Trójgeneracja skojarzona
dr inż. Andrzej Augusiak
[e-mail]
pok. 310, tel. [phone]
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
Zakres wykładu
Co to jest trójgeneracja?
Gdzie może być stosowana?
Jak jest realizowana?
Zasada działania chłodziarki absorpcyjnej
Rodzaje układów trójgeneracyjnych
Korzyści z zastosowania trójgeneracji
2
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
Trójgeneracja (trigeneracja)
Trójgeneracja oznacza jednoczesną produkcję
użytecznego ciepła, chłodu i energii elektrycznej.
System trójgeneracyjny zbudowany jest z reguły
z elektrociepłowni produkującej ciepło i energię
elektryczną oraz z chłodziarki zasilanej ciepłem z
EC, produkującej chłód (dla potrzeb klimatyzacji).
W zależności od zapotrzebowania, wytwarzane w
EC ciepło może być zużyte na ogrzewanie, albo
na chłodzenie, albo na ogrzewanie i chłodzenie
jednocześnie.
3
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
Układ rozdzielony / skojarzony
(trójgeneracyjny)
4
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
5
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
Zastosowanie trójgeneracji
Układy trójgeneracyjne mogą być wykorzystywane tam,
gdzie jest zapotrzebowanie na użyteczne ciepło, chłód i
energiÄ™ elektrycznÄ….
Typowe miejsca instalacji obejmujÄ… mieszkania i domy
mieszkalne, budynki usługowe i użyteczności publicznej
(biura, hotele, szkoły, szpitale, centra sportowe,
terminale lotnicze itp.), a także obiekty przemysłowe.
Zapotrzebowanie na chłód w budynkach mieszkalnych i
usługowo-biurowych związane jest z klimatyzacja
pomieszczeń, a w przemyśle przede wszystkim z
chłodnictwem żywności.
6
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
Przykład
7
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
Chłodziarki dla trójgeneracji
Najczęściej w układach trójgeneracyjnych
wykorzystywane są zasilane ciepłem chłodziarki
absorpcyjne. Dają one możliwość bardzo efektywnego
wykorzystania ciepła do produkcji chłodu.
W praktyce wykorzystywane są dwa rodzaje chłodziarek
absorpcyjnych: bromolitowe (LiBr/H2O) oraz
amoniakalne (H2O/NH3).
Zastosowanie pierwszych jest ograniczone do wytwarzania
czynnika chÅ‚odniczego o temperaturze na min. poziomie ok. 5ºC.
Typowo znajdują one zastosowanie w układach klimatyzacji.
Chłodziarki amoniakalne znajdują zastosowanie głównie w
układach przemysłowych, gdzie wymagane są temperatury
wytwarzanego czynnika poniżej 0ºC. Przy zastosowaniu
chłodziarek amoniakalnych możliwe jest głębokie mrożenie do
temperatury nawet - 60ºC.
8
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
Chłodziarka absorpcyjna
9
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
Zasada działania chłodziarki
absorpcyjnej
Chłodziarka absorpcyjna stanowi układ połączonych szeregowo
wymienników ciepła i masy.
Poprzez kombinację procesów wymiany ciepła i masy czynnik
roboczy w fazie gazowej jest absorbowany w roztworze ubogim (o
niskiej koncentracji czynnika roboczego). Proces absorpcji jest
egzotermiczny dlatego też absorber musi być chłodzony.
Roztwór bogaty z absorbera, pompą jest wprowadzany do warnika,
gdzie również jest doprowadzane ciepło napędowe procesu. W
procesie wrzenia wydziela się para czynnika roboczego, która trafia
do skraplacza skąd ciekły czynnik przez zawór dławiący kierowany
jest do parownik.
W parowniku następuje odparowanie czynnika roboczego kosztem
ciepła odebranego np. od wytwarzanej wody lodowej.
Para czynnika roboczego z trafia do absorbera gdzie następuje jej
skraplanie na powierzchni cieczy absorbenta (absorpcja).
10
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
Budowa chłodziarki absorpcyjnej
11
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
Układy trójgeneracyjne
Z technicznego punktu widzenia można wyróżnić układy,
w których ciepło i chłód wytwarzane są równocześnie,
układy o przemiennym wytwarzaniu ciepła lub chłodu.
Układy trójgeneracyjne mogą pracować w różnych
konfiguracjach.
Najczęstszym rozwiązaniem jest trójgeneracja
zdecentralizowana, gdzie niewielkie układy skojarzone
wytwarzają wszystkie trzy media w pobliżu odbiorcy.
Drugą możliwością jest praca układów trójgeneracyjnych jako
scentralizowanych elektrociepłowni oraz dostawa ciepła i energii
elektrycznej do odbiorców, gdzie odbywa się zdecentralizowana
produkcja chłodu.
Istnieją też rozwiązania trójgeneracji scentralizowanej, gdzie
wszystkie trzy media sÄ… produkowane w jednym miejscu i
rozsyłane sieciami do odbiorców.
12
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
Układ trójgeneracji
zdecentralizowanej
13
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
Układ trójgeneracji ze zdecentra-
lizowaną produkcją chłodu
14
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
Układ trójgeneracji
scentralizowanej
15
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
Korzyści z trójgeneracji
16
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
Efekty trójgeneracji
Wydłużenie czasu pracy układu
skojarzonego
=
Zwiększenie produkcji energii elektrycznej
=
Poprawa efektywności ekonomicznej
układów skojarzonych
17
Skojarzona gospodarka energetyczna, s. 3/II nst.
18