH
O Č
ER
PA
DL
A V
S
YS
TÉ
MO
CH
ZÁ
SO
BO
VA
NIA
TE
PL
OM
zásob
ovan
ie e
nerg
ie U
K -
sim
ulá
cia
OBJEKT
TEPELNÉ ČERPADLO
VÝMENNÍK
STUDŇA
VYKUROVANIE 1 x TEPELNÉ ČERPADLO + OST ( RADIÁTORY )POŽADOVANÝ VÝKON 140 kW 1
VYKUROVANÝ OBJEKT HONORSENERGIA NA ÚK 336 512 kWh/rok
Pmax 140 kW 1 211 GJ/rok Pmin 28 kW ENERGIA Z OST 1 139 kWh/rok EÚK 336 512 kWh 4 GJ/rok
1 211 GJ ENERGIA Z TČ 335 373 kWh/rok OST 1 139 kWh 1 207 GJ/rok
4 GJ ENERGIA ELEKTRICKÁ 109 976 kWh/rokTČ 335 373 kWh 396 GJ/rok
1 207 GJČ3 260Č4 333Č5 333
ČERPADLO cirkulačné suma 926P = 0.79 kW P = 0.926 kWčas 3 124 h čas 4500 hEč3 = 2 468 kWh Eč4= 4 167 kWh 6 635 kWh/rok
9 GJ 15 GJ 24 GJ/rok
Čerpadlá cirkulačnéTepelné Čerpadlo č.1 na rozdelovači
Pmax 150 kW Pmin 119 kW
COP 3.67 -
E3 = 335 373 kWh 335 373 kWh/rok1 207 GJ 1 207 GJ/rok
E1 = 91 501 kWh 91 501 kWh/rok329 GJ 329 GJ/rok
E2 = 243 871 kWh 243 871 kWh/rok878 GJ 878 GJ/rok
čas 3 124 hod
11 °C 7 °C
ČERPADLO cirkulačnéP = 0.79 kWčas 3 124 hEč2 = 2 468 kWh 2 468 kWh/rok
9 GJ 9 GJ/rok
12 °C 8 °C
VODA sacia studňat = 12 °CM = 7.00 l/s
25.20 m3/hod78 725 m3/rok
výkon P = 117 kWzisk E2= 243 871 kWh 243 871 kWh/rok
878 GJ 878 GJ/rok
Č1 - ČERPADLO ponornéP = 3.00 kWčas 3 124 hodEč1= 9 372 kWh 9 372 kWh/rok
34 GJ 34 GJ/rok
VARIANTA
CELKOVÁ BILANCIA
ČIASTKOVÁ BILANCIA
3.05 COP
11
priebeh nameraných parametrov TČtypický deň
priebeh činnosti TČ 30.01.2008
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
0:0
0
1:0
0
2:0
0
3:0
0
4:0
0
5:0
0
6:0
0
7:0
0
8:0
0
9:0
0
10
:00
11
:00
12
:00
13
:00
14
:00
15
:00
16
:00
17
:00
18
:00
19
:00
20
:00
21
:00
22
:00
23
:00
0:0
0
čas ( 0 - 24 hod )
tep
loty
(
°C )
studna 2studna 1vymenik 1vymenik 2TC vystupTC vstupUK vstupUK vystup
VY
UŽ
ITIE
TE
PE
LN
ÉH
O Č
ER
PA
DL
A V
S
YS
TÉ
MO
CH
ZÁ
SO
BO
VA
NIA
TE
PL
OM
12
VYKUROVANÝ OBJEKT 1 fáza zrealizované kroky
Zateplenie budovyVýmena okien, zateplenie obvodového plášťa
Hydraulické vyregulovanie vykurovacieho systémuOsadenie termostatických ventilov, osadenie regulátorov diferenčného
tlaku na stúpačky
Zmena spôsobu ohrevu teplej vodyZrušenie cirkulácie teplej vody, ohrev lokálny v prietokových ohrievačoch
Rozdelenie systému zásobovania vodou na pitnú a úžitkovú vodu
Použitie úžitkovej vody na splachovanie WC a upratovanieZmena zdroja vykurovaniePôvodná dodávka tepla z OST sa zmenila na dodávku z TČV
YU
ŽIT
IE T
EP
EL
NÉ
HO
ČE
RP
AD
LA
V
SY
ST
ÉM
OC
H Z
ÁS
OB
OV
AN
IA T
EP
LO
M
13
VYKUROVANÝ OBJEKT 2 fáza plánované kroky – v realizácii
Zefektívnenie prevádzky vykurovania a chladenia priestorov objektu
Osadenie kapilárnych rohoží– vykurovanie chladnejšou vodou 35/30 oproti 60/50 pri klasickom
konvekčnom vykurovaní. Očakávaný nárast COP z 3,5 na 5,5 = nárast efektivity o cca 60%.
– V letnej prevádzke kapiláry sa využijú na chladenie. Využije sa energia vody v studni, doplnková energia potrebná len na pohon cirkulačných čerpadiel
Realizovanie výskumu– Hľadať a overiť vhodný spôsob navrhovania kapilárnych
rohoží vo väzbe na akumuláciu stavby– Výstupom má byť metodika projektového návrhu a aplikácie
kapilárnych rohoží
VY
UŽ
ITIE
TE
PE
LN
ÉH
O Č
ER
PA
DL
A V
S
YS
TÉ
MO
CH
ZÁ
SO
BO
VA
NIA
TE
PL
OM
14
TVORBA CENY ELEKTRICKEJ ENERGIE
VÝPOČET CENY ELEKTRICKEJ ENERGIE VT NTsilová elektrina 2.767 2.207 SK/kWhvariabilná tarifa za distribúciu vrátane prenosu 0.68 0.36 SK/kWhtarifa za prevádzkovanie systému 0.293 0.293 SK/kWhtarifa za systémové služby 0.088 0.088 SK/kWhtarifa za distribučné straty 0.42813 0.42813 SK/kWhCELKOVÁ CENA 4.25613 3.37613 SK/kWh
Pevná zložka tarify za distribúciu 6 750 12 81 000 SK/kWhStála mesačná platba za silovú elektrinu 500 12 6 000 SK/kWh
Pri prevádzke sa použila sadzba BENEFIT - EKO - MAXI
VY
UŽ
ITIE
TE
PE
LN
ÉH
O Č
ER
PA
DL
A V
S
YS
TÉ
MO
CH
ZÁ
SO
BO
VA
NIA
TE
PL
OM
15
TVORBA CENY ELEKTRICKEJ ENERGIE
Pri prevádzke sa použila sadzba BENEFIT - EKO - MAXI
POTREBA ENERGIE NA :
CELKOM VT NT CELKOM VT NT100% 0% 100% 100% 15% 85%100 000 0 100 000 kWh 130 000 19 500 110 500 kWh
360 0 360 GJ 468 70.2 397.8 GJ
cena 0 337 613 cena 82 995 373 062spolu Sk spolu Sk
spolu ÚK + Ostatná spotreba SkPevná zložka tarify za distribúciu SkStála mesačná platba za silovú elektrinu Sk
CELKOM bez DPH SkDPH 19% SkCELKOM Sk
6 000
880 670167 327
1 047 997
337 613 456 057
793 67081 000
VYKUROVANIE Tep. Čerpadlo OSTATNÁ SPOTREBAspotreba spotreba
VY
UŽ
ITIE
TE
PE
LN
ÉH
O Č
ER
PA
DL
A V
S
YS
TÉ
MO
CH
ZÁ
SO
BO
VA
NIA
TE
PL
OM
16
VYHODNOTENIE PREVÁDZKY TEPELNÉHO ČERPADLA
Dodávka z OST + elektro na ostatnú prevádzku Teplo na ÚK = 350 000 kWh = 1 260 GJ * 517 Sk/GJ = 651 420 Sk Elektro = 130 000 kWh * 4,256 Sk/kWh + 87 000 = 640 280 Sk Spolu s DPH = 651 420 + 640 280 = 1 291 700 *1,19 = 1 537 123 Sk Rozdiel nákladov na ÚK a ELEKTRO za rok v prospech Tepelného Čerpadla je: 1 537 123 – 1 047 997 = 489 126 Sk (do prevádzky TČ nie sú zahrnuté odpisy a náklady na údržbu)
VY
UŽ
ITIE
TE
PE
LN
ÉH
O Č
ER
PA
DL
A V
S
YS
TÉ
MO
CH
ZÁ
SO
BO
VA
NIA
TE
PL
OM
17
ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ