UKŁAD KOGENERACYJNY PRZY WSPÓŁPRACY POMP CIEPŁA Z KOTŁOWNIĄ OLEJOWĄ I SIECIĄ CIEPŁOWNICZĄ

W niniejszym opracowaniu przedstawiono możliwość zastosowania układu kogeneracyjnego
przy współpracy pomp ciepła z kotłownią olejową i siecią ciepłowniczą.
W procesie badawczym objęto odzysk ciepła odpadowego z silnikiem Stirlinga. Odzyskane
ciepło odpadowe ze spalin kotłowych zużyte jest do napędu silnika Stirlinga,
który napędza prądnicę. Wykonano obliczenia bilansu energetycznego. Obliczone
wartości średniej temperatury spalin Tsr i temperatury otoczenia Tot pozwalają
wyznaczyć aktualną sprawność silnika Stirlinga. Wykonany bilans energetyczny
oszacowuje ilość możliwej do wytworzenia energii elektrycznej. Ilość ta jest mocno
zróżnicowana dla różnych wartości zewnętrznej temperatury otoczenia. Opisano bilans
energetyczny dla przypadku, gdy kotłownia sama w całości pokrywa zapotrzebowanie
na ciepło. Scharakteryzowano współpracę kotłowni z pompami ciepła.
Rozpatrzono pięć wariantów współpracy, wyznaczonych mocą cieplną zainstalowanych
pomp ciepła. W każdym z tych wariantów inne są wartości wytworzonej mocy
oraz energii elektrycznej z odzysku ciepła. Moc i energia elektryczna może być wykorzystana
do napędu pomp ciepła, ewentualnie do pokrycia innych potrzeb. Przeprowadzono
analizę wyników obliczeń dotyczących mocy i energii elektrycznej wytworzonych
z odzysku ciepła odpadowego ze spalin kotłowych oraz mocy i energii
elektrycznej potrzebnych do napędu pomp ciepła. Z analizy wyników obliczeń zawartych
w tabeli 1 dotyczącej wytworzonej mocy i energii elektrycznej w sezonie
grzewczym, wynika, że ogółem energia elektryczna z odzysku ciepła odpadowego
ze spalin wynosi Eel = 18 238,88 kWh/a. Natomiast największa, uzyskana z odzysku
ciepła odpadowego ze spalin, moc mechaniczna silnika Stirlinga jest równa
Nmstir = 8,04 kW. Wartość ta pozwala określić moc znamionową silnika do zastosowania
w badanym obiekcie.

Pełny tekst (pdf)

[1] Kusto Z.: Uwarunkowania ekonomicznej efektywności pomp ciepła, Wyd. IMP
PAN, Gdańsk 2006.
[2] INSTAL-ROGRA. Technika Grzewcza i Sanitarna; http://www.instalrogra.pl
/index.php?page=produkty&kat=Viessmann, listopad 2011.
[3] Viessmann. Climate of innovation; http://www.viessmann.pl/pl/service/itemap.
html, http://www.viessmann.pl/pl/obiekty-przemyslowe/systemy-grzewcze.html,
http://www.viessmann.pl/pl/dom_wielorodzinny/systemy-grzewcze/kotlyolejowe.
html, listopad 2011.
[4] Wytyczne projektowe: Paromat, Turbomat und Vitoplus Abgas/Wasser-
Warmetauscher. VIESSMANN. 5811 046-4, 2/2000.
[5] Żmudzki S.: Silniki Stirlinga. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa
1993.
[6] American Stirling Company; http://www.stirlingengine.com/fullpower,
http://stirlingengine.com/links, sierpień-październik 2011.
[7] Backhaus S., Swift G.: New varieties of thermoacoustic engines. LA-UR-02-2721,
9th International Congress on Sound and Vibration, Los Alamos NM 87545, July
2002.
[8] Dancette M., Wintrebert G.: Etude et realisation d’un modele sur table de moteur
Stiring de 3 kW scelle a sortie electrique. Raport Final. Commission des Communautés
Européennes. EUR 9444 FR, 1984.
[9] Micro-Cooling, Heating, and Power (m-CHP) Instructional Module. United States
Department of Energy (DOE), Mississippi Cooling, Heating, and Power (micro-
CHP) and Bio-fuel Center. Mississippi State, MS 39762. December 2005.
[10] Stirling DK; http://www.stirling.dk, wrzesień-listopad 2011.
[11] Stirling Leistungsmotoren; http://www.stirlingmotor.com/leistungsmot.html,
październik 2011.
[12] Stirling Technology Inc; http://www.stirling-tech.com, listopad 2011.
[13] Technische Dokumentation SOLO STIRLING 161 microKWK-Modul. Version
1.9 für Planer. SOLO STIRLING GmbH, Sindelfingen Juli 2003.
[14] Thomas B.: Application of internal wave form heat exchangers to Stirling engines.
Stirling-Engineering Karl Kocsisek. Reutlingen 29.07.05.
[15] Tyagi S.K., Kaushik S.C., Singhal M.K.: Parametric study of irreversible Stirling
and Ericsson cryogenic refrigeration cycles. Energy Conversion and Management
43 (2002) 2297-2309.