docStreszczenie Abstract 1. Wstęp - Archiwum Gospodarki Odpadami i
download 
Reklamacja Transkrypt
Streszczenie Abstract 1. Wstęp - Archiwum Gospodarki Odpadami i
Archives of Waste Management Archiwum Gospodarki Odpadami and Environmental Protection http://ago.helion.pl ISSN 1733-4381, Vol. 11 (2009), Issue 3, p-63-74 Przegląd tendencji w zakresie wytwarzania wody lodowej w systemie trójgeneracji Schroeder A1., Łach J.2, Poskrobko S.3 Elektrociepłownia Białystok S.A., 2 Politechnika Radomska, Wydział Mechaniczny, 3 Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny 1 Streszczenie W niniejszej pracy dokonano wybiórczego przeglądu dotychczasowych rozwiązań technicznych wytwarzania wody lodowej w zcentralizowanym i rozproszonym systemie trójgeneracji. Najpierw uwypuklono przyczyny, które przemawiają za rozwojem skojarzonej produkcji ciepła, energii elektrycznej i chłodu dla potrzeb klimatyzacji, a następnie – zalety i wady poszczególnych systemów trójgeneracyjnych. Zasadniczą część pracy poświęcono prezentacji i zwięzłej analizie wybranych rozwiązań technologicznych. Abstract Technology of ice water production in tri-generation systems – a current state review This paper presents a review of some hitherto existing engineering solutions of ice water production in both centralized and decentralized systems of tri-generation. In the first place, the attention has been paid on reasons for which associated cold production for aircondition purposes can be treated as the manner of the solution of many very important problems. The following considerations are devoted to presentation of both advantages and disadvantages of individual tri-generation systems. The basic part of the work is intended to describe choosen technological solutions. 1. Wstęp Elektrociepłownie miejskie odczuwają – postępujące w ostatnich latach – wyraźne obniżenie popytu ze strony odbiorców zarówno indywidualnych jak i przemysłowych na tzw. ciepło zdalaczynne przesyłane siecią ciepłowniczą. Zmniejszenie produkcji ciepła w elektrociepłowniach sprawia, że równocześnie następuje spadek sprzedaży produkowanej energii elektrycznej, który istotnie wpływa na: zmniejszenie rocznego czasu wykorzystania mocy produkcyjnej zainstalowanych bloków energetycznych, obniżenie współczynnika sprawności energetycznej brutto i rentowności. Szczególnie niekorzystna sytuacja rynkowa, a więc drastyczne zmniejszenie się zapotrzebowania na ciepło, ma miejsce w okresach letnich. Tendencję tę odnotowano np. w EC Białystok gdzie np. w 1990 roku produkcja ciepła w wodzie sieciowej wynosiła 5 700 830 GJ, a w 2005 - 3 782 407 GJ. 64 Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, vol. 11 nr 3(2009) W związku z tym wyzwaniem, Elektrociepłownia – jako scentralizowane źródło ciepła – zamierza rozszerzyć swoją ofertę rynkową w zakresie dostaw wody lodowej wytwarzanej w systemie trójgeneracji. Zwiększy to obciążenie istniejących bloków energetycznych w okresie letnim, a więc przyczyni się do poprawy sprawności brutto i zarazem przyczyni się do zmniejszenia emisji CO2 do atmosfery. Ta racjonalność ekonomiczna i ekologiczna – podnoszona np. w [1] – wiąże się przede wszystkim z możliwością wykorzystania energii napędowej zawartej w takich nośnikach typowych dla elektrociepłowni lub ciepłowni, jak niskoparametrowa (technologiczna) para wodna lub gorąca woda (w tym woda z miejskich systemów ciepłowniczych), których koszt jest nieznaczny w porównaniu z kosztami energii elektrycznej. 2. Klasyfikacja systemów trójgeneracyjnych Odnotujmy, że wyróżnia się dwa podstawowe warianty układów trójgeneracyjnych [1, 2, 3]: (1).system zcentralizowany, w którym: ciepło, energia elektryczna i chłód (woda lodowa) wytwarzane są w elektrociepłowni i następnie przesyłane do odbiorców za pomocą systemu rozdzielczego (sieci przesyłowych); (2).system zdecentralizowany (rozproszony), w którym węzły cieplno-chłodnicze lub centrale chłodnicze zainstalowane są w obiektach ogrzewanych bądź klimatyzowanych i zasilane w energię przez elektrociepłownię bądź ciepłownię. W pierwszym wariancie ma się do czynienia z zasilaniem warników chłodziarek absorpcyjnych o dużej mocy ciepłem grzejnym, którego nośnikiem może być niskoprężna para upustowa lub wylotowa z turbiny bądź woda grzejna podgrzana do odpowiedniej temperatury, nie koniecznie tożsamej z temperaturą wody sieciowej. W rozwiązaniu tym nie ma więc potrzeby podwyższania temperatury wody w sieci ciepłowniczej. Podstawowe zalety produkcji chłodu (wody lodowej) w systemie zcentralizowanym, to: możliwość obniżenia nakładów inwestycyjnych na agregaty absorpcyjne i uzyskania wysokich wartości współczynnika wydajności chłodniczej COP, niewielkie (praktycznie pomijalne) straty przesyłu ciepła grzejnego, dostęp do czynnika o odpowiednio niskiej temperaturze (np. wody ruchowej w elektrociepłowni) do chłodzenia absorbera i skraplacza, a także możliwość zapewnienia fachowej eksploatacji instalacji przez wykwalifikowaną obsługę. Natomiast wady, to: rozbiór dużych wydatków wody lodowej (sieci rozdzielcze), konieczność budowy dość kosztownej, odrębnej sieci do przesyłu nośnika chłodu i zużycie energii na jego pompowanie. Znany jest pogląd, oparty na przesłankach natury ekonomicznej, że zcentralizowany system trójgeneracyjny wymaga dużej gęstości zapotrzebowania na chłód. Ideę systemu trójgeneracyjnego jako skojarzonej gospodarki cieplno-energetyczno-chłodniczej przedstawiono w literaturze [4, 5, 6, 7, 8]. W przypadku systemów trójgeneracyjnych pracujących w układzie zdecentralizowanym (rozproszonym) można mieć do czynienia z dwoma rozwiązaniami: (1) wytwarzaniem ciepła sieciowego i energii elektrycznej w elektrociepłowni oraz produkcją wody lodowej w absorpcyjnych centralach chłodu (AAC) usytuowanych w odrębnych budynkach poza terenem elektrociepłowni, ale w miarę blisko odbiorców; (2) wytwarzaniem ciepła sieciowego i energii elektrycznej w elektrociepłowni oraz produkcją wody lodowej bezpośrednio u odbiorcy chłodu, tj. w indywidualnej centrali chłodniczej. Niezależnie od wariantu, agregaty absorpcyjne zasilane są wodą sieciową z rurociągów ciepłowniczych. W Archives of Waste Management and Environmental Protection, vol. 11 issue 3 (2009) 65 pierwszym z nich ogranicza się długość kosztownej sieci wody lodowej, ale konieczna staje się budowa wież chłodniczych, a w drugim – eliminuje się niemal w ogóle konieczność przesyłania wody lodowej, jako że węzły cieplno-chłodnicze, zasilane ciepłem sieciowym, zlokalizowane są bezpośrednio u odbiorcy chłodu. To ostatnie rozwiązanie – dla budynku IMP PAN w Gdańsku – zaproponowano w [3]. Przyjęto, że: (1) temperatura wody gorącej zasilającej warnik będzie wynosić: na wlocie – 800C a na wylocie - 65÷700C; (2) temperatura wody lodowej będzie równa 60C. Natomiast w [5] przeanalizowano sposób współpracy elektrociepłowni z centralą chłodniczą, wyposażoną w agregaty absorpcyjne i szczytowe agregaty sprężarkowe. Zalety układów trójgeneracyjnych pracujących w układzie rozproszonym, to niewątpliwie: zwiększenie stopnia wykorzystania zdolności przesyłowych sieci cieplnych (tj. dociążenie systemu ciepłowniczego w lecie) i zmniejszone – w porównaniu do systemów zcentralizowanych – nakłady na budowę tylko lokalnej sieci wody lodowej (w przypadku absorpcyjnych central chłodu AAC). 3. Przegląd rozwiązań w systemie trójgeneracji technologicznych wytwarzania wody lodowej Pierwszego wdrożenia układu trójgeneracyjnego z zastosowaniem bromolitowej wytwornicy wody lodowej, które można uznać za rozwiązanie pilotażowe w Polsce – rys.3.1 [9, 10], dokonano w Zespole Elektrociepłowni SA Dalkia Poznań w 2003 roku. Skala przedsięwzięcia, u którego podstaw legły – jak się podaje – liczne awarie i wysokie koszty remontów freonowych instalacji chłodniczych – nie jest jednak wielka, a to z uwagi na fakt, że instalacja chłodnicza wykorzystywana jest tylko na potrzeby własne. Zainstalowana moc chłodnicza jest więc niewielka i wynosi 545kW. Para o temperaturze 1300C i ciśnieniu 0,11 – 0,12MPa do zasilania warnika jest pobierana z upustu turbiny ciepłowniczej, a kondensat z warnika zawracany jest do obiegu kondensatu w elektrociepłowni. Instalacja chłodziarki bromolitowej wyposażona jest w dwa regeneracyjne wymienniki ciepła. Pierwszy z nich pracuje w układzie regeneracji cieplnej roztworu woda - bromek litu (absorber - warnik), drugi - w układzie wodnym parownik skraplacz. Czynnik chłodniczy (para wodna) po wyjściu ze skraplacza chłodzony jest w drugim wymienniku regeneracyjnym skraplacz-parownik, a następnie - zgodnie z obiegiem termodynamicznym chłodziarki - kierowany do absorbera. Temperatura wody lodowej na wyjściu z parownika wynosi 4,50C, zaś wody powrotnej około 9,50C. Warnik zasilany jest parą o temperaturze 1300C. Natomiast temperatura wody chłodzącej absorber zmienia się, jak wynika z [9], w szerokim zakresie, albowiem od 70C do 350C, co może wywoływać nierównomierną pracę poszczególnych aparatów (absorbera, skraplacza, desorbera). Niestabilność ich pracy powoduje zaś nierównomierny uzysk po stronie mocy chłodniczej, przy czym wzrost temperatury chłodzenia absorbera do około 350C przekłada się na spadek współczynnika efektywności chłodniczej agregatu COP, co z kolei odbija się na rentowności instalacji, ponieważ obniża jej wydajność chłodniczą. Dyskusyjna jest również wartość dolnej temperatury wody chłodzącej 70C podawanej do chłodzenia absorbera. Problem polega na tym, że w zasadzie spełnia ona wymogi temperaturowe wody lodowej, w związku z czym pojawia się pytanie, czy nie lepiej skierować strumień wody o temperaturze 7÷100C bezpośrednio do instalacji klimatyzacyjnej z pominięciem wytwornicy, co w szczególności może być uzasadnione wtedy, gdy zasilana jest niewielka wewnątrzzakładowa sieć klimatyzacyjna. W [9] nie podano jednak skutków wynikających 66 Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, vol. 11 nr 3(2009) z dużych zmian temperatury wody chłodzącej absorber. Znaczy to, iż instalacja nie jest jeszcze wystarczająco rozpoznana. Wyjaśnienia wymaga np. fakt, dlaczego nie wspomina się o perturbacjach w funkcjonowaniu agregatu w związku z wystąpieniem zjawiska krystalizacji. Wydaje się bowiem, że nie sposób uniknąć powstawania hydratów przy tak niskich temperaturach wody chłodzącej. Ponadto, czy nie wiadomo, czy sprawnie funkcjonowała aparatura kontrolno-pomiarowa, która powinna uchronić agregat przed krystalizacją. Interesującym przykładem jest oryginalne rozwiązanie zaopatrzenia obiektów Forum 2004 w Barcelonie w ciepło i chłód wytwarzane w scentralizowanym układzie trójgeneracyjnym w elektrociepłowni TERSA [11] i przesyłane sieciowym systemem ciepłowniczym (rys.3.2). Aktualnie strumień ciepła grzejnego i na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej wynosi 10642kW, a dla celów klimatyzacji – 23373kW. W 2010 roku planuje się zwiększenie mocy cieplnej do 18701kW a mocy chłodniczej do 33373kW. W celu sprostania zapotrzebowaniu na ciepło i chłód, elektrociepłownia stanie się integralnym elementem systemu utylizacji odpadów. W zależności od ilości energii dyspozycyjnej, zmagazynowanej w zbiornikach akumulacyjnych, można wykorzystać do 30t/h niskoparametrowej pary pod ciśnieniem 0,8 MPa. Jeśli chodzi o wytwarzanie wody lodowej, to para zasila zespół czterech bromolitowych agregatów absorpcyjnych, z których każdy ma moc chłodniczą równą 4,5 MW. Instalacja do wytwarzania chłodu jest wyposażona w zbiorniki akumulacyjne wody lodowej o pojemności całkowitej 5000 m3. Ciepło jest wytwarzane w wymienniku ciepła typu para/woda o mocy 1 MW, przy czym woda o temperaturze 900C zasila sieć ciepłowniczą. W układzie znajduje się także wymiennik ciepła typu woda/woda o mocy 1794kW w celu wykorzystania ciepła skroplonej pary powracającej z agregatów absorpcyjnych przed jej wejściem do obiegu kondensatu. Kocioł, opalany gazem ziemnym, ma wydajność pary równą 30t/h o ciśnieniu 0,8MPa. Wytwarzanie chłodu wspomagają trzy dodatkowe agregaty, każdy o mocy chłodniczej 4MW. Archives of Waste Management and Environmental Protection, vol. 11 issue 3 (2009) 67 Rys.3.1. Schemat cieplno-przepływowy instalacji trójgeneracji w Dalkia Poznań ZEC S.A.: 1 - kocioł parowy, 2 - turbina, 3 - skraplacz, 4 - zespół absorber-desorber bromolitowego agregatu chłodniczego, 5 - parownik agregatu, 6 - regeneracyjny wymiennik ciepła parownik/warnik, 7 - skraplacz, 8 - sieć zasilająca odbiorniki wody lodowej, 9 – generator W 2003 roku w fabryce samochodów Magna-Steyer Graz-Thondorf w Austrii uruchomiono dwie mikroturbiny gazowe o mocy cieplnej około 155kW i elektrycznej około 115kW [12]. Wkrótce zamontowano tam także absorpcyjny agregat bromolitowy i w ten sposób powstała instalacja, będąca pierwszym w Austrii pilotażowym układem trójgeneracyjnym. System – rys.3.3 [12] – składa się więc z dwóch mikroturbin gazowych i absorpcyjnego agregatu chłodniczego. W okresie letnim doprowadza się ciepło do warnika chłodniczego agregatu absorpcyjnego, przy czym rozdział przepływu na obiegi ciepłej wody odbywa się za pomocą wymiennika ciepła. Chłód w postaci wody lodowej kierowany jest do niewielkiej ilości odbiorców zewnętrznych oraz do chłodzenia rozdzielni elektrociepłowni, klimatyzacji dyspozytorni oraz schładzania powietrza przeznaczonego do chłodzenia mikroturbiny, co w okresie letnim znacznie poprawia jej sprawność elektryczną. Natomiast wytworzone ciepło zasila w sposób ciągły miejską sieć cieplną, co znacznie zwiększa efektywność elektrociepłowni. Dyspozycyjność instalacji wyniosła 95%. Dane techniczne instalacji: (1).mikroturbina gazowa (T100-2, Fa, Turbec AB, Szwecja): paliwo – gaz ziemny, stopień sprężania 4,5:1, temperatura na wejściu do turbiny – 9500C, nominalna prędkość obrotowa – 70000min-1, moc elektryczna – 115kW, moc cieplna – maks. 160kW, sprawność elektryczna netto – maks. 31%, wykorzystanie paliwa – maks. 81%; (2).bromolitowy absorpcyjny agregat chłodniczy: producent – WFC 10, Yazaki-York: moc chłodnicza – 46kW, współczynnik efektywności chłodniczej COP –0,73. Istotnym argumentem praktycznym jest czas serwisowania instalacji wynoszący rocznie tylko około 12 godzin. 68 Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, vol. 11 nr 3(2009) Rysunek 3.2. Schemat systemu trójgeneracji w elektrociepłowni TERSA: 1 - budynek, wymienniki dla gorącej i zimnej wody, 2 - zespół kotłów, 3 - turbina, 4 - kocioł parowy (30t pary/h, 8bar), 5 - zbiornik kondensatu, 6 - absorpcyjny bromolitowy agregat chłodniczy, 7 - zbiornik wody lodowej, 8 - blok chłodniczy, 9 - wymiennik ciepła para/woda, 10 - zbiornik gorącej wody, 11 - kocioł opalany gazem ziemnym. Rysunek 3.3. Schemat trójgeneracji z mikroturbiną gazową: 1 - mikroturbina gazowa, 2 kocioł szczytowy, 3 - podgrzewacz powietrza, 4, 5 – kotły odzyskowe, 6 - chłodnia wody chłodzącej absorber bromolitowego agregatu chłodniczego, 7 - agregat absorpcyjny, 8, 9 rekuperatory w dyspozytorni instalacji klimatyzacyjnej, 10 - rozdzielacz wody lodowej zasilającej, 11 - rozdzielacz wody lodowej powrotnej, 12 - wymiennik ciepła, 13 - turbina gazowa. Archives of Waste Management and Environmental Protection, vol. 11 issue 3 (2009) 69 Jedną z pierwszych w Europie, pilotażową instalację chłodniczą w tzw. systemie rozproszonym z zastosowaniem bromolitowego absorpcyjnego agregatu chłodniczego uruchomiono w 1999 roku w Kopenhadze [13]. Instalacja – o maksymalnej wydajności chłodniczej 1200kW – pracuje na potrzeby klimatyzacji biurowca Egmont oraz budynków administracyjnych Copenhagen Energy. Agregat chłodniczy został zainstalowany w podpiwniczeniu biurowca. Schemat instalacji przedstawiono na rys.3.4 [13]. Rysunek 3.4. Schemat instalacji wytwarzania i dystrybucji wody lodowej w biurowcu Egmont: 1 - chłodnia wentylatorowa wody chłodzącej absorber, 2 - absorpcyjny bromolitowy agregat chłodniczy, 3 - wymiennik ciepła para/woda, 4, 5- chłodziarka sprężarkowa. W [13] szczegółowo opisano rozruch i eksploatację agregatu, która przebiega płynnie do poziomu równego 10% maksymalnej wydajności chłodniczej. Podkreślono, że kluczowe sprawy, to: wytworzenie i utrzymanie zadanej próżni oraz ryzyko krystalizacji w przypadku dużej koncentracji bromku litu i niskiej temperatury roztworu. Warnik chłodziarki zasilany jest gorącą wodą o temperaturze 900C z wymiennika ciepła para/woda. Absorber schładzano wodą z wieży chłodniczej. W USA najczęściej eksploatowane są centrale chłodnicze pracujące w systemie rozproszonym [14]. W wielu przypadkach są w nich stosowane układy sprężarkowe. Siłownie tych central wytwarzają energię elektryczną wyłącznie na potrzeby urządzeń chłodniczych. Taka koncepcja systemów chłodniczych wynika z niskich kosztów zasilania ich w energię elektryczną. Ideowy schemat centrali cieplno-chłodniczej przedstawiono na rys.3.6 [14]. 70 Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, vol. 11 nr 3(2009) Rysunek 3.6. Schemat centrali cieplno-chłodniczej w Pitsburgu (USA): 1 - kocioł parowy, 2 - turbina napędzająca turbosprężarki chłodnicze, 3 - turbosprężarki, 4 - parownik chłodziarki sprężarkowej, 5 - pompa obiegowa wody lodowej, 6 - skraplacz chłodziarki, 7 skraplacz turbiny napędowej, 8 - wentylator, 9 - turbina napędowa, 10 - zbiornik kondensatu i odgazowywacz. Centrala chłodnicza wyposażona jest w trzy turbosprężarki napędzane turbinami parowymi o mocy 1,6MW każda. Przez parownik każdej z nich przepływa strumień masowy wody lodowej wynoszący 211kg/s. Temperatura wody na wlocie do parownika wynosi 120C, a za parownikiem jest równa 40C. Moc chłodnicza centrali wynosi 21MW. Na rys.3.7 [14] pokazano zaś schemat centrali cieplno-chłodniczej zasilającej dzielnicę mieszkaniową Waszyngtonu. Centrala wyposażona jest w trzy wysokoprężne kotły parowe oraz cztery absorpcyjne chłodziarki bromolitowe. Para wytwarzana w kotłach rozpręża się w turbinach, które napędzają pompy obiegowe. Para wylotowa z turbin dopływa do warników chłodziarki oraz do instalacji c.o. i c.w.u. w budynkach. Strumień masowy wody lodowej o parametrach 12/50C, przy maksymalnym obciążeniu instalacji, wynosi 1100kg/s. Archives of Waste Management and Environmental Protection, vol. 11 issue 3 (2009) 71 Rysunek 3.7. Schemat centrali cieplno-chłodniczej w Waszyngtonie: 1 - kocioł parowy, 2 pompy obiegowe, 3 - warnik chłodziarki absorpcyjnej bromolitowej, 4 - parownik, 5 absorber, 6 - skraplacz, 7 - chłodnia wentylatorowa wody ruchowej, 8 - zbiornik kondensatu, 9 - odbiorcy chłodu zasilani siecią wody lodowej. W [17] przedstawiono perspektywy układów trójgeneracji, przy czym jako potencjalny trend rozwojowy zaproponowano układ hybrydowy w postaci mikroturbiny gazowej współpracującej z wysokotemperaturowym ogniwem paliwowym tlenkowo-ceramicznym (SOFC) lub węglanowym (MCFC). Produkcja chłodu mogłaby być realizowana w ramach skojarzenia tej hybrydy z bromolitową chłodziarką absorpcyjną, sprężarkową i pompą ciepła. Z termodynamicznego punktu widzenia wiązałoby się to z wysokosprawnym procesem spalania paliw gazowych w ogniwach paliwowych, co z kolei dawałoby wymierną oszczędność energii pierwotnej (paliwa). Współpraca układu hybrydowego ze sprężarkowymi i absorpcyjnymi urządzeniami chłodniczymi mogłaby zapewnić dużą elastyczność instalacji w zakresie możliwej wartości stosunku mocy elektrycznej do mocy cieplnej (w tym chłodniczej), co finalnie umożliwiłoby zmniejszenie kosztów wytwarzania ciepła, energii elektrycznej i chłodu. Obieg o takiej konfiguracji może osiągać wydajność elektryczną netto ponad 65%, podczas gdy w przypadku technologii tradycyjnych wydajność ta jest na poziomie około 30%. Na rys.3.8 [17] przedstawiono najkorzystniejszy wariant współpracy układu hybrydowego z zastosowaniem chłodziarki absorpcyjnej oraz pompy ciepła ze sprężarką zmienno-obrotową, przy czym możliwość zmiany obrotów umożliwia zmianę stosunku mocy elektrycznej do cieplnej (w tym chłodniczej). Palenisko kotłowe zastąpiono ogniwem paliwowym typu SOFC lub MCFC zasilanym podgrzewanym i sprężonym powietrzem oraz podgrzewanym i odsiarczonym gazem ziemnym jako paliwem. Gazy spalinowe z ogniwa rozprężane są w turbinie, po czym następuje ich schłodzenie w rekuperatorze. Część gorących gazów spalinowych zasila warnik bromolitowej chłodziarki absorpcyjnej, po czym spaliny kierowane są do komina. Woda lodowa o parametrach 7/120C wytwarzana jest jednocześnie w parowniku sprężarkowej pompy ciepła oraz w parowniku chłodziarki absorpcyjnej. Absorber chłodziarki bromolitowej chłodzony jest powietrzem. Energia elektryczna (prąd stały) wytwarzana w mikroturbinie jest – poprzez falowniki – kierowana do sieci elektrycznej oraz do zasilania sprężarki zmienno-obrotowej. W instalacji możliwe jest wytwarzanie (w układzie skraplacz pompy ciepła – rekuperator) ciepłej wody użytkowej o temperaturze 40/300C. Szacuje się, że: zapotrzebowanie na paliwo wyniesie 3368MWh/rok, odzyskane ciepło spalin w rekuperatorze – 660,5MWh/rok, ilość wytworzonego chłodu – 310,3MWh/rok a całkowita średnioroczna wydajność elektryczna turbiny gazowej – 0,252. Przytoczone wartości są wynikiem obliczeń teoretycznych. 72 Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, vol. 11 nr 3(2009) Rysunek 3.8. Najkorzystniejszy wariant współpracy układu hybrydowego z chłodziarką absorpcyjną, pompą ciepła i sprężarką zmienno-obrotową: 1 - wysokotemperaturowe ogniwo paliwowe sprzężone z mikroturbiną gazową, 2 – absorpcyjny bromolitowy agregat chłodniczy, 3 - sprężarkowa pompa ciepła, 4 - sprężarka zmienno-obrotowa, 5 - wymiennik ciepła woda/woda, 6 - falowniki, 7 - sieć elektryczna, 8 - rekuperacyjny wymiennik ciepła. Kończąc przegląd współczesnych tendencji w zakresie wytwarzania wody lodowej, odnotujmy, że zimno z sieci wykorzystano np. w Szwecji już w 1992 roku w mieście Västeråas. Dane literaturowe [18,19] świadczą o tendencji wzrostowej w zakresie dostaw chłodu sieciowego w krajach skandynawskich. 4. Uwagi końcowe Nie ulega wątpliwości, że uzupełnienie oferty rynkowej elektrociepłowni o chłód produkowany w skojarzeniu w bromolitowych wytwornicach wody lodowej przekłada się na racjonalne zagospodarowanie dostępnych nośników ciepła niskotemperaturowego i wody chłodzącej, a zatem jest środkiem zaradczym na malejący popyt na ciepło grzejne. Jest to zarazem istotny element ekologicznej gospodarki energią, mający silne wsparcie w bieżących Dyrektywach Komisji Europejskiej i Parlamentu Europejskiego. Jest mało prawdopodobne, aby potencjalne projekty oparte o urządzenia absorpcyjne, nawet najnowszej generacji, mogły spełnić wymóg minimum opłacalności przy próbach zastosowania gorącej wody sieciowej jako medium napędowego, jako że w okresie letnim charakteryzuje się ona temperaturą rzędu 66 ÷ 720C na wyjściu z elektrociepłowni, a w praktyce o około 80C niższą na wejściu do odbiorcy. Krajowe sieci ciepłownicze nie stwarzają bowiem możliwości przejścia na parametry 90/550C typowe np. dla krajów skandynawskich. Należy pamiętać, że systemy ciepłownicze – budowane w latach 1960 ÷ 1980 –były projektowane dla parametrów 150/900C. Dopiero w drugiej połowie lat osiemdziesiątych, parametry te zaczęto sukcesywnie obniżać do 125/650C. Prowadzone eksperymenty podwyższania parametrów wyjściowych wody sieciowej w okresie letnim do Archives of Waste Management and Environmental Protection, vol. 11 issue 3 (2009) 73 wartości zbliżonych do „skandynawskich” wykazały wzrost strat ciepła w systemie z 17 do 37% [15,16], co stawia pod znakiem zapytania sens takiego rozwiązania, choćby w odniesieniu do powszechnie znanej Dyrektywy 2004/8/WE Parlamentu Europejskiego i Rady Unii Europejskiej w sprawie promocji wysokosprawnej kogeneracji promującej oszczędność energii pierwotnej. Literatura [1]. Rubik M.: Chłodnictwo, Wydanie I, PWN, Warszawa (1979).. [2]. Dittmann A.: Skojarzona produkcja ciepła i zimna – szanse i problemy, Ciepłownictwo w Polsce i na Świecie, Rocznik VIII (2001), Zeszyt 3-4, s.62-66. [3]. Gardzilewicz A.: Absorpcyjne urządzenia chłodnicze zasilane ciepłem sieciowym z elektrociepłowni w układzie rozproszonym, Materiały konferencji naukowotechnicznej pt.: Ciepło skojarzone – komfort zimą i latem – trójgeneracja (red. Trela M.), Wydawnictwo Instytutu Maszyn Przepływowych Gdańsk (2005), s.5368. [4]. Pietrzyk Z., Skowroński P., Smyk A.: Możliwości dostarczania ciepła na potrzeby uzyskiwania chłodu na przykładzie doświadczeń warszawskich, Materiały konferencji naukowo-technicznej pt.: Ciepło skojarzone – komfort zimą i latem – trójgeneracja (red. Trela M.), Wydawnictwo Instytutu Maszyn Przepływowych Gdańsk (2005), s.69-92. [5]. Smyk A., Pietrzyk Z., Sikora S.: Trigeneracja z wykorzystaniem ciepła sieciowego, Ciepłownictwo w Polsce i na Świecie, Wydawnictwo PNT CIBET, Rocznik IX (2002), Zeszyt 7-8, s. 103-106. [6]. Badur J., Wiśniewski A.: Dociążenie obiegu energetycznego elektrociepłowni z wykorzystaniem urządzeń chłodniczych i pomp ciepła, Materiały konferencji naukowo-technicznej pt.: Ciepło skojarzone – komfort zimą i latem – trójgeneracja (red. Trela M.), Wydawnictwo Instytutu Maszyn Przepływowych Gdańsk (2005), s.101-128. [7]. Frączak B.: Analysis of trigeneration in CHP including the possibility of cooling agents storage, Master of Science Thesis, Supervisors: Andrzej Ziębik, George Tsatsaronis, Silesian University of Technology, Department of Energy Engineering and Enviromental Protection; University of Technology Berlin, Department of Energy Engineering and Protection of the Environmental, GliwiceBerlin 2005, pp.95-99. [8]. Rubik M.: Wykorzystanie sieci ciepłowniczych do zasilania urządzeń chłodniczych – Część I, Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, Wydawnictwo SIGMA NOT, Nr 7 (1998), s.36-40. [9]. Dalkia Poznań ZEC S.A., Materiały wewnętrzne. [10]. Wrona M., Jagodziński K.: Trójgeneracja w Dalkia Poznań – Zespół Elektrociepłowni S.A., Materiały konferencji naukowo-technicznej pt.: Ciepło 74 Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, vol. 11 nr 3(2009) skojarzone – komfort zimą i latem – trójgeneracja (red. Trela M.), Wydawnictwo Instytutu Maszyn Przepływowych Gdańsk (2005), s.93-99. [11]. Jorgensen C.: Ciepło i chłód z sieci w Barcelonie; Ekologia, Energie Odnawialne, Ciepłownictwo w Polsce i na Świecie, Wydawnictwo PNT CIBET, Rocznik XI (2004), Zeszyt 3-4, s.48-49. [12]. Glatzer A.: Pierwsza w Austrii mikroturbina gazowa z układem trigeneracji, Ekologia, Energie Odnawialne, Ciepłownictwo w Polsce i na Świecie, Wydawnictwo PNT CIBET, Rocznik XI (2004), Zeszyt 9-10, s.134-135. [13]. Skov M., Foged M.: Doświadczenia z eksploatacji kopenhaskiego systemu do zaopatrywania w chłód sieciowy, Ciepłownictwo w Polsce i na Świecie, Wydawnictwo PNT CIBET, Rocznik VIII (2001), Zeszyt 7-8, s.136-138. [14]. Rubik M.: Wykorzystanie sieci ciepłowniczych do zasilania urządzeń chłodniczych – część II, Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, Wydawnictwo SIGMA NOT, Nr 8 (1998), s.40-42. [15]. Smyk A., Sikora S.: Aspekty możliwości dostarczania ciepła z warszawskiego systemu ciepłowniczego na potrzeby pozyskiwania chłodu w okresie letnim, Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, Wydawnictwo SIGMA NOT, Nr 8 (1999), s.5-9. [16]. Smyk A., Sikora S.: Możliwość dostarczania ciepła z systemu ciepłowniczego dla potrzeb pozyskiwania chłodu w okresie letnim, Ciepłownictwo w Polsce i na Świecie, Wydawnictwo PNT CIBET, Rocznik VII (2000), Zeszyt 5-6, s.76-82. [17]. Macchi E., Campanari S.: Możliwości rozwoju mikroturbin gazowych. Układy hybrydowe i trigeneracja, Ciepłownictwo w Polsce i na Świecie, Wydawnictwo PNT CIBET, Rocznik VIII (2001), Zeszyt 7-8, s.139-142. [18]. Lindqvist Land A.: Dynamiczny rozwój chłodu sieciowego, Ciepłownictwo w Polsce i na Świecie, Wydawnictwo PNT CIBET, Rocznik VIII (2001), Zeszyt 1112, s.202-203. [19]. Hokkanen V., Leskinen S., Aastrup B., Hammer F.: Nowa technologia chłodu scentralizowanego dla Helsinek i Herning, Ciepłownictwo w Polsce i na Świecie, Wydawnictwo PNT CIBET, Rocznik IV (1997), Zeszyt 1-2, s.26-28.
