Dr inż. Leszek Wojtan

Transkrypt

Pompy ciepła do współpracy z sieciami ciepłowniczymi
(Sales project manager)
FRIOTHERM AG
Zürcherstrasse 12
8401 Winterthur / Szwajcaria
Tel. +41-52-2623814
Fax +41-52-2623803
email: [email protected]
Top technology – cool solutions
Tel. +41-52-2623814 email: [email protected]
1/35
Plan prezentacji
Technologia sprężarkowych pomp ciepła o dużej mocy > 2MW

Kompresory odśrodkowe stosowane w pompach ciepła

Schemat procesowy urządzeń jedno- i dwustopniowych

Pompa ciepła w systemie ogrzewania sieciowego
Przykłady zastosowań - Odzysk ciepła odpadowego

Para wodna - SYSAV Malmö

Ścieki nieoczyszczone - Sandvika, Skoyen

Skojarzone chłodzenie i ogrzewanie - Katri Vala, Nimrod
2
Rozwój technologiczny kompresorów dużej mocy
1878
Wyprodukowanie pierwszego kompresora do aplikacji chłodniczej
1920
Pierwszy turbo-kompresor do amoniaku
1927
Wyprodukowanie największego na świecie kompresora
1958
Pierwszy kompresor do HCFC
1978
Rozwój nowej generacji kompresorów jedno- i dwustopniowych do pomp ciepła
2000
Konstrukcja wirnika o podwyższonej sprawności izentropowej
2005
Turbo-kompressor o mocy chłodniczej 10.5 MW
2009
Konstrukcja UNITURBO 22S do elektrowni atomowych
Instalacje specjalne
3
Pompy ciepła o szczególnych własnościach

1984
Pierwsza pompa ciepła produkująca wodę o temp. 120°C do
wytwarzania niskociśnieniowej pary
(dolne źródło ciepła: woda procesowa w procesie petrochemicznym)

1987
Pompa ciepła produkująca wodę o temp. 105°C
(dolne źródło ciepła: woda procesowa)

2005
Pierwsza pompa ciepła z czynnikiem roboczym R134a produkująca
wodę o temp. 90°C
(dolne źródło ciepła: ścieki nieoczyszczone )
4
Kompresory odśrodkowe do pomp ciepła dużej mocy
UNITURBO 22S
Q0 do 1.5MW
UNITURBO 22
Q0 do 2.8MW
UNITURBO 23
Q0 do 3.8MW
UNITURBO 28
Q0 do 5.0MW
Moc chłodnicza od 0.5MW do 10.5 MW (R134a)
Zakres temperatur od -10°C do +90°C (R134a)
UNITURBO 33
Q0 do 6.8MW
UNITURBO 43
Q0 do 10.5MW
UNITURBO 34
QH do 9.5MW
UNITURBO 50
QH do 20MW
5
Zakres mocy – jednostki jednostopniowe
Kompresory jednostopniowe Uniturbo®
Temperatura kondensacji (°C)
70
65
60
55
50
45
Possible to
cover
40
35
22S
22AX
22BX
28CX
33CX
43BX
56FX
30
Dla R134a
25
0
2‘000
4‘000
6‘000
8‘000
10‘000
12‘000
14‘000
16‘000
18‘000
20‘000
Moc chłodnicza (kW)
6
Jednostopniowe pompy ciepła
Woda ciepłownicza
Skraplacz
Uniturbo® 22S
Dochładzacz
Uniturbo® 28/33
Uniturbo® 22
Uniturbo® 43
Parownik
Uniturbo® 23
Dolne źródło ciepła
7
Temperatura kondensacji (°C)
Zakres mocy – jednostki dwustopniowe
22SY
Moc cieplna (kW)
8
Dwustopniowe pompy ciepła
Przegrzany, sprężony gaz
sprężanie 2-gi stopień
Powrót z sieci
ciepłowniczej
Zasysanie do drugiego stopnia
Skraplacz
Dochładzacz (opcjonalnie)
zawór rozprężny
“wysokie ciśnienie”
Kompresor
wysokiego ciśnienia
flash gas do drugiego stopnia
Zbiornik międzystopniowy
flash
gas
sprężanie 1-wszy stopień
Kompresor
niskiego ciśnienia
ciecz
zawór rozprężny
“niskie ciśnienie”
Zasysanie odparowanego
czynnika chłodniczego
Źródło ciepła wlot
Wylot wody
ciepłowniczej
Parownik
Bypass przegrzanego gazu
Źródło ciepła wylot
9
Integracja pompy ciepła z systemem ciepłowniczym
Profil zapotrzebowania na moc cieplną
Zasilanie sieci przez pompę ciepła i bojler
Zasilanie sieci tylko przez pompę ciepła
10
Odzysk ciepła odpadowego przy użyciu pomp ciepła
Przykłady zastosowań
11
Odzysk ciepła z pary wodnej po oczyszczaniu spalin
SYSAV Malmö – Spalarnia odpadów stałych
Liczba jednostek
2
Typ
UNITOP 28CX-71210U
Czynnik chłodniczy
R134a
12
Moc chłodnicza
Temp. wody doln. źródła
15'500 kW
34.2 / 24.3°C
2 odśrodkowe pompy ciepła
2 Heat pumps AXIMA Refrigeration AG
UNITOP
UNITOP 28CX-71210U
28CX-71210U
From districtheatingnetwork
Przepływ wody doln. źródła 1’350 m3/h
50°C
Moc grzewcza (Pth)
Temp. wody ciepłowniczej
19'000 kW
50 / 59.2-70°C
Przepływ wody ciepłowniczej
1’800 m3/h
Pobór mocy (Pe)
3'500 kW
Współ. wydajności cieplnej (COP) > 5.5
Heat source capacity
24.3°C 15.5MW
Heat sink capacity
19MW
Flue-gas
Flue- gascondensing
flue-gascleaning
Power consumption
3.5MW
34.2°C
59.2°C
Steamturbine
Generator
Pth
COP=
Pe
Boiler
To districtheatingnetwork
Waste-to-Energy plant SYSAV Malm ö Sweden
13
Moc chłodnicza
15'500 kW
34.2 / 24.3°C
Moc grzewcza (Pth)
19'000 kW
50 / 59.2-70°C
Przepływ wody ciepłowniczej
1’800 m3/h
Pobór mocy (Pe)
3'500 kW
Współ. wydajności cieplnej (COP) > 5.5
Pth
COP=
Pe
2 jednostki w ekspoloatacji od 2002 roku
3 dodatkowe od lutego 2007 roku
14
Odzysk ciepła z nieoczyszczonych ścieków
Ciepło/chłodzenie sieciowe – instalacja “Sandvika”, Oslo, Norwegia
Kanał
doprowadzający
ścieki do
oczyszczalni
VAES
Zbiornik
sedymentacyjny,
filtr sitowy z
rozgrabiarką
Orurowanie
z/do pompy
ciepła
Pompa
Pobór
Pompa ciepła
ścieków
ścieków
Powrót ścieków
15
1
Kanał ściekowy
2
2.1
2.2
2.3
Filtracja
Filtry sitowe z rozgrabiarką
Sedymentacja
Pompy ściekowe
3
3.1
3.2
Produkcja energii
Pompy ciepła
Zawór dwukierunkowy
4
4.1
4.2
4.3
4.4
Urządzenia dodatkowe
Pompy
Odpowietrzanie
Zbiornik ekspansyjny
Zbiornik wody zasilającej
5
System sterowania
16
Maszynownia, 2 Unitop® 28/28 z rurami
dystrybucji wody ciepłowniczej
Maszynownia, po lewej 2 Unitop® 28/28,
po prawej pompy dystrybucji wody
ciepłowniczej i lodowej
17
TRYB PRACY ZIMOWY (odzysk ciepƚa z nieoczyszczonych ścieków)
Liczba jednostek
Typ
Czynnik chłodniczy
2
UNITOP® 28/28 CY
R134a
Skraplacz
wysokotemperaturowy
Moc grzewcza
14’000 kW
57 / 78 °C
Parownik ze ściekami
nieoczyszczonymi
Parownik z wodą
lodową
Moc chłodnicza
Temp. ścieków wlot/wylot
9’500 kW
10 / 6 °C
Kompresory połączone szeregowo
Pobór mocy
COP (ogrzewanie)
4’500 kW
3.1
COP (ogrzewanie + chłodzenie) 5.22
18
TRYB PRACY PRZEJŚCIOWY (odzysk ciepƚa z nieoczyszczonych ścieków, woda lodowa)
Liczba jednostek
Typ
Czynnik chłodniczy
2
UNITOP® 28/28 CY
R134a
Skraplacz
wysokotemperaturowy
Moc grzewcza
Jednoczesny odbiór
ciepła ze ścieków i
wody lodowej
14’000 kW
57 / 78 °C
Parownik ze ściekami
nieoczyszczonymi
Parownik z wodą
lodową
Moc chłodnicza
9’500 kW
10 / 6 °C
Temp. wody lodowej wlot/wylot 8 / 4 °C
Kompresory połączone szeregowo
Pobór mocy
COP (ogrzewanie)
4’500 kW
3.1
COP (ogrzewanie + chłodzenie) 5.2
20
TRYB PRACY LETNI (wytwarzanie wody lodowej w trybie chillera chłodzonego ściekami)
Liczba jednostek
Typ
Czynnik chłodniczy
2
UNITOP® 28/28 CY
R134a
Skraplacz
wysokotemperaturowy
Moc grzewcza
16’500 kW
14 / 28 °C
Parownik przejmuje funkcję skraplacza
chłodzonego ściekami nieoczyszczonymi
Parownik z wodą
lodową
Moc chłodnicza
14’000 kW
Temp. wody lodowej wlot/wylot 8 / 4 °C
Kompresory połączone równolegle
Pobór mocy
COP (chłodzenie)
2’500 kW
5.6
21
“Sandvika”, Oslo, Norwegia, 3-cia pompa ciepła – instalacja czerwiec 2008
2 jednostki w eksploatacji od 1989 (ponad 160’000 godzin)
1 dodatkowa jednostka w eksploatacji od czerwca 2008
Zdjęcie z warsztatu firmy FRIOTHERM - 11 kwiecień 2008
22
Skoyen Vest – podgrzewanie wody ciepłowniczej do +90°C
Wejście do kawerny “Skoyen Vest Plant”, Oslo, Norwegia
23
Tunel wejściowy z rurociągami
dystrybucji wody ciepłowniczej
Pomieszczenie kontroli i
sterowania na odległość
pomp ciepła
24
Liczba jednostek
Typ
1
UNITOP® 50FY
Czynnik chłodniczy R134a
Dolne źródło
ścieki
Moc chłodnicza
Przepływ ścieków
12’130 kW
10.0 / 5.8 °C
2400 m3/h
Moc grzewcza
Przepływ wody ciepł.
18’750 kW
67.2 / 90 °C
541 m3/h
Pobór mocy
6’620 kW
COP
> 3* ( min 2.85)
* wartość średnia
Stacja pomp ciepła “Skoyen Vest”, Oslo, Norwegia
25
UNITOP 50FY
uruchomienie w 2005
UNITOP 34FY
uruchomienie w 2007
Podczas 6'000 godzin eksploatacji rocznie, stacja pomp ciepła Skoyen Vest
wytwarza energię cieplną ekwiwalentną zużyciu 15'250 ton oleju opałowego
26
Pompy ścieków w stacji “Skoyen Vest”,
Oslo, Norwegia
Kanał ściekowy
po lewej: powrót ze stacji pomp ciepła
“Skoyen Vest”, Oslo, Norwegia
27
Skojarzone ogrzewanie i chłodzenie
Ogrzewanie i chłodzenie sieciowe “Katri Vala”, Helsinki, Finlandia
NAJWIĘKSZA NA ŚWIECIE
INSTALACJA POMP CIEPŁA
5 x UNITOP® 50 FY
28
Design
Ready for
Insulation
5 x UNITOP® 50 FY
29
Lato
Liczba jednostek
5
Typ
UNITOP® 50 FY
Czynnik chłodniczy
R134a
Dolne źródło
Woda lodowa
Moc chłodnicza
60’000 kW
20.0 / 4.0 °C
Temp. wody ciepłowniczej 45.0 / 88.0 °C
Zima
5
UNITOP® 50 FY
R134a
Ścieki oczyszczone
60’000 kW
10.0 / 4.0 °C
8’600 m3/h
50.0 / 62.0 - 88 °C
Przepływ wody ciepł.
Pobór mocy
Moc grzewcza
1’850 m3/h
30’565 kW
90’565 kW
6’105 m3/h
23’850 kW
83’850 kW
COP
Łączna energia termalna
Łączne COP
3.0
150’000 kW
4.9
3.5
5 jednostek w eksploatacji od 2006
30
Eksploatacja
letnia
Summer Operation
M
90 MW
88°C
30 MW
60 MW
4°C
District-
DistrictChłodzenie
cooling
sieciowe
Network
Sieć
heating
Ciepłownicza
/ c.w .u
Network
45°C
22°C
20°C
33°C
Harbour
of Sörnainen
Port
Sömainen
5 pomp ciepła
5 Heatpumps
Unitop® 50FY
Unitop 50FY
Helsinki Energy
for Katri Vala
Sewage
water tunnel
Kanał ściekowy
Harbour
of Sörnainen
Port Sömainen
31
Eksploatacja
zimowa
Winter Operation
M
90 MW
62°C to 88°C
62°C
30 MW
60 MW
3°C
District-
District-
Sieć
heating
ciepłownicza
Network
Chłodzenie
cooling
sieciowe
Network
50°C
22°C
15°C
33°C
Harbour
of Sörnainen
Port
Sömainen
5 pomp ciepła
5 Heatpum
ps
Unitop® 50FY
Unitop 50FY
Helsinki Energy
for Katri Vala
10°C
4°C
12°C
6°C
Sewage
water tunnel
Kanał ściekowy
3°C
1°C
15°C
13°C
Harbour
of Sörnainen
Port Sömainen
32
Ogrzewanie i chłodzenie sieciowe “Nimrod”, Sztokholm, Szwecja
Nimrod
4 schładzacze / pompy ciepła
Typ UNITOP® 33/28 CPY
dostarczają
o w lecie:
o w zimie:
moc chłodnicza
moc chłodnicza
moc cieplna
48 MW
24 MW
36 MW
City of Stockholm
33
78°C
Skraplacz
68°C Woda
37°C
Skraplacz
morska
ciepłownicza
Dochładzacz
Dochładzacz
28CX
28CX
33CX
6°C
22°C Woda
33CX
Economiser
Parownik
8.5°C
Chłodzenie 6 MW z odzyskiem ciepła 9MW
5°C
Economiser
Parownik
11°C
Chłodzenie 7MW + 5MW = 12MW
34
During assembly
Transport
urządzeń
in workshop
Transport do miejsca instalacji
Montaż pomp ciepła
3 jednostki w eksploatacji od 2002 + 1 jednostka od 2003
35
Wnioski
o Różnorodność źródeł ciepła
o Bezpieczeństwo eksploatacji
o Wysoka trwałość i gotowość operacyjna
o Elastyczność modów eksploatacji
o Najwyższa sprawność dzięki dopasowanym rozwiązaniom
o Sprawdzona technologia
o Jednoczesne spełnienie trzech dyrektyw pakietu klimatycznego
36
Dziękuję za uwagę
Zürcherstrasse 12
CH-8401 Winterthur
Tel. +41-52-2623814
email: [email protected]
Dr inż. Leszek Wojtan do współpracy
i zapraszam
37

Dr inż. Leszek Wojtan

Transkrypt

Podobne dokumenty

wszystko o SPA pdf

pobierz katalog XC Series

seria C - broszura informacyjna