Lämpökytkentä All Electric Society -puistossa Täydellinen vuorovaikutus jäävaraston ja lämpöpumppujen välillä.

Nainen ja mies keskustelevat All Electric Society -puistossa

Tiivistelmä

Monilla teollisuudenaloilla ja yksityisellä sektorilla lämmityskustannukset ja energiankulutus ovat merkittäviä kustannustekijöitä. Liittovaltion ympäristöviraston mukaan lämmityssektorin osuus Saksan energian loppukulutuksesta on yli 50 prosenttia. Tämä potentiaali tarjoaa monenlaisia mahdollisuuksia liiketoiminnan optimointiin ja kestävään toimintaan.

Lämpökytkentä on lupaava ratkaisu. Siinä yhdistetään erilaisia lämpöenergiajärjestelmiä energiatehokkuuden ja resurssien käytön maksimoimiseksi. Blombergissa sijaitsevassa All Electric Society -puistossa sillä on keskeinen rooli sektorikytkennässä, jolla varmistetaan puiston energiaomavaraisuus.

Yksi kylmän lähilämpöverkon osista on 12 kWp:n jääenergia-aita

Tehokas lämmönjakelu kylmän lähilämpöverkon kautta

All Electric Society -puistossa viidennen sukupolven kylmä lähilämpöverkko (5GDHC) takaa lämmönjakelun maksimaalisen tehokkuuden ja kestävyyden. Tämä keskitetty syöttöverkko kattaa puiston kaikkien sovellusten, kuten kuutioiden, paviljongin ja latauspuiston, kaikki lämmitys- ja jäähdytystarpeet. Se on suunniteltu mataliin järjestelmälämpötiloihin, ja sitä voidaan käyttää enintään 35 °C:n lämpötilassa.

Yksi verkko, kaikki edut

Viidennen sukupolven kylmä lähilämpöverkko (5GDHC) tarjoaa
lukuisia etuja:

Alhainen käyttölämpötila: 5GDHC-verkko toimii paljon alhaisemmissa virtauksen lämpötiloissa (5–35 °C) verrattuna perinteisiin järjestelmiin (noin 70 °C). Alhaisempi lämpötila mahdollistaa lämpöpumppujen hyötysuhteen huomattavan kasvun.
Korkea hyötysuhde: COP tarkoittaa "Coefficient of Performance" eli lämpökerrointa, ja se on tuotetun tai siirretyn lämpö-/jäähdytystehon ja siihen tarvittavan käyttövoiman välinen suhde. COP-arvo kuusi tarkoittaa, että lämpöpumppu tuottaa kuusi lämpöenergiayksikköä vain yhdestä sähköenergian yksiköstä.
Monimutkainen energialähteiden hallinta: All Electric Society -puistossa käytetään seitsemää eri energialähdettä vuotuisen hyötysuhteen (SFP) optimoimiseksi. Tähän sisältyy tuotannon prosessihukkalämpö (300 kWp), kaksi lämmönvaihdinta (1 400 kWp) sekä sähköisen liikenteen teknisen keskuksen hukkalämpö (76 kWp), energiavaraston hukkalämpö (50 kWp), jääenergia-aita (12 kWp) ja jäävarasto (55 kWp).
Pienemmät lämpöhäviöt, alhaisemmat asennuskustannukset: Matalammat käyttölämpötilat vähentävät lämpöhäviöitä putkiverkostossa ja optimoivat siten hyötysuhteen. Tämä johtaa myös kustannussäästöihin, koska eristysmateriaalin tarve ja työmäärä vähenevät.
365 päivän maksimaalinen joustavuus: 5GDHC-verkon 6-linjainen järjestelmä (2 x lämmitys, 2 x jäähdytys, 2 x lämmöntalteenotto) mahdollistaa jäähdytyksen, lämmityksen ja lämmöntalteenoton samanaikaisen tarjoamisen. Se tasaa samanaikaisia lämmitys- ja jäähdytyskuormia ja optimoi energian jakelun erityisesti siirtymävuodenaikoina.

Kaikki alkaa tiedoista

Kattava tietojen avoimuus ja kaikkien energiavirtojen seuranta ovat olennaisen tärkeitä järjestelmän tehokkaan toiminnan kannalta. Yli 60 lämpö- ja 100 sähköistä mittauspistettä tallentavat jatkuvasti tarvittavat tiedot. Passiivinen energianhallinta arvioi näitä energiavirtoja, kun taas aktiivinen energianhallinta valvoo ja optimoi niitä jatkuvasti.

Tutustu Blombergin All Electric Society -puiston termodynaamiseen keskukseen

Blombergissa sijaitsevan All Electric Society -puiston termodynaamisessa keskuksessa selitetään selvästi, miten 5GDHC-verkon 6-linjainen järjestelmä voi kompensoida myös samanaikaisia lämmitys- ja jäähdytyskuormia

Jääsydän

Järjestelmän ytimen muodostaa termodynaaminen keskus, joka koostuu jäävarastosta, kahdesta lämpöpumpusta ja älykkäästä lähteenhallinnasta. Se varmistaa koko puiston keskitetyn jäähdytys- ja lämmityssyötön. Kummankin
lämpöpumpun lämmitysteho on 85,6 kW ja jäähdytysteho 134 kW.

Nämä lämpöpumput saavat käyttövoimansa puiston tuottamasta uusiutuvasta sähköstä. Jos aurinko- ja tuulienergia eivät riitä, käytetään varastoitua sähköenergiaa tai otetaan vihreää sähköä julkisesta sähköverkosta. Tavoitteena on tehdä puistosta suurelta osin energiaomavarainen.

Joustava sulaminen

Jäävarasto koostuu maahan upotetusta, vedellä täytetystä säiliöstä. Se on varustettu lukuisilla pienillä putkilla, joiden läpi kiertää pakkasenkestävä suolavesi. Lämpöenergia otetaan vedestä talteen poistolämmönvaihtimella, jolloin muodostuu jäätä. Tarvittaessa varastosäiliöön syötetään regenerointilämmönvaihtimen kautta lämpöä, jota saadaan eri lähteistä, kuten puiston energia-aidasta tai liitetystä tuotantorakennuksesta (prosessin hukkalämpö, kaksi lämmönvaihdinta).

Jäävarasto hyödyntää veden erityisominaisuutta varastoida tai vapauttaa merkittäviä määriä energiaa, kun se vaihtaa faasiaan nesteestä kiinteään muotoon. Prosessissa vapautuu tai absorboituu energiaa noin 334 J/g. Tämä mahdollistaa lämpöenergian tehokkaan varastoinnin ja vapauttamisen. Jäävarasto soveltuu puiston lämpöpumppujen energianlähteeksi. Jäävaraston kokonaistilavuus on 103 m³. Tavoiteltava jäätymisaste on 80–90 prosenttia. Lämpötila-alue vaihtelee vuodenajasta riippuen 0 ja 20 °C:n välillä.

Tehotiedot

Luonnollinen jäähdytysteho 8 600 kWh
Lämpöteho, lämpöpumput 2 x 42,8 kW (5–7 K)
Jäähdytysteho, lämpöpumput 2 x 41,6 kW (3 K)
Jäähdytysteho, lämpöpumput ja jäävarasto 134 kW (5 K)

Tämän "heilurivaraston" energianhallinnan suurimpana haasteena on tuottaa aina riittävästi kylmää tai lämpöä sähkönkuluttajien jäähdyttämiseen tai lämmittämiseen. Tämä tarkoittaa sitä, että jäälohko on ihanteellisessa tapauksessa kasvanut täyteen kokoonsa lämmityskauden (talvi) lopussa (jäätymisaste 80–90 %), ja se on hajonnut jälleen jäähdytyskauden (kesä) lopussa (veden lämpötila on 20 °C). Vain tällä tavoin jäävarasto voi toimia tehokkaana lämmönlähteenä lämpöpumpuille.