Efektywność energetyczna systemu ciepłowniczego z perspektywy optymalizacji procesu pompowania

Podobne dokumenty
P O L I T E C H N I K A W A R S Z A W S K A

[ ] 1. Zabezpieczenia instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego Przeponowe naczynie wzbiorcze. ν dm [1.4] Zawory bezpieczeństwa

Opis techniczny. Strona 1

Wykład 2. Przemiany termodynamiczne

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

WYMAGANIA TECHNICZNE DLA PŁYTOWYCH WYMIENNIKÓW CIEPŁA DLA CIEPŁOWNICTWA

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

Kalorymetria paliw gazowych

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

= T. = dt. Q = T (d - to nie jest różniczka, tylko wyrażenie różniczkowe); z I zasady termodynamiki: przy stałej objętości. = dt.

CZĘŚĆ III OBLICZENIA

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

Temperatura i ciepło E=E K +E P +U. Q=c m T=c m(t K -T P ) Q=c przem m. Fizyka 1 Wróbel Wojciech

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

P R O J E K T MODERNIZACJI KOTŁOWNI

TEMAT : Projekt budowlany węzła cieplnego, instalacji ciepła technologicznego i wody lodowej

Węzeł 2 Funkcyjny - Równoległy c.o. i c.w.u. Adres: Siedlce. Komenda Policji

Metodyka budowy strategii

Płytowe wymienniki ciepła. 1. Wstęp

KASKADOWE UKŁADY OBIEGÓW CIEPLNYCH W MIKROKOGENERACJI

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

Jest to zasada zachowania energii w termodynamice - równoważność pracy i ciepła. Rozważmy proces adiabatyczny sprężania gazu od V 1 do V 2 :

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

Analiza konstrukcji i cyklu pracy silnika turbinowego. Dr inż. Robert Jakubowski

XVI Konferencja GAZTERM 2013

Stany materii. Masa i rozmiary cząstek. Masa i rozmiary cząstek. m n mol. n = Gaz doskonały. N A = 6.022x10 23

Dwuprzepływowe silniki odrzutowe. dr inż. Robert JAKUBOWSKI

Techniczno-ekonomiczne aspekty modernizacji źródła ciepła z zastosowaniem kogeneracji węglowej i gazowej w ECO SA Opole.

WYDZIAŁ MECHANICZNY Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn specjalność: konstrukcja i eksploatacja maszyn i pojazdów

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Wyznaczanie ciepła właściwego c p dla powietrza

KARTA KATALOGOWA POMP ŚRUBOWYCH

Auditing energetyczny Energy audit of buildings

prof. dr hab. inż. BOGDAN MIEDZIŃSKI Instytut Technik Innowacyjnych EMAG Katowice KGHM POLSKA MIEDŹ SA Lubin KGHM CUPRUM CB-R Wrocław

Dobór zestawu hydroforowego Instalacje wodociągowe i kanalizacyjne 2. Wrocław 2014

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie H-1 OKREŚLENIE CHARAKTERYSTYK DŁAWIKÓW HYDRAULICZNYCH

Doświadczenie Joule a i jego konsekwencje Ciepło, pojemność cieplna sens i obliczanie Praca sens i obliczanie

PDF stworzony przez wersję demonstracyjną pdffactory Obliczenia

Komory spalania, turbiny i dysze wylotowe. Dr inż. Robert JAKUBOWSKI

Rola stacji gazowych w ograniczaniu strat gazu w sieciach dystrybucyjnych

13) Na wykresie pokazano zależność temperatury od objętości gazu A) Przemianę izotermiczną opisują krzywe: B) Przemianę izobaryczną opisują krzywe:

G S O P S O P D O A D R A K R I K NI N SK S O K E O M

Ankieta do opracowania Planu Gospodarki Niskoemisyjnej (PGN) dla Gminy Lubliniec I. CZĘŚĆ INFORMACYJNA. Nazwa firmy. Adres. Rodzaj działalności

Odnawialne Źródła Energii I stopień (I stopień/ II stopień) ogólnoakademicki (ogólnoakademicki/praktyczny) dr hab. inż. Jerzy Piotrowski, prof.

Termodynamika 1. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Projekt budowlano-wykonawczy budowy węzła cieplnego trzyfunkcyjnego we Wrocławiu, ul. Weigla 5III

26 Nowa koncepcja parownika pracującego w obiegu ORC z przepływem wspomaganym siłami kapilarnymi i grawitacyjnymi

Komory spalania turbiny i dysze. Dr inż. Robert JAKUBOWSKI

Instalacje pompowe. Zadania do samodzielnego rozwiązania v ,1. dr inż. Michał Strzeszewski,

Zespoły silnika lotniczego. Dr inż. Robert Jakubowski

Entalpia swobodna (potencjał termodynamiczny)

termodynamika fenomenologiczna

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Teoria kinetyczna INZYNIERIAMATERIALOWAPL. Kierunek Wyróżniony przez PKA

WPŁYW ZASTOSOWANIA DWÓCH OBWODÓW GRZEWCZYCH O RÓŻNYCH TEMPERATURACH CZYNNIKA NA EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNĄ WYKORZYSTANIA PALIWA

Ankieta do opracowania "Planu Gospodarki Niskoemisyjnej na terenie Gminy Konstancin-Jeziorna"

Termodynamika 2. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

J. Szantyr Wykład nr 16 Przepływy w przewodach zamkniętych

Ć W I C Z E N I E N R C-5

Doświadczenia audytora efektywności energetycznej w procesach optymalizacji gospodarki energetycznej w przedsiębiorstwach

10. FALE, ELEMENTY TERMODYNAMIKI I HYDRODY- NAMIKI.

5. Jednowymiarowy przepływ gazu przez dysze.

PŁYN Y RZECZYWISTE Przepływy rzeczywiste różnią się od przepływów idealnych obecnością tarcia (lepkości): przepływy laminarne/warstwowe - różnią się

Zbiornik oleju typ UB

Hydraulika i Pneumatyka

Budynek zaplecza warsztatowo-garażowego Portu Lotniczego im. Wł. Reymonta w Łodzi

Prace wst pne Wytyczenie sieci gazowej na mapie geodezyjnej

Zespoły silnika lotniczego. Dr inż. Robert Jakubowski

Stan wilgotnościowy przegród budowlanych. dr inż. Barbara Ksit

WDRAŻANIE BUDYNKÓW NIEMAL ZERO-ENERGETYCZNYCH W POLSCE

Formularz danych dotyczących przedsiębiorstwa ciepłowniczego na potrzeby opracowania "Planu Gospodarki Niskoemisyjnej dla Gminy Kudowa Zdrój"

II zasada termodynamiki.

Wykorzystanie pojemności cieplnej dużych systemów dystrybucji energii

WARUNKI RÓWNOWAGI UKŁADU TERMODYNAMICZNEGO

I. CZĘŚĆ INFORMACYJNA. Nazwa firmy. Adres. Rodzaj działalności

Symulacja statyczna sieci gazowej miasta Chełmna

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Pomiar ciepła spalania paliw gazowych

Program do obliczania zapasu przepustowości sieci gazowej o dowolnej strukturze

ZEROWA ZASADA TERMODYNAMIKI

( ) ( ) ( ) ( ) 0,

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

Badanie energetyczne płaskiego kolektora słonecznego

sksr System kontroli strat rozruchowych

DŁAWIENIE IZENTALPOWE

11. Termodynamika. Wybór i opracowanie zadań od 11.1 do Bogusław Kusz.

Supraeco T STE C 35 C A ++ A + A B C D E F G. db kw kw /2013

SPIS TREŚCI 1. PODSTAWA PRAWNA RODZAJ I PARAMETRY TECHNOLOGICZNEGO NOŚNIKA CIEPŁA ORAZ SPOSOBY JEGO REGULACJI... 4

J. Szantyr - Wykład nr 30 Podstawy gazodynamiki II. Prostopadłe fale uderzeniowe

POLEPSZANIE WŁASNOŚCI UKŁADU STIG POPRZEZ PRZEGRZEW I CHŁODZENIE MIĘDZYSTOPNIOWE

Jak określić stopień wykorzystania mocy elektrowni wiatrowej?

Ćwiczenie H-2 WPŁYW UKŁADU ZASILANIA NA MIKROPRZEMIESZCZENIA W DWUSTRONNEJ PODPORZE HYDROSTATYCZNEJ (DPH)

ENERGETYKA A OCHRONA ŚRODOWISKA. Wpływ wymagań środowiskowych na zakład energetyczny (Wyzwania EC Sp. z o.o. - Studium przypadku)

ZAWÓR REDUKCYJNY G3/8 - G1/2 - G3/4

PROJEKT WYKONAWCZY. Projekt instalacji wykorzystującej energię ze źródeł odnawialnych w oparciu o zastosowanie systemu solarnego. 29.Czerwiec, 2012 r.

Pierwsze prawo Kirchhoffa

MODELOWANIE POŻARÓW. Ćwiczenia laboratoryjne. Ćwiczenie nr 1. Obliczenia analityczne parametrów pożaru

Transkrypt:

Efektywność energetyczna systemu ciełowniczego z ersektywy otymalizacji rocesu omowania Prof. zw. dr hab. Inż. Andrzej J. Osiadacz Prof. ndz. dr hab. inż. Maciej Chaczykowski Dr inż. Małgorzata Kwestarz

Polskie systemy ciełownicze dysonują łącznie mocą zainstalowaną na oziomie 58 000 MW. Długość sieci rzekracza 0 tys. km. Większa efektywność energetyczna to rzede wszystkim oszczędności dla roducentów/dystrybutorów i odbiorców cieła. To sadek zużycia energii ierwotnej i redukcja emisji zanieczyszczeń.

Nadrzędnym dokumentem w zakresie efektywności energetycznej w krajach UE jest Dyrektywa 01/7/UE która ( ) ma służyć osiągnięciu ogólnego celu w zakresie efektywności energetycznej zakładającego obniżenie o 0% zużycie energii ierwotnej w Unii Euroejskiej do roku 00, a także dalszemu zwiększaniu efektywności energetycznej o 00 r. 3

Przez orawę efektywności energetycznej rozumie się rzedsięwzięcie służące orawie efektywności energetycznej- tj. działanie olegające na wrowadzeniu zmian lub usrawnieniu w obiekcie, urządzeniu technicznym lub instalacji w wyniku których uzyskuje się oszczędność energii. zgodnie z definicją wg Ustawy o efektywności energetycznej (art. 3, kt.1). W zakresie ograniczenia strat cieła w sieciach ciełowniczych wskazuje się między innymi na zmianę arametrów racy sieci w celu redukcji strat cieła i kosztów omowania. 4

Źródło cieła Model systemu ciełowniczego T 1 T m T 3 T 4 Węzeł ciełowniczy Przyjmuje się że temeratura T 5 jest dana w wyrzedzeniem, onieważ regulacja dostarczanego cieła rzez węzeł ciełowniczy jest realizowana orzez regulację T 5. Dane wejściowe modelu wymiennika cieła: T 5, T 6, oraz T 3. Dane wyjściowe modelu wymiennika cieła: rzeływ masowy m rzez wymiennik oraz T 4. T 5 T 6 T 7 Odbiorca Model odbiorcy: - temeratura otoczenia, - temeratura zasilania T 5, - zaotrzebowanie na cieło, - temeratura owrotna T 6. W modelu odbiorcy konieczna jest możliwość rognozowania Dane wejściowe modelu sieci ciełowniczej: temeratura zasilania T 1, temeratura otoczenia T 7 oraz rzeływ masowy m. Parametry wyjściowe modelu sieci ciełowniczej: temeratura T 3 oraz T. 5

6 Produkcja cieła w źródle (źródłach) jest zależna od temeratury T 1, T oraz rzeływu masowego m. Cel otymalizacji: zmniejszenie kosztu racy om tj. zmniejszenie zużycie energii elektrycznej do naędu om. Model matematyczne elementów sieci ciełowniczej: Poma : [W] gdzie: v (m 3 /s), D (Pa) h -srawność omy, h r -srawność regulacji, h m -srawność silnika Z kolei: Dla każdego n rzyjęto : h r =const., h m =const. m r V P, 1 1 n n v v, 1 1 n n 3 c b a v v v. const v

Koszty eksloatacji omy: C Ce C koszt omowania C e koszt energii elektrycznej K stała sieci 3 v K r v m min Przyjęto : h a =h h r h m =const. dla K=const., v >0, K>0 to funkcja określająca koszty omowania jest wyukła. Ograniczenia: - max v dla D, - max ciśnienie w sieci, - minimalne ciśnienie na wejściu omy, v max wej K sieci D x - różnica ciśnienia omiędzy omą a najniższym unktem sieci x min 7

Węzeł ciełowniczy Temeratura wody owrotnej: T 4 T6 k1( T3 T5 ) k (1q ) gdzie: obciążenie cielne, k 1, k, q stałe, Przeływ masowy wody rzez wymiennik: C w - cieło właściwe wody m C w ( T 3 T4) Ograniczenia T 3 >T 5 +k v,, k w < D 0 k=f(t 6, ) k w oór hydrauliczny wymiennika rzeływ objętościowy rzez wymiennika D 0 możliwy rzyrost ciśnienia 8

Źródło cieła Produkcja cieła ( T1 T ) mc w Kocioł: b H H o b gdzie: H zużycie aliwa H o zużycie aliwa okrywające straty cieła b - rodukcja cieła w kotle h b srawność kotła Koszt rodukcji cieła gdzie C f - koszt aliwa C h = C f H Ograniczenia: H <H max (maksymalna ilość cieła wytwarzanego w kotle) T 1 <T 1 max (maksymalna douszczalna temeratura zasilania) 9

Ogólna funkcja celu: M b, t P, t min ( H tc f Pe, tce1, t Cb Ce, t1, t b gdzie: M liczba kroków otymalizacji, H zużycie aliwa, C f cena aliwa, P e rodukcja energii elektrycznej, C e1 cena energii elektrycznej wyrodukowanej, b rodukcja cieła w źródle, C b cena cieła, h b srawność kotła, P energia elektryczna zużyta do naędu om, h srawność silnika elektrycznego. ) 10

Studium rzyadku Dane sieci otymalizowanej: - Moc ciełowni 3 700 kw - Suma oborów cieła 3 00 kw - Ciśnienie zasilania 75 mm H O - Długość sieci ciełowniczej 15,5 km - Moc om rzed otymalizacją 8 kw -Moc om o otymalizacji 6,7 kw 11

Struktura toologiczna sieci 1

80 47,88 Tem. źródła 70 60 50 47,86 47,84 47,8 47,8 Tem. odbiorcy PRZED OPTYMALIZACJĄ 40 47,78 30 47,76 0 0 4 6 8 10 1 14 16 18 0 0 Temeratura w źródle ( C) Temeratura u odbiorcy ( C) 47,74 Rys.1 Zmiana temeratury wody 8,1 7,9 7,7 7,5 7,3 7,1 6,9 6,7 6,5 6,3 6,1 0 4 6 8 10 1 14 16 18 0 0 Rys. Zmiana strumienia wody Przeływ w źródle (l/s) 13

90 47,88 85 80 47,86 47,84 PO OPTYMALIZACJI Tem. źródła 75 47,8 47,8 Tem. odbiorcy 70 47,78 65 47,76 60 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 13 Temeratura w źródle ( C) Temeratura u odbiorcy ( C) 47,74 Rys.3 Zmiana temeratury wody 1,7 1,68 1,66 1,64 1,6 1,6 1,58 1,56 1,54 1,5 1,5 0 4 6 8 10 1 14 16 18 0 0 Rys.4 Zmiana strumienia wody Przeływ w źródle (l/s) 14

Wnioski Zaroonowany model otymalizacji uwzględniający tylko jeden człon ogólnej funkcji celu wykazał dla systemu ciełowniczego o małej mocy oszczędności zużycia energii elektrycznej na otrzeby om obiegowych na oziomie 0%. Należy zatem wnioskować że wykorzystanie ogólnej ostaci funkcji celu w rocesie otymalizacji owinno rzynieść znacznie większe oszczędności w skali rzedsiębiorstwa. 15

Dziękuję za uwagę Prof. dr hab. inż. Andrzej J. Osiadacz Politechnika Warszawska Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska Ul. Nowowiejska 0 00-653 Warszawa andrzej. osiadacz@is.w.edu.l 16