ZAŁ NR 12 - ANALIZA ŚRODOWISKOWA

Środowiskowa analiza optymalizacyjno –
porównawcza możliwości wykorzystania systemów
alternatywnych zaopatrzenia w energię i ciepło
Dla budynku Centrum Leczenia Oparzeń Gdańskiego Uniwersytetu
Medycznego – porównanie zasilania z elektrociepłowni z systemem
hybrydowym: kotłowni olejowej i kolektorów słonecznych
Spis treści:
1. Dane budynku
2. Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową
3. Dostępne nośniki energii
4. Warunki przyłączenia do sieci zewnętrznych
5. Opis systemów zapotrzebowania w energię do analizy porównawczej
6. Charakterystyka źródeł energii systemu ogrzewania i wentylacji
7. Charakterystyka źródeł energii systemu przygotowania ciepłej wody
8. Wykresy porównawcze zużycia nośników energii
9. Wskaźniki emisji zanieczyszczeń poszczególnych systemów i nośników energii
10. Emisja zanieczyszczeń poszczególnych systemów w budynku
11. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze emisji zanieczyszczeń (aspekt środowiskowy)
12. Wyniki analizy porównawczej i wybór systemu zapotrzebowania na energię
1. Dane budynku
Budowa Centrum Leczenia Oparzeń Gdańskiego Uniwersytetu
Medycznego w Gdańsku
Nazwa obiektu
ul. Dębinki 7, 80-952 Gdańsk
Adres obiektu
Całość/ część budynku
Całość budynku
Gdański Uniwersytet Medyczny
Nazwa inwestora
ul. M. Skłodowskiej-Curie 3a,
Adres inwestora
Kod, miejscowość
80-210 Gdańsk
Powierzchnia użytkowa o regulowanej
2
temp. (Af, m )
1769,28
2
Powierzchnia zabudowy (Ag, m )
2
Powierzchnia netto (Pn, m )
893
1769,28
2
Powierzchnia użytkowa (Pu, m )
2
Powierzchnia ruchu (Pr, m )
1098,83
603,26
2
Powierzchnia usługowa (Pg, m )
3
Kubatura budynku (V, m )
66,74
7672,00
2. Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową
2.1. Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową dla systemu
ogrzewania i wentylacji
2.1.1. System projektowany
Lp.
Rodzaj paliwa
Udział %
QH,nd [kWh/rok]
1
Ciepło z kogeneracji - węgiel kamienny
100,0
367634,9
2.1.2. System alternatywny
Lp.
Rodzaj paliwa
Udział %
QH,nd [kWh/rok]
1
Paliwo - gaz płynny
100,0
367634,9
2.2. Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową dla systemu
przygotowania ciepłej wody
2.2.1. System projektowany
Lp.
Rodzaj paliwa
Udział %
QW,nd [kWh/rok]
1
Ciepło z kogeneracji - węgiel kamienny
100,0
105620,7
2.2.2. System alternatywny
Lp.
Rodzaj paliwa
Udział %
QW,nd [kWh/rok]
1
Paliwo - olej opałowy
60,0
63372,4
2
Paliwo - Kolektory słoneczne termiczne
40,0
42248,3
3. Dostępne nośniki energii
Dostępnymi nośnikami energii jest energia elektryczna, LPG, oraz paliwa stałe: węgiel
kamienny, drewno, ekogroszek, biomasa, olej opałowy,energia cieplna, energia słońca,
wiatru
4. Warunki przyłączenia do sieci zewnętrznych
Istniejące budynki szpitala podłączone sa do sieci ciepłowniczej, wodociągowej,
kanalizacji sanitarnej i deszczowej
5. Opis systemów zapotrzebowania w energię do analizy porównawczej
Nazwa
systemu
Wariant projektowany
1
System
ogrzewania
TAK, Źródło o udziale procentowym 100,00 % na paliwo Paliwo - olej opałowy, typu
Kotły niskotemperaturowe gazowe lub olejowe z zamkniętą komorą spalania i palnikiem
modulowanym do 120-1200kW o sprawności wytwarzania ηH,g=0,96, Ogrzewanie
wodne z grzejnikami członowymi lub płytowymi z regulacją centralną i
miejscową(zakres P-2K) o sprawności regulacji ηH,e=0,93, C.o. wodne z źródłem w
budynku, z zaizolowanymi przewodami, armaturą i urządzeniami w pom. ogrzewanych
o sprawności przesyłu ηH,d=0,97, Bufor w systemie grzewczym o parametrach 55/45
o
C wewnątrz osłony termicznej budynku o sprawności akumulacji ηH,s=0,97.
2
System
wentylacji
TAK; wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna działająca okresowo o
3
3
3
strumieniach powietrza Vve1=38589,88 m /h, Vve2=208,20 m /h, Vve3=0,00 m /h,
3
Vve4=390,38 m /h.
System
ciepłej wody
TAK, Źródło o udziale procentowym 60,00 % na paliwo Paliwo - olej opałowy, typu Kotły
niskotemperaturowe o mocy ponad 50 kW o sprawności wytwarzania ηW,g=0,90,
Centralne przygotowanie c.w.u., instalacja z cyrkulacją i pełną izolacją przewodów o
sprawności przesyłu ηW,d=0,60, Zasobnik w systemie wg standardu budynku
niskoenergetycznego o sprawności akumulacji ηW,s=0,84, Źródło o udziale
procentowym 40,00 % na paliwo Paliwo - Kolektory słoneczne termiczne, typu Kolektory
słoneczne o sprawności wytwarzania ηW,g=1,00, Centralne przygotowanie c.w.u.,
instalacja z cyrkulacją i pełną izolacją przewodów o sprawności przesyłu ηW,d=0,60,
Zasobnik w systemie wg standardu budynku niskoenergetycznego o sprawności
akumulacji ηW,s=0,84.
Lp.
3
6. Charakterystyka źródeł energii systemu ogrzewania i wentylacji
6.1. Budynek projektowany
Rodzaj paliwa
Udział ηH,tot
Hu
Jedn.
QK,H
Zużycie
Jedn.
%
Ciepło z kogeneracji - węgiel
kamienny
100,0
[kWh/rok]
0,90
1,00
kWh/kWh 406880,0
paliwa B
406880,0
kWh/rok
Zużycie
paliwa B
Jedn.
65810,8
m /rok
6.2. Budynek z alternatywnymi źródłami
Rodzaj paliwa
Udział
ηH,tot
%
Hu
Jedn.
Paliwo - gaz płynny
100,0
6,65
kWh/m 437642,1
0,84
QK,H
[kWh/rok]
3
3
6.3. Porównanie zużycia nośników energii dla budynku projektowanego i źródła
alternatywnego
Wykres porównawczy zużycia nośników energii dla systemu ogrzewania i wentylacji
7. Charakterystyka źródeł energii systemu przygotowania ciepłej wody
7.1. Budynek projektowany
Rodzaj paliwa
Udział
ηW,tot
%
Hu
Jedn.
Ciepło z kogeneracji - węgiel
kamienny
100,0
1,00
kWh/kWh 218296,8
0,48
QK,W
[kWh/rok]
Zużycie
paliwa B
Jedn.
218296,8
kWh/rok
7.2. Budynek z alternatywnymi źródłami
Rodzaj paliwa
Udział
ηW,tot
%
Hu
Jedn.
QK,W
[kWh/rok]
Zużycie
paliwa B
Jedn.
Paliwo - olej opałowy
60,0
0,45
10,08
kWh/l
139710,0
13860,1
l/rok
Paliwo - Kolektory słoneczne
termiczne
40,0
0,50
1,00
kWh/kWh 83826,0
83826,0
kWh/rok
7.3. Porównanie zużycia nośników energii dla budynku projektowanego i źródła
alternatywnego
Wykres porównawczy zużycia nośników energii dla systemu przygotowania ciepłej wody
8. Wykresy porównawcze zużycia nośników energii
Wykres zużycia nośników energii dla wszystkich systemów w budynku projektowanym
Wykres zużycia nośników energii dla wszystkich systemów w budynku ze źródłami
alternatywnymi
Wykres porównawczy zużycia nośników energii dla wszystkich systemów w budynku
9. Wskaźniki emisji zanieczyszczeń poszczególnych systemów i nośników energii
Informacje uzupełniające:...
9.1. Budynek projektowany
System ogrzewania i wentylacji
Rodzaj paliwa
Ciepło z
kogeneracji - węgiel
kamienny
Jedn.
SO2
NOX
CO
CO2
PYŁ
SADZA
B-a-P
kg/kWh 0,000340 0,000770 0,000130 0,372400 0,000130 0,000000 0,000000
System przygotowania ciepłej wody
Rodzaj paliwa
Ciepło z
kogeneracji - węgiel
kamienny
Jedn.
SO2
NOX
CO
CO2
PYŁ
SADZA
B-a-P
kg/kWh 0,000340 0,000770 0,000130 0,372400 0,000130 0,000000 0,000000
9.2. Budynek z alternatywnymi źródłami
System ogrzewania i wentylacji
Rodzaj paliwa
Paliwo - gaz
płynny
Jedn.
3
kg/m
SO2
NOX
CO
0,000000 0,000000 0,000000
CO2
0,000000
PYŁ
SADZA
B-a-P
0,000000 0,000000 0,000000
System przygotowania ciepłej wody
Rodzaj paliwa
Paliwo - olej
opałowy
Jedn.
3
kg/m
SO2
NOX
CO
CO2
PYŁ
SADZA
B-a-P
8,550000 5,000000 0,600000 1650,000000 1,800000 0,000000 0,000000
Paliwo - Kolektory
słoneczne
kg/kWh 0,000000 0,000000 0,000000
termiczne
0,000000
0,000000 0,000000 0,000000
10. Emisja zanieczyszczeń poszczególnych systemów w budynku
10.1. Budynek projektowany
System
Jedn.
SO2
NOX
CO
CO2
PYŁ
SADZA
B-a-P
System
ogrzewania i
wentylacji
kg/rok
138,3392 313,2976 52,8944 151522,1165 52,8944
0,0000
0,0000
System
przygotowania
ciepłej wody
kg/rok
74,2209 168,0886 28,3786
Całkowita emisja
w budynku
Jedn.
kg/rok
SO2
NOX
CO
81293,7365
28,3786
0,0000
0,0000
CO2
PYŁ
SADZA
B-a-P
0,0000
0,0000
212,5601 481,3862 81,2730 232815,8530 81,2730
10.2. Budynek z alternatywnymi źródłami
System
Jedn.
SO2
NOX
CO
CO2
PYŁ
SADZA
B-a-P
System ogrzewania
i wentylacji
kg/rok
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
System
przygotowania
ciepłej wody
kg/rok
118,5040 69,3006
8,3161
22869,1909 24,9482
0,0000
0,0000
SADZA
B-a-P
0,0000
0,0000
Całkowita emisja
w budynku
Jedn.
kg/rok
SO2
NOX
118,5040 69,3006
CO
8,3161
CO2
PYŁ
22869,1909 24,9482
11. Bezpośredni efekt ekologiczny
11.1. Tabela bezpośredniego efektu ekologicznego
Emitowane
zanieczyszczenie
Budynek
projektowany
[kg/rok]
Budynek z
Efekt
alternatywnymi
ekologiczny[kg/rok]
źródłami [kg/rok]
Redukcja emisji
[%]
SO2
212,560124
118,503989
94,056134
44,25
NOX
481,386162
69,300578
412,085584
85,60
CO
81,272988
8,316069
72,956919
89,77
CO2
232815,852980
22869,190880
209946,662100
90,18
PYŁ
81,272988
24,948208
56,324780
69,30
SADZA
0,000000
0,000000
0,000000
...
B-a-P
0,000000
0,000000
0,000000
...
11.2. Wykresy bezpośredniego efektu ekologicznego
12. Wyniki analizy porównawczej i wybór systemu zaopatrzenia w energię
12.1. Obliczenia współczynników toksyczności
Wartości współczynnika toksyczności zanieczyszczeń obliczono w oparciu o Rozporządzenie
Ministerstwa Środowiska z dnia 26.01.2010 r. w sprawie wartości odniesienia dla niektórych
substancji w powietrzu(Dz.U. nr 87/2010 poz.16).
KSO2 = eSO2/et = 20/20 mg/m3 = 1,00
KNOx = eSO2/et = 20/40 mg/m3 = 0,50
KCO = eSO2/et = brak wymagań
KCO2 = eSO2/et = brak wymagań
KPYŁ = eSO2/et = 20/40 mg/m3 = 0,50
KSADZA = eSO2/et = 20/8 mg/m3 = 2,50
KB-a-P = eSO2/et = 20/0,001 mg/m3 = 20000,00
12.2. Tabela emisji równoważnej
Współczynnik
Emitowane
toksyczności
zanieczyszczenie
K
Emisja Budynek
projektowany
[kg/rok]
Emisja
Emisja Emisja
równoważna Budynek z
równoważna Budynek z
alternatywnymi
Budynek
alternatywnymi
źródłami
projektowany
źródłami
[kg/rok]
[kg/rok]
[kg/rok]
SO2
1,00
212,560124
118,503989
212,560124
118,503989
NOX
0,50
481,386162
69,300578
240,693081
34,650289
PYŁ
0,50
81,272988
24,948208
40,636494
12,474104
SADZA
2,50
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
20000,00
0,000000
0,000000
0,000000
0,000000
493,889699
165,628382
B-a-P
Łączna emisja równoważna
12.3. Wykres emisji równoważnej
12.4. Wybór systemu
Na podstawie powyższej analizy środowiskowej wariantem optymalnym jest
wariant alternatywny. Efekt środowiskowy wyrażony w emisji równoważnej jest o 66,5%
korzystniejszym niż wariant projektowany. Jednak z uwagi na uwarunkowania
ekonomiczne zdecydowano wykorzystać istniejący węzeł cieplny, który zasilany jest z
Kogeneracji – Elektrociepłowni Wybrzeże w Gdańsku.