Tehnoekonomska optimizacija kombinovanih niskotemperaturnih sistema grejanja

Apstrakt

Racionalno koriÅ¡cÌenje niskotemperaturne otpadne toplote industrijskih i energetskih sistema i niskotemperaturne toplote geotermalne vode u sistemima grejanja je tehno-ekonomski opravdano, ekoloÅ¡ki korisno i dovodi do povecÌane energetske efikasnosti. Prikazana je metoda uporedne tehnoekonomske analize niskotemperaturnih sistema grejanja koji koriste industrijsku otpadnu toplotu i/ili geotermalnu vodu, sa sistemima kotlovskog grejanja na tradicionalna fosilna goriva, sistemima grejanja sa toplotnim pumpama i elektriÄnim sistemima grejanja. Oblasti njihove prioritetne primene definisane su na osnovu tehnoekonomskih kriterijuma prema cenama niskotemperaturne toplotne energije, energije za grejanje na fosilna goriva, elektriÄne energije kao i prema koeficijentu godiÅ¡nje upotrebe instaliranog grejnog kapaciteta, investicionim troÅ¡kovima, struktura kombinovanog sistema grejanja i koeficijent performansi toplotnih pumpi. Analizirani su pojedinaÄni i kombinovani sistemi grejanja. Uvedeni su kombinovani sistemi koji sadrže bazni podsistem niskotemperaturnog grejanja sa malom snagom, velikog kapaciteta (toplotna energija) i vrÅ¡ni podsistem grejanja velike snage, malog kapaciteta (toplotna energija), sa jednim cevnim krugom i odvojenim dvostrukim cevnim krugom i data je uporedna analiza. Karakteristike kombinovanih sistema grejanja sa niskotemperaturnim podsistemom grejanja koji se koriste za proizvodnju energije za pokrivanje osnovnih zahteva za grejanjem i podsistem kotla za proizvodnju energije za najviÅ¡e potrebe za toplotom razmatraju se i uporeÄ‘uju pomocÌu toplifikacionog dijagrama grejanja. RazliÄiti odnosi energije i snage izmeÄ‘u osnovnog niskotemperaturnog podsistema i vrÅ¡nog podsistema kotla za razliÄite temperature termalne vode (otpadna topla voda, geotermalna voda) kao niskotemperaturnog izvora toplote prikazani su u dijagramu grejanja. Predložena je optimalna primena podsistema toplotne pumpe u kombinovanom sistemu grejanja. Studija pokazuje da se preferiraju niskotemperaturni sistemi grejanja kada je cena niskotemperaturne energije niska i stepen godiÅ¡nje eksploatacije kapaciteta je visok. Za uslove vlažne kontinentalne klime karakteristiÄne za centralni deo Balkana, identifikovane sa kratkim periodom relativno niskih temperatura naznaÄenim oÅ¡trim vrhom na dijagramu grejanja, procenjuje se koeficijent godiÅ¡nje eksploatacije kapaciteta i predlažu se optimalni sistemi grejanja.