Top technology cool solutions

Transkrypt

1 Pompy ciepła dużej mocy dla ciepłownictwa (Sales project manager) FRIOTHERM AG Zürcherstrasse Winterthur / Szwajcaria Tel Fax leszek.wojtan@friotherm.com Top technology cool solutions 1/35

2 Plan prezentacji Technologia sprężarkowych pomp ciepła o dużej mocy > 2MW Schemat procesowy urządzeń jedno- i dwustopniowych Kompresory odśrodkowe stosowane w pompach ciepła Pompa ciepła w systemie ogrzewania sieciowego Przykłady zastosowań - Odzysk ciepła odpadowego Para wodna - SYSAV Malmö (SE) Odzysk ciepła z silników gazowych SEM Morbegno (IT) Ścieki nieoczyszczone Sandvika (NO) Skojarzone chłodzenie i ogrzewanie - Katri Vala (FI) 2

3 Rozwój technologiczny pomp ciepła 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

4 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

5 Kompresory odśrodkowe do pomp ciepła dużej mocy UNITURBO 22S UNITURBO 22 UNITURBO 23 UNITURBO 28 Q 0 do 1.5MW Q 0 do 2.8MW Q 0 do 3.8MW Q 0 do 5.0MW Moc chłodnicza od 0.5MW do 10.5 MW (R134a) Zakres temperatur od -10 C do +90 C (R134a) UNITURBO 33 UNITURBO 43 UNITURBO 34 UNITURBO 50 Q 0 do 6.8MW Q 0 do 10.5MW Q H do 9.5MW Q H do 20MW 5

6 Temperatura kondensacji ( C) Pompy ciepła dużej mocy dla ciepłownictwa Zakres mocy jednostki jednostopniowe Kompresory jednostopniowe Uniturbo S 22AX 22BX 28CX 33CX 43BX Possible to cover 56FX 25 Dla R134a Moc chłodnicza (kw) 6

7 Jednostopniowe pompy ciepła Woda ciepłownicza Skraplacz Uniturbo 22S Dochładzacz Uniturbo 28/33 Uniturbo 22 Uniturbo 23 Uniturbo 43 Dolne źródło ciepła Parownik 7

8 Temperatura kondensacji ( C) Pompy ciepła dużej mocy dla ciepłownictwa Zakres mocy jednostki dwustopniowe 22SY Moc cieplna (kw) 8

9 Dwustopniowe pompy ciepła Przegrzany, sprężony gaz Skraplacz Wylot wody ciepłowniczej sprężanie 2-gi stopień Dochładzacz (opcjonalnie) Powrót z sieci ciepłowniczej Kompresor wysokiego ciśnienia zawór rozprężny wysokie ciśnienie Zasysanie do drugiego stopnia flash gas do drugiego stopnia Zbiornik międzystopniowy sprężanie 1-wszy stopień Zasysanie odparowanego czynnika chłodniczego Kompresor niskiego ciśnienia flash gas ciecz zawór rozprężny niskie ciśnienie Bypass przegrzanego gazu Źródło ciepła wlot Parownik Źródło ciepła wylot 9

10 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

11 Odzysk ciepła odpadowego przy użyciu pomp ciepła Przykłady zastosowań 11

12 Odzysk ciepła z pary wodnej po oczyszczaniu spalin SYSAV Malmö Spalarnia odpadów stałych Liczba jednostek 2 Typ UNITOP 28CX-71210U Czynnik chłodniczy R134a 12

13 Odzysk ciepła z pary wodnej po oczyszczaniu spalin SYSAV Malmö Spalarnia odpadów stałych Moc chłodnicza 15'500 kw Temp. wody doln. źródła 34.2 / 24.3 C Przepływ wody doln. źródła m 3 /h 2 odśrodkowe pompy ciepła 2 Heat pumps AXIMA Refrigeration AG UNITOP 28CX-71210U From districtheatingnetwork Moc grzewcza (Pth) Temp. wody ciepłowniczej 19'000 kw 50 / C Flue-gas Heat source capacity 24.3 C 15.5MW Heat sink capacity 19MW 50 C Przepływ wody ciepłowniczej m 3 /h Flue- gascondensing Power consumption 3.5MW Pobór mocy (Pe) 3'500 kw Współ. wydajności cieplnej (COP) > 5.5 flue-gascleaning 34.2 C 59.2 C To districtheatingnetwork Steamturbine Generator COP= Pth Pe Boiler Waste-to-Energy plant SYSAV Malm ö Sweden 13

14 Odzysk ciepła z pary wodnej po oczyszczaniu spalin SYSAV Malmö Spalarnia odpadów stałych Moc chłodnicza 15'500 kw Temp. wody doln. źródła 34.2 / 24.3 C Przepływ wody doln. źródła m 3 /h Moc grzewcza (Pth) 19'000 kw Temp. wody ciepłowniczej 50 / C Przepływ wody ciepłowniczej m 3 /h Pobór mocy (Pe) 3'500 kw Współ. wydajności cieplnej (COP) > 5.5 COP= Pth Pe 2 jednostki w ekspoloatacji od 2002 roku 3 dodatkowe od lutego 2007 roku 14

15 Odzysk ciepła z silników gazowych Mountains around Morbegno Paris 850km Zürich 273km / 4h Milan 112km / 2h Maschine room for gas motors Maschine room for heat pumps

16 Odzysk ciepła z silników gazowych Sieć ciepłownicza Morbegno (SO), Italy Liczba jednostek 1 Typ UNITOP 33 CY Moc grzewcza kw Temp. wody ciepłowniczej 60 / 84 C Woda chłodnicza 46 / 40 C COP 4.30

17 Odzysk ciepła z silników gazowych Ustawianie pompy ciepƚa na fundamencie

18 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 Pobór ścieków Pompa ścieków Pompa ciepła Powrót ścieków 18

19 Odzysk ciepła z nieoczyszczonych ścieków Ciepło/chłodzenie sieciowe instalacja Sandvika, Oslo, Norwegia 1 Kanał ściekowy 2 Filtracja 2.1 Filtry sitowe z rozgrabiarką 2.2 Sedymentacja 2.3 Pompy ściekowe 3 Produkcja energii 3.1 Pompy ciepła 3.2 Zawór dwukierunkowy 4 Urządzenia dodatkowe 4.1 Pompy 4.2 Odpowietrzanie 4.3 Zbiornik ekspansyjny 4.4 Zbiornik wody zasilającej 5 System sterowania 19

20 Odzysk ciepła z nieoczyszczonych ścieków Ciepło/chłodzenie sieciowe instalacja Sandvika, Oslo, Norwegia 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 20

21 Odzysk ciepła z nieoczyszczonych ścieków Ciepło/chłodzenie sieciowe instalacja Sandvika, Oslo, Norwegia TRYB PRACY ZIMOWY (odzysk ciepƚa z nieoczyszczonych ścieków) Skraplacz wysokotemperaturowy Moc grzewcza kw Temp. wody ciepłowniczej 57 / 78 C Liczba jednostek 2 Typ UNITOP 28/28 CY Czynnik chłodniczy R134a Parownik ze ściekami nieoczyszczonymi Parownik z wodą lodową Moc chłodnicza kw Temp. ścieków wlot/wylot 10 / 6 C Kompresory połączone szeregowo Pobór mocy kw COP (ogrzewanie) 3.1 COP (ogrzewanie + chłodzenie)

22 Odzysk ciepła z nieoczyszczonych ścieków Ciepło/chłodzenie sieciowe instalacja Sandvika, Oslo, Norwegia TRYB PRACY PRZEJŚCIOWY (odzysk ciepƚa z nieoczyszczonych ścieków, woda lodowa) Skraplacz wysokotemperaturowy Moc grzewcza kw Temp. wody ciepłowniczej 57 / 78 C Liczba jednostek 2 Typ UNITOP 28/28 CY Czynnik chłodniczy R134a Jednoczesny odbiór ciepła ze ścieków i wody lodowej Parownik ze ściekami nieoczyszczonymi Parownik z wodą lodową Moc chłodnicza kw Temp. ścieków wlot/wylot 10 / 6 C Temp. wody lodowej wlot/wylot 8 / 4 C Kompresory połączone szeregowo Pobór mocy kw COP (ogrzewanie) 3.1 COP (ogrzewanie + chłodzenie)

23 Odzysk ciepła z nieoczyszczonych ścieków Ciepło/chłodzenie sieciowe instalacja Sandvika, Oslo, Norwegia TRYB PRACY LETNI (wytwarzanie wody lodowej w trybie chillera chłodzonego ściekami) Skraplacz wysokotemperaturowy Liczba jednostek 2 Typ UNITOP 28/28 CY Czynnik chłodniczy R134a Moc grzewcza kw Temp. ścieków wlot/wylot 14 / 28 C Parownik przejmuje funkcję skraplacza chłodzonego ściekami nieoczyszczonymi Parownik z wodą lodową Moc chłodnicza kw Temp. wody lodowej wlot/wylot 8 / 4 C Kompresory połączone równolegle Pobór mocy kw COP (chłodzenie)

24 Odzysk ciepła z nieoczyszczonych ścieków Sandvika, Oslo, Norwegia, 3-cia pompa ciepła instalacja czerwiec jednostki w eksploatacji od 1989 (ponad godzin) 1 dodatkowa jednostka w eksploatacji od czerwca 2008 Zdjęcie z warsztatu firmy FRIOTHERM - 11 kwiecień

25 Skojarzone ogrzewanie i chłodzenie Ogrzewanie i chłodzenie sieciowe Katri Vala, Helsinki, Finlandia NAJWIĘKSZA NA ŚWIECIE INSTALACJA POMP CIEPŁA 5 x UNITOP 50 FY 26

26 Skojarzone ogrzewanie i chłodzenie Ogrzewanie i chłodzenie sieciowe Katri Vala, Helsinki, Finlandia Design Ready for Insulation 5 x UNITOP 50 FY 27

27 Skojarzone ogrzewanie i chłodzenie Ogrzewanie i chłodzenie sieciowe Katri Vala, Helsinki, Finlandia Lato Liczba jednostek 5 Typ UNITOP 50 FY Czynnik chłodniczy Dolne źródło R134a Woda lodowa Moc chłodnicza kw Temp. wody doln. źródła 20.0 / 4.0 C Przepływ wody doln. źródła m 3 /h Temp. wody ciepłowniczej 45.0 / 88.0 C Przepływ wody ciepł m 3 /h Pobór mocy kw Moc grzewcza kw COP 3.0 Łączna energia termalna kw Łączne COP jednostek w eksploatacji od 2006 Zima 5 UNITOP 50 FY R134a Ścieki oczyszczone kw 10.0 / 4.0 C m 3 /h 50.0 / C m 3 /h kw kw

28 Skojarzone ogrzewanie i chłodzenie Ogrzewanie i chłodzenie sieciowe Katri Vala, Helsinki, Finlandia Eksploatacja letnia Summer Operation M 30 MW 88 C 90 MW 60 MW 4 C Sieć Ciepłownicza / c.w.u Districtheating Network Districtcooling Network Chłodzenie sieciowe 45 C 20 C 22 C 33 C 5 pomp ciepła 5 Heatpumps Unitop 50FY Unitop 50FY Helsinki Energy for Katri Vala Harbour of Sörnainen Port Sömainen Sewage water tunnel Kanał ściekowy Harbour of Sörnainen Port Sömainen 29

29 Skojarzone ogrzewanie i chłodzenie Ogrzewanie i chłodzenie sieciowe Katri Vala, Helsinki, Finlandia Eksploatacja zimowa Winter Operation M 30 MW 62 C to 88 C 62 C 90 MW 60 MW 3 C Sieć ciepłownicza Districtheating Network Districtcooling Network Chłodzenie sieciowe 50 C 15 C 22 C 33 C 5 pomp ciepła 5 Heatpumps Unitop 50FY Unitop 50FY Helsinki Energy for Katri Vala 10 C 4 C 3 C 15 C 12 C 6 C 1 C 13 C Harbour of Sörnainen Port Sömainen Sewage water tunnel Kanał ściekowy Harbour of Sörnainen Port Sömainen 30

30 Wnioski o Różnorodność źródeł ciepła o Wysoka trwałość i gotowość operacyjna o Najwyższa sprawność dzięki dopasowanym rozwiązaniom o Elastyczność modów eksploatacji o Jednoczesne spełnienie trzech dyrektyw pakietu klimatycznego 31

31 Dziękuję za uwagę Zürcherstrasse 12 CH-8401 Winterthur Tel