Połączenie termiczne w All Electric Society Park Doskonała interakcja między magazynem lodu a pompami ciepła.

Rozmowa między kobietą i mężczyzną w All Electric Society Park

Streszczenie

W wielu branżach i w sektorze prywatnym koszty ogrzewania i zużycie energii są istotnymi czynnikami kosztowymi. Według Federalnej Agencji Środowiska, sektor grzewczy odpowiada za ponad 50% całkowitego końcowego zużycia energii w Niemczech. Potencjał ten oferuje szeroki wachlarz możliwości optymalizacji ekonomicznej i zrównoważonego rozwoju.

Obiecującym rozwiązaniem jest sprzężenie termiczne. Łączy w sobie różne systemy energii cieplnej, aby zmaksymalizować efektywność energetyczną i wykorzystanie zasobów. W All Electric Society Park w Blombergu odgrywa centralną rolę w łączeniu sektorów energii w celu zapewnienia samowystarczalności energetycznej parku.

Ogrodzenie lodowe w All Electric Society Park

Jednym z elementów lokalnej sieci ciepłowniczej jest ogrodzenie lodowe o mocy 12 kWp

Efektywne dostawy ciepła przez lokalną sieć ciepłowniczą

W All Electric Society Park sieć ciepłownicza piątej generacji (5GDHC) zapewnia maksymalną wydajność i zrównoważony rozwój ciepłownictwa. Ta centralna sieć zasilająca pokrywa całe zapotrzebowanie na ogrzewanie i chłodzenie wszystkich aplikacji w parku, w tym kostek, pawilonu i parku ładowarek. Została zaprojektowana z myślą o niskich temperaturach systemu i może pracować w maksymalnej temperaturze do 35°C.

Jedna sieć, wszystkie zalety

Sieć ciepłownicza piątej generacji (5GDHC) oferuje
liczne zalety:

Niska temperatura robocza: Sieć 5GDHC działa w znacznie niższych temperaturach zasilania (od 5 do 35°C) w porównaniu do konwencjonalnych systemów (około 70°C). Redukcja ta umożliwia znaczny wzrost sprawności pomp ciepła.
Wysoka sprawność: COP to skrót od „Coefficient of Performance” (współczynnik sprawności) i jest to stosunek między generowaną lub przekazywaną mocą chłodniczą a wymaganą do tego mocą napędową. Wartość COP równa sześć oznacza, że pompa ciepła wytwarza sześć jednostek energii cieplnej z jednej jednostki energii elektrycznej.
Kompleksowe zarządzanie źródłami energii: W All Electric Society Park wykorzystywanych jest siedem różnych źródeł energii w celu optymalizacji rocznego współczynnika wydajności (APF). Obejmuje to ciepło odpadowe z produkcji (300 kWp), dwa chłodnice (1 400 kWp), a także ciepło odpadowe z E-Mobility Technical Center (76 kWp), ciepło odpadowe z Energy Storage (50 kWp), ogrodzenie energetyczne z lodu (12 kWp) i magazyn lodu (55 kWp).
Niższe straty ciepła, niższe koszty instalacji: Niższe temperatury robocze zmniejszają straty ciepła w sieci rurociągowej, a tym samym optymalizują wydajność. Skutkuje to również oszczędnością kosztów ze względu na mniejsze ilości materiałów izolacyjnych.
365 dni maksymalnej elastyczności: Sieć 6-przewodowa 5GDHC (2 x ogrzewanie, 2 x chłodzenie, 2 x odzysk ciepła) umożliwia jednoczesne chłodzenie, ogrzewanie i odzysk ciepła. Równoważy jednoczesne obciążenia związane z ogrzewaniem i chłodzeniem oraz optymalizuje dystrybucję energii, szczególnie w przejściowych porach roku.

Wszystko zaczyna się od danych

Kompleksowa przejrzystość danych i monitorowanie wszystkich przepływów energii są niezbędne dla efektywnego działania systemu. Ponad 60 termicznych i 100 elektrycznych punktów pomiarowych stale rejestruje niezbędne dane. Pasywne zarządzanie energią ocenia przepływy energii, podczas gdy aktywne zarządzanie energią stale je monitoruje i optymalizuje.

Centrum termodynamiczne w All Electric Society Park w Blombergu pokazuje dobitnie, w jaki sposób 6-liniowy system sieci 5GDHC może również kompensować jednoczesne obciążenia związane z ogrzewaniem i chłodzeniem

Serce z lodu

Centrum termodynamiczne, składające się z magazynu lodu, dwóch pomp ciepła i inteligentnego systemu zarządzania źródłem, stanowi serce systemu. Zapewnia scentralizowane chłodzenie i ogrzewanie dla całego parku. Obie
pompy ciepła mają moc grzewczą na poziomie 85,6 kW, a moc chłodzenia 134 kW.

Pompy ciepła są zasilane odnawialną energią elektryczną wytwarzaną przez park. Jeśli fotowoltaika i energia wiatrowa nie są wystarczające, wykorzystywana jest zmagazynowana energia elektryczna lub zielona energia elektryczna jest pobierana z sieci publicznej. Celem jest uczynienie parku w dużej mierze samowystarczalnym energetycznie.

Elastyczna ciecz

Magazyn lodu składa się z wypełnionej wodą cysterny wkopanej w ziemi. Jest on wyposażony w liczne małe rurki, przez które przepływa niezamarzająca solanka. Energia cieplna jest pobierana z wody przez ekstrakcyjny wymiennik ciepła, co powoduje powstawanie lodu. W razie potrzeby ciepło jest dostarczane do magazynu za pośrednictwem regeneracyjnego wymiennika ciepła. Ciepło jest pozyskiwane z różnych źródeł, takich jak ogrodzenie energetyczne w parku lub z podłączonego budynku produkcyjnego (ciepło odpadowe procesu, dwa chłodnice).

Magazyn lodu wykorzystuje specyficzną właściwość wody do przechowywania lub uwalniania znacznych ilości energii, gdy zmienia ona fazę z ciekłej na stałą. W procesie tym uwalniane lub pochłaniane jest około 334 J/g energii. Umożliwia to efektywne magazynowanie i uwalnianie energii cieplnej. Magazyn lodu nadaje się jako źródło energii dla pomp ciepła w parku. Magazyn lodu ma łączną pojemność 103 m³. Docelowy stopień oblodzenia wynosi od 80 do 90%. W zależności od pory roku zakres temperatur waha się od 0 do 20°C.

Dane eksploatacyjne

Moc chłodnicza naturalna 8.600 kWh
Moc grzewcza WP 2 x 42,8 kW (5 do 7 K)
Wydajność chłodzenia HP 2 x 41,6 kW (3 K)
Moc chłodnicza HP i magazyn lodu 134 kW (5 K)

Głównym wyzwaniem w zarządzaniu energią tego „wahadłowego systemu magazynowania” jest zawsze zapewnienie wystarczającej ilości chłodu lub ciepła do chłodzenia lub ogrzewania odbiorców. Oznacza to, że pod koniec okresu grzewczego (zima) blok lodowy jest w pełni zbudowany (stopień oblodzenia 80-90%) i jest ponownie rozbijany pod koniec okresu chłodzenia (lato) (temperatura wody wynosi 20°C). Tylko w ten sposób magazyn lodu może działać jako wydajne źródło dla pomp ciepła.