Úvod
Čo je kogenerácia
Kogeneračné jednotky - zemný plyn
Kogeneračné jednotky - bioplyn
Palivo
Možnosti využitia
Trigenerácia
Výkup elektriny
Ostatné kogeneračné technológie
Servis
Referencie
Ďalšie informácie: Trigenerácia v Třebíči
Trigenerácia v Třebíči vyvracia všeobecne vžitý názor, že využitie kogeneračných jednotiek s absorpčným chladením je možné len pri jednotkách vyšších výkonov (rádovo niekoľko sto kW). Inštalácia kogeneračných jednotiek v spojení s absorpčným chladením v budove riaditeľstva firmy TEDOM vo Výčapech pri Třebíči dokumentuje, že to nie je pravda.
Zmyslom tejto inštalácie bolo, samozrejme okrem zabezpečenia prevádzky budovy, otestovať takéto spojenie kogenerácie s absorpciou v praxi. Je určite korektné najskôr získať prevádzkové poznatky vo vlastnej energetike a až následne technológiu ponúkať zákazníkom.
Strojovňa je umiestnená v 1. nadzemnom podlaží prevádzkovej budovy. Zdrojom tepla sú štyri kogeneračné jednotky TEDOM Plus 22 A a dva plynové kotle THERM DUO s atmosferickým horákom. Menovitý tepelný výkon kogeneračných jednotiek je 4 x 45,5 kW a kotlov 2 x 48 kW. Celkový menovitý tepelný výkon strojovne je 276 kW.
Kogeneračné jednotky, každá s maximálnym elektrickým výkonom 22 kW, sú určené pre kopírovanie vlastnej spotreby areálu, do ktorého okrem budovy TEDOM patrí aj susediace Poľnohospodárske družstvo NIVA Výčapy. Signál o spotrebe elektrickej energie je meraný za meraním Juhomoravskej energetiky (JME) v rozvádzači umiestnenom na 300 m vzdialenom stĺpe transformátora. Tento signál je odovzdávaný telemetricky (bezdrôtovo) a na jeho základe je menený výkon jednotiek.
Výstupná teplota vody z kotlov je 95 oC, teplota vratnej vody nesmie klesnúť pod 60 oC.
Teplo z kogeneračných jednotiek je odvádzané kvapalinou s výstupnou teplotou 92 oC. Vstupná teplota nesmie presiahnuť 75 oC. Pre zaistenie tejto podmienky slúži štvorcestná armatúra umiestnená na spoločnom vratnom potrubí pred všetkými kogeneračnými jednotkami, ktorá je ovládaná podľa požiadavky riadiaceho systému ORT 3.
Kotly sú napojené na samostatné dymovody a spoločný komín. Kogeneračné jednotky majú spoločný dymovod ústiaci do spoločného komína.
Systém vykurovania je teplovodný s teplotným spádom 95/75oC. Teplota na výstupe z kotlov je regulovaná len prevádzkovými termostatmi. Teplota vratnej vody do kotlov nesmie klesnúť pod 60oC. Vykurovacia voda je z kotlov vedená spoločným potrubím do rozdeľovača.
Kogeneračné jednotky pracujú pri teplotnom spáde 95/75oC. Spoločné sanie kogeneračných jednotiek je napojené na zberač. Výstup z kogeneračných jednotiek je napojený samostatným potrubím do rozdeľovača. Rozdeľovač má štyri výstupy. Prvý je pre vykurovanie východnej vetvy budovy. Druhá vetva dodáva teplo do stojatého ohrievača TÚV a pre klimatizačné jednotky umiestnené vedľa ohrevu TÚV v strojovni klimatizácie. Ďalšia vetva je využitá pre vykurovanie západnej vetvy. Štvrtá vetva vykuruje dielne.
Využitie odpadového tepla z kogeneračných jednotiek počas letného obdobia a v prechodnom období riešila spoločnosť YORK International Brno. Bola zvolená a inštalovaná absorpčná jednotka WFC 10, ktorá ma prevádzkové parametre horúcej vody od 100 do 75 oC, ľadová voda od 7 do 17 oC a vežová voda od 24 do 31oC. Táto jednotka je konštruovaná na využitie horúcej vody s nízkou teplotou. Využíva sa predovšetkým k ochladeniu kondenzátu alebo v spojení s kogeneračnou jednotkou, ako tomu je v tomto prípade. Absorpčná jednotka je využívaná pre klimatizáciu kancelárii v projektovaných parametroch – horúca voda 95 oC, ľadová voda 8 oC a vežová voda 24 oC.
Vetva horúcej vody pre absorpčnú jednotku je osadená obehovým čerpadlom, ktoré dáva konštantné množstvo vody. Horúca voda vstupuje do desorbéra, kde sa ochladzuje – odovzdáva teplo chladiacemu prostriedku. Absorpčnú jednotku je možné uviesť do prevádzky, ak je riadne zavodnená a odvzdušnená. Spustia sa čerpadlá ľadovej a chladiacej vody a následne dochádza k otvoreniu štvorcestnej armatúry na vykurovacej vode a k zapnutiu vykurovacieho čerpadla. Po jeho zapnutí je stanovená podmienka, aby do 10 minút (čo je nastaviteľná hodnota) došlo ku zvýšeniu teploty vstupnej vody do jednotky nad 75°C (nastaviteľná hodnota). Pri nedodržaní tejto podmienky dochádza k vypnutiu čerpadla a celý proces sa zopakuje za cca 10 minút (opäť nastaviteľná hodnota). Po splnení podmienky zvýšenia teploty vody na vstupe do jednotky je štvorcestná armatúra regulovaná tak, aby na vstupe udržovala teplotu 92 °C.
Pri dodávkach tepla do absorbéra začína odparovanie chladiva (čo je sprevádzané praskaním). Pri kondenzácii chladiva dochádza k odoberaniu tepla z okruhu ľadovej vody, čo má za následok znižovanie jej teploty. Pri poklese teploty na výstupe ľadovej vody z jednotky pod 17 °C (nastaviteľná hodnota) dôjde ku zmene regulácie. Regulácie štvorcestnej armatúry sa riadi na strednú teplotu okruhu ľadovej vody. Pri nastavení regulácie ľadovej vody v rozmedzí od 8 do 17 °C bude štvorcestná armatúra regulovaná tak, aby bola udržovaná teplota ľadovej vody na výstupe 12.5 °C.
Strana ľadovej vody je osadená obehovým čerpadlom, ktoré oteplenú vodu z klimatizačného systému ženie do absorpčnej jednotky, kde sa vo výparníku ochladzuje na stanovenú teplotu. Z absorpčnej jednotky prúdi ochladená voda do systému v ktorom je zaradená akumulačná nádoba s expanzomatom , uzatváracími a regulačnými prvkami. Takto ochladená voda je rozvádzaná do Fan Collov alebo vodných kaziet, ktoré sú umiestnené v kanceláriách a iných priestoroch, kde dochádza k odovzdaniu chladu vzduchu cez výmenník. Vo výmenníku sa voda ohreje na stanovenú teplou a prúdi späť do absorpčnej jednotky.
V prípade inštalácie v TEDOMe je použitá otvorená chladiaca veža EVAPCO. Trojcestná armatúra zabezpečuje konštantnú teplotu vody, ktorá vstupuje do absorpčnej jednotky. Vežová voda najskôr vstupuje do absorbéru, kde odvádza latentné teplo vzniknuté pri absorpcii chladiaceho prostriedku absorpčnými koncentrovaným roztokom. Následne prúdi do kondenzátora ku kondenzácii chladiaceho roztoku, ktorý je vytesnený z desorbéra. Takto oteplená vežová voda prúdi cez trojcestnú armatúru do chladiacej veže, kde dochádza k vychladeniu na stanovenú teplotu.
Riadiaci systém je nastavený tak, že povolenie chodu a odstavenie absorpčnej jednotky je riešené bez priameho zásahu užívateľa. Základnými prvkami pre nastavenie jednotky sú vypínač na dverách rozdeľovača klimatizácie (umiestnený v strojovni klimatizácie), programové hodiny, zabezpečovací systém budovy. Zadanie je nasledovné: vypínač je zapnutý, programové hodiny nastavené od 7 do 20 hodín a zabezpečovacie zariadenie otvorené. Jednotka je v prevádzke ak sú splnené všetky podmienky.
Aj táto inštalácia kogeneračných jednotiek s absorpčnou jednotkou dokumentuje ďalšiu možnosť zvýšenia efektivity kombinovanej výroby elektriny a tepla, najmä vďaka zvýšeniu hodinového využitia kogeneračnej jednotky počas roka. V prevádzkach, kde je potreba chladu pre klimatizáciu alebo technologické účely je takáto kombinácia vysoko efektívna.
Zmyslom tejto inštalácie bolo, samozrejme okrem zabezpečenia prevádzky budovy, otestovať takéto spojenie kogenerácie s absorpciou v praxi. Je určite korektné najskôr získať prevádzkové poznatky vo vlastnej energetike a až následne technológiu ponúkať zákazníkom.
Strojovňa je umiestnená v 1. nadzemnom podlaží prevádzkovej budovy. Zdrojom tepla sú štyri kogeneračné jednotky TEDOM Plus 22 A a dva plynové kotle THERM DUO s atmosferickým horákom. Menovitý tepelný výkon kogeneračných jednotiek je 4 x 45,5 kW a kotlov 2 x 48 kW. Celkový menovitý tepelný výkon strojovne je 276 kW. Kogeneračné jednotky, každá s maximálnym elektrickým výkonom 22 kW, sú určené pre kopírovanie vlastnej spotreby areálu, do ktorého okrem budovy TEDOM patrí aj susediace Poľnohospodárske družstvo NIVA Výčapy. Signál o spotrebe elektrickej energie je meraný za meraním Juhomoravskej energetiky (JME) v rozvádzači umiestnenom na 300 m vzdialenom stĺpe transformátora. Tento signál je odovzdávaný telemetricky (bezdrôtovo) a na jeho základe je menený výkon jednotiek.
Výstupná teplota vody z kotlov je 95 oC, teplota vratnej vody nesmie klesnúť pod 60 oC.
Teplo z kogeneračných jednotiek je odvádzané kvapalinou s výstupnou teplotou 92 oC. Vstupná teplota nesmie presiahnuť 75 oC. Pre zaistenie tejto podmienky slúži štvorcestná armatúra umiestnená na spoločnom vratnom potrubí pred všetkými kogeneračnými jednotkami, ktorá je ovládaná podľa požiadavky riadiaceho systému ORT 3.
Kotly sú napojené na samostatné dymovody a spoločný komín. Kogeneračné jednotky majú spoločný dymovod ústiaci do spoločného komína.
Systém vykurovania je teplovodný s teplotným spádom 95/75oC. Teplota na výstupe z kotlov je regulovaná len prevádzkovými termostatmi. Teplota vratnej vody do kotlov nesmie klesnúť pod 60oC. Vykurovacia voda je z kotlov vedená spoločným potrubím do rozdeľovača.
Kogeneračné jednotky pracujú pri teplotnom spáde 95/75oC. Spoločné sanie kogeneračných jednotiek je napojené na zberač. Výstup z kogeneračných jednotiek je napojený samostatným potrubím do rozdeľovača. Rozdeľovač má štyri výstupy. Prvý je pre vykurovanie východnej vetvy budovy. Druhá vetva dodáva teplo do stojatého ohrievača TÚV a pre klimatizačné jednotky umiestnené vedľa ohrevu TÚV v strojovni klimatizácie. Ďalšia vetva je využitá pre vykurovanie západnej vetvy. Štvrtá vetva vykuruje dielne.
Využitie odpadového tepla z kogeneračných jednotiek počas letného obdobia a v prechodnom období riešila spoločnosť YORK International Brno. Bola zvolená a inštalovaná absorpčná jednotka WFC 10, ktorá ma prevádzkové parametre horúcej vody od 100 do 75 oC, ľadová voda od 7 do 17 oC a vežová voda od 24 do 31oC. Táto jednotka je konštruovaná na využitie horúcej vody s nízkou teplotou. Využíva sa predovšetkým k ochladeniu kondenzátu alebo v spojení s kogeneračnou jednotkou, ako tomu je v tomto prípade. Absorpčná jednotka je využívaná pre klimatizáciu kancelárii v projektovaných parametroch – horúca voda 95 oC, ľadová voda 8 oC a vežová voda 24 oC. Vetva horúcej vody pre absorpčnú jednotku je osadená obehovým čerpadlom, ktoré dáva konštantné množstvo vody. Horúca voda vstupuje do desorbéra, kde sa ochladzuje – odovzdáva teplo chladiacemu prostriedku. Absorpčnú jednotku je možné uviesť do prevádzky, ak je riadne zavodnená a odvzdušnená. Spustia sa čerpadlá ľadovej a chladiacej vody a následne dochádza k otvoreniu štvorcestnej armatúry na vykurovacej vode a k zapnutiu vykurovacieho čerpadla. Po jeho zapnutí je stanovená podmienka, aby do 10 minút (čo je nastaviteľná hodnota) došlo ku zvýšeniu teploty vstupnej vody do jednotky nad 75°C (nastaviteľná hodnota). Pri nedodržaní tejto podmienky dochádza k vypnutiu čerpadla a celý proces sa zopakuje za cca 10 minút (opäť nastaviteľná hodnota). Po splnení podmienky zvýšenia teploty vody na vstupe do jednotky je štvorcestná armatúra regulovaná tak, aby na vstupe udržovala teplotu 92 °C.
Pri dodávkach tepla do absorbéra začína odparovanie chladiva (čo je sprevádzané praskaním). Pri kondenzácii chladiva dochádza k odoberaniu tepla z okruhu ľadovej vody, čo má za následok znižovanie jej teploty. Pri poklese teploty na výstupe ľadovej vody z jednotky pod 17 °C (nastaviteľná hodnota) dôjde ku zmene regulácie. Regulácie štvorcestnej armatúry sa riadi na strednú teplotu okruhu ľadovej vody. Pri nastavení regulácie ľadovej vody v rozmedzí od 8 do 17 °C bude štvorcestná armatúra regulovaná tak, aby bola udržovaná teplota ľadovej vody na výstupe 12.5 °C.
Strana ľadovej vody je osadená obehovým čerpadlom, ktoré oteplenú vodu z klimatizačného systému ženie do absorpčnej jednotky, kde sa vo výparníku ochladzuje na stanovenú teplotu. Z absorpčnej jednotky prúdi ochladená voda do systému v ktorom je zaradená akumulačná nádoba s expanzomatom , uzatváracími a regulačnými prvkami. Takto ochladená voda je rozvádzaná do Fan Collov alebo vodných kaziet, ktoré sú umiestnené v kanceláriách a iných priestoroch, kde dochádza k odovzdaniu chladu vzduchu cez výmenník. Vo výmenníku sa voda ohreje na stanovenú teplou a prúdi späť do absorpčnej jednotky.
V prípade inštalácie v TEDOMe je použitá otvorená chladiaca veža EVAPCO. Trojcestná armatúra zabezpečuje konštantnú teplotu vody, ktorá vstupuje do absorpčnej jednotky. Vežová voda najskôr vstupuje do absorbéru, kde odvádza latentné teplo vzniknuté pri absorpcii chladiaceho prostriedku absorpčnými koncentrovaným roztokom. Následne prúdi do kondenzátora ku kondenzácii chladiaceho roztoku, ktorý je vytesnený z desorbéra. Takto oteplená vežová voda prúdi cez trojcestnú armatúru do chladiacej veže, kde dochádza k vychladeniu na stanovenú teplotu.
Riadiaci systém je nastavený tak, že povolenie chodu a odstavenie absorpčnej jednotky je riešené bez priameho zásahu užívateľa. Základnými prvkami pre nastavenie jednotky sú vypínač na dverách rozdeľovača klimatizácie (umiestnený v strojovni klimatizácie), programové hodiny, zabezpečovací systém budovy. Zadanie je nasledovné: vypínač je zapnutý, programové hodiny nastavené od 7 do 20 hodín a zabezpečovacie zariadenie otvorené. Jednotka je v prevádzke ak sú splnené všetky podmienky.
Aj táto inštalácia kogeneračných jednotiek s absorpčnou jednotkou dokumentuje ďalšiu možnosť zvýšenia efektivity kombinovanej výroby elektriny a tepla, najmä vďaka zvýšeniu hodinového využitia kogeneračnej jednotky počas roka. V prevádzkach, kde je potreba chladu pre klimatizáciu alebo technologické účely je takáto kombinácia vysoko efektívna.