straty w CUW.pdf

Straty energii w układach ciepłej wody użytkowej

Andrzej Kaszycki, Lucjan Przykorski

Praterm, Otwock

Straty energii cieplnej pracujących w sezonie letnim systemów ciepłowniczych są

istotnym problemem ekonomicznym i ekologicznym. Bez większego błędu można przyjąć, że

energia cieplna produkowana w tym okresie dzielona jest następująco:

1/3 – straty przesyłu sieci ciepłowniczej

1/3 – straty cyrkulacji sieci c.w.u.

1/3 – energia wykorzystana do podgrzania ciepłejwody zużywanej przez odbiorców.

Uwzględniając, że w części systemów źródła pracują z niższą sprawnością niż w

sezonie grzewczym, co spowodowane jest dużymi zmianami obciążenia, można stwierdzić, że

jedynie 20÷25% energii zawartej w spalanym węglu wykorzystywane jest efektywnie!

Ponieważ opał stanowi ok. 30÷50% średniorocznych kosztów produkcji energii cieplnej, można

przyjąć, że redukcja zużycia ciepłej wody przez odbiorców o 10% obniża koszt produkcji

energii w źródle o 1%. Konsekwencją oszczędności c.w.u. w tej sytuacji jest zwiększanie ceny

produkowanej energii. Istniejący stan musi ulec zmianie z powodów ekologicznych oraz

ekonomicznych. Obligowało do tego rozporządzenie Ministra Finansów z dnia 09.06.1997r.,

dotyczące wskaźnika zużycia energii cieplnej na przygotowanie ciepłej wody. Ponieważ

problem dotyczy całego systemu, optymalnym rozwiązaniem byłaby współpraca producentów,

dystrybutorów i użytkowników energii, zmierzająca do wzrostu efektywności pracy systemów

poprzez:

1. Ograniczenie strat cyrkulacji c.w.u.

2. Ograniczenie strat przesyłu sieci ciepłowniczej

3. Stosowanie rozwiązań technologicznych, zapewniających równomierną pracę źródła.

Zakładając, że poprawa izolacyjności instalacji c.w.u. jest niemożliwa lub

nieuzasadniona ekonomicznie,redukcja strat możliwa jest poprzez:

a. wyłączanie układów cyrkulacji c.w.u. przy braku poboru

b. obniżenie temperaturyc.w.u.

c. ograniczenie przepływu cyrkulacji w okresachznacznego poboru c.w.u.

Rysunek 1 - wpływ wyłączenia pompy cyrkulacji c.w.u.

100

0 2 4 6 8 10 12 14

czas wyłączenia [h]

sprawność

Ad. 1.

Ad. 1.a.

Wyłączanie układów cyrkulacji c.w.u. jest bezwzględną koniecznością w przypadku

budynków takich jak: szkoły, przedszkola, biura itp., gdzie praca układów cyrkulacji konieczna

jest jedynie przez około 30% czasu średniorocznie. Dotyczy to również tych budynków w

przypadku zasilania ich z węzłów grupowych. Wskazane jest również okresowe wyłączanie

cyrkulacji w węzłach cieplnych zasilających mniej niż 50÷70 mieszkań. W węzłach

zasilających powyżej 100 mieszkań w okresie braku poboru zalecane jest obniżenie

temperatury c.w.u. Wyłączanie cyrkulacji realizowane jest przez proste urządzenia, kontrolujące

stan wodomierzy. Brak poboru przez np. jedną godzinę powoduje wyłączenie układu.

Załączenie następuje wraz z pojawieniem się pierwszego impulsu z wodomierza. Ponadto

można zastosować urządzenia, realizujące funkcje ograniczania wyłączeń w przypadku

ujemnych temperatur zewnętrznych lub zagrożenia przegrzewania c.w.u. w przypadku wadliwej

armatury. W powyższych przypadkach następuje jedynie obniżenie temperatury c.w.u. bez

wyłączania cyrkulacji.

Rysunek 2 - wpływ temperatury c.w.u.

100

40 45 50 55 60 65

temperatura [°C]

sprawność

Ad. 1.b.

Obniżeniu temperatury c.w.u. o 1°C odpowiada zwykle zmniejszenie strat cyrkulacji o

4÷5%. Wynika stąd konieczność rozsądnego doboru temperatury wody wyjściowej dla

mieszkańców oraz realizacji obniżenia nocnego przy braku poboru (jeżeli nie jest realizowana

funkcja wyłączania cyrkulacji).

Rysunek 3 - wpływ regulacji hydraulicznej układu c.w.u.

100

50 70 90 110 130 150 170 190 210

przepływ [%]

sprawność

Ad. 1.c.

Obliczeniowy strumień objętości wody cyrkulacyjnej zapewnia właściwą temperaturę

wody u odbiorców przy całkowitym braku poboru c.w.u. Okresowo występujący znaczny pobór

c.w.u. umożliwia redukcję strumienia objętości wody cyrkulacyjnej bez konsekwencji dla

odbiorców. Zmianę strumienia wody cyrkulacyjnej urządzenie regulacyjne realizuje poprzez

pracę start/stopową pompy cyrkulacyjnej.

Zastosowanie opisanych wyżej metod umożliwia redukcję strat cyrkulacji w budynkach

mieszkalnych o ok. 30÷50%, w zależności od stanu wyjściowego. W budynkach użyteczności

publicznej możliwa jest redukcja o ok. 50÷70%. Zagrożeniem działań zmierzających do

redukcji strat cyrkulacji jest nielegalny pobór c.w.u. w wyniku fałszowania wskazań

wodomierzy. Efektem takiego poboru jest „przebijanie” zimnej wody do instalacji c.w.u.,

powodujące okresowe obniżanie temperatury w pionie. Reklamacje z tego tytułu powodują

reakcje dystrybutora ciepła – podwyższana jest temperatura ciepłej wody oraz zawyżany

przepływ cyrkulacji. Praca start/stopowa pompy cyrkulacyjnej może ułatwić lokalizację

nieuczciwych odbiorców oraz podjęcie działań profilaktycznych (np. wymianę wodomierzy).

Działania ograniczające straty cyrkulacji c.w.u. prowadzą zawsze do obniżenia

temperatury wody powrotnej w sieci ciepłowniczej, tj. do poprawy efektywności przesyłu

energii w systemie ciepłowniczym. Obniżenie temperatury zasilenia w systemie

ciepłowniczym, mające największy wpływ na wielkość strat, możliwe jest poprzez właściwe

wykorzystanie zasobników ciepła. Konieczne jest jednak zastosowanie właściwej technologii

we wszystkich węzłach systemu, co znajduje się w gestii dystrybutora ciepła.

Ad. 3.

Stabilna praca źródła może być rezultatem właściwych rozwiązań technologicznych

węzła cieplnego, tj. wykorzystania zasobników c.w.u. z ładowaniem i rozładowaniem.

Alternatywą jest budowa zasobników systemu ciepłowniczego.

Reasumując: proponowane rozwiązania (z wyjątkiem obniżenia przepływu cyrkulacji w

okresie znacznego poboru c.w.u.), wdrożone w systemie ciepłowniczym, zmieniły relację

wskaźnika energii wykorzystywanej do podgrzewania c.w.u. w globalnej produkcji źródła

sezonu letniego z 33% do ok. 50÷55%.

Ad. 2.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: