Rapport fjärrvärme och fjärrkyla - Tfe - Umeå universitet

More documents

Recommendations

Info

Umeå Universitet 23/03/2011 Tillämpad Fysik och Elektronik Dimensionering av ackumulatortank Då en ackumulatortank ska implementeras i ett fjärrvärmesystem måste först dess storlek bestämmas. Det är dimensionering av en ackumulatortank. Tankens optimala volym kan variera med flera olika parametrar. Det kan vara behovslast, alltså värmeuttaget av samlade kunder och förluster, tillvägagångssätt för värmeproduktion, begränsningar. En begränsning är till exempel att tanken inte kan vara större än 50 000 kubikmeter, för då krävs så tjocka tankväggar vid bottnen att lösningen blir opraktisk och dyr (3). Ett sätt att dimensionera ackumulatortanken är att jämföra toppar och dalar i värmelasten. Värmelasten kommer att variera under till exempel ett dygn. Under dagen är lasten hög, men minskar under natten. Om man beräknar energin i topparna och dalarna kan med det som underlag ta fram vilket energiinnehåll som är lämpligt att lagra. En annan metod är att först optimera driften utan ackumulatortank. Om man sedan implementerar en ackumulatortank i systemet kommer man få en vinst. Genom att testa olika sorters tankar kan man optimera vinsten. Ungefär denna metod har använts av Johan Stenlund i artikeln ”Dimensionering av en ackumulatortank för Umeå Energis fjärrvärmesystem”. 5
Umeå Universitet 23/03/2011 Tillämpad Fysik och Elektronik Ackumulatorbruk i kraftvärmeverk resp. värmeverk (4) Vid ekonomisk optimering av ett korttidslager i ett fjärrvärmesystem måste primärt skiljas på värmeverk, kraftvärmeverk och värmepumpverk. Värmeverkets ekonomi är normalt mindre beroende av temperaturen på levererad energi än elkraftproducerande enheter. Värmeverket är däremot ofta känsligt för effekttoppar, dessa kan innebära att mindre kostnadseffektiva enheters produktion måste tillgripas, d.v.s. dyrare bränsle eller pannor med sämre verkningsgrad. I ett värmeverk förbättras ekonomin i det genom att mindre produktionsenheter med hjälp av en ackumulator klarar förekommande effektvariationer. Om en högre temperatur än den maximala för en trycklös ackumulator behövs, urladdas ackumulatorn genom pannan eller så att de bägge vattenflödena från pannan resp. från ackumulatorn blandas till önskad temperatur. Vid ett kraftvärmeverk kommer andra överväganden än vad som gäller för värmeverket att bilda ekonomiska kriterier för driften. Värmeleverans och elleverans är genom fysikaliska lagar kopplade till varandra. Grundläggande för elleverans är en värmelast, som i ett mottrycksverk utgörs av fjärrvärmenätet. Mottrycksturbin med kallkondensatmöjlighet är i detta avseende friare i valet mellan elproduktion och värmeproduktion. Kraftvärmeverkets ekonomi påverkas av elproduktionen. Elproduktionens beroende av värmelast gör en värmeackumulator intressant i det att värme och elproduktion delvis kan frikopplas från varandra. Laddning av ackumulatorn kan exempelvis tillgripas för att tillfälligt öka värmelasten. Den ekonomiska kalkylen för en ackumulator måste beakta följande driftfall: • Fjärrvärmenätets värmebehov bestämmer mängden elenergi som kan produceras. • Kraftvärmeverkets elproduktion är starkt beroende av temperaturen på fjärrvärmevattnet, retur- såväl som framledningstemperatur. Ju lägre temperaturer – främst framledningstemperaturen - desto större elproduktion. • Ackumulatorn utnyttjas som värmesänka vid brist på värmelast då elbehovet är som störst. Resten av dygnet levereras sedan den producerade värmen medan elproduktionen går med låglast. • Värme kan produceras vid överskott på värmelast mot ackumulatorn under natten. Vid toppbelastning inkopplas sedan turbinens kallkondenseringsdel medan värme levereras från ackumulatorn. • Om inte kallkondenseringsmöjlighet föreligger kan med temperaturerna lönsamma variationer åstadkommas. Under natten produceras värme med temperaturen 98°C, värmen lagras i ackumulatorn. Under dagtid produceras el med minimal temperatur på fjärrvärmevattnet från turbinkondensorn, vilket medelst blandning med vattnet från ackumulatorn ger önskad framledningstemperatur. 6
Page 1 and 2: Umeå Universitet 23/03/2011 Tillä
Page 5 and 6: Umeå Universitet Tillämpad Fysik
Page 9: Umeå Universitet 23/03/2011 Tillä

Rapport fjärrvärme och fjärrkyla - Tfe - Umeå universitet

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?