Cuplare termică în parcul All Electric Society Interacțiune perfectă între depozitul de gheață și pompele de căldură.

Conversație între o femeie și un bărbat în parcul All Electric Society

Rezumat

În multe industrii și în sectorul privat, costurile de încălzire și consumul de energie sunt factori de cost semnificativi. Conform Oficiului Federal al Mediului, sectorul de încălzire reprezintă peste 50 % din consumul final de energie al Germaniei. Acest potențial oferă o gamă largă de oportunități pentru optimizarea întreprinderilor și acțiuni sustenabile.

Cuplarea termică este o soluție promițătoare. Aceasta combină diverse sisteme de energie termică pentru a maximiza eficiența energetică și utilizarea resurselor. În parcul All Electric Society din Blomberg, aceasta joacă un rol important în interconectarea sectoarelor pentru a asigura independența energetică a parcului.

Gard cu gheață în parcul All Electric Society

Una dintre componentele de bază ale rețelei de încălzire locală la rece este un gard de energie cu gheață de 12 kWp

Alimentarea eficientă cu căldură prin intermediul rețelei de încălzire locală la rece

În parcul All Electric Society, o rețea de încălzire locală la rece (5GDHC) de a cincea generație asigură eficiență maximă și sustenabilitate pentru alimentarea cu căldură. Această rețea de alimentare centralizată acoperă întregul necesar de încălzire și de răcire al tuturor aplicațiilor din parc, inclusiv cuburile, pavilionul și parcul de încărcare. Aceasta este proiectată pentru temperaturi joase de sistem și poate fi operată la o temperatură maximă de până la 35 °C.

O singură rețea, toate avantajele

Rețeaua de încălzire locală la rece (5GDHC) de a cincea generație oferă
numeroase avantaje:

Temperatură de operare scăzută: rețeaua 5GDHC funcționează la temperaturi ale turului mult mai scăzute (între 5 și 35 °C) în comparație cu sistemele convenționale (aproximativ 70 °C). Reducerea permite o creștere considerabilă a eficienței pompelor de căldură.
Randament ridicat: COP înseamnă „Coefficient of Performance” (coeficient de performanță) și reprezintă raportul dintre puterea de încălzire/capacitatea frigorifică generată sau transferată și puterea de antrenare necesară pentru acest lucru. O valoare COP de șase indică faptul că pompa de căldură generează șase unități de energie termică din numai o unitate de energie electrică.
Gestionarea complexă a surselor de energie: în parcul All Electric Society sunt utilizate șapte surse diferite de energie pentru a optimiza factorul anual de performanță (APF). Aceasta include căldura reziduală din procesul de producție (300 kWp), două schimbătoare de căldură (1.400 kWp), precum și căldura reziduală de la centrul tehnic de mobilitate electrică (76 kWp), căldura reziduală din stocarea energiei (50 kWp), un gard de energie cu gheață (12 kWp) și un depozit de gheață (55 kWp).
Pierderi de căldură mai mici, costuri de instalare mai mici: temperaturile de operare mai scăzute reduc pierderile de căldură în rețeaua de conducte și optimizează astfel eficiența. Acest lucru duce, de asemenea, la economii de costuri datorită necesarului redus de material izolant și efort.
Flexibilitate maximă 365 de zile: sistemul cu 6 conducte al rețelei 5GDHC (2 x încălzire, 2 x răcire, 2 x recuperare de căldură) permite furnizarea simultană a răcirii, încălzirii și recuperării de căldură. Acesta compensează sarcinile simultane de încălzire și răcire și optimizează distribuția energiei, în special în perioadele de tranziție între anotimpuri.

Totul începe cu datele

Pentru funcționarea eficientă a sistemului este necesară o transparență cuprinzătoare a datelor și monitorizarea tuturor fluxurilor de energie. Peste 60 de puncte de măsurare termice și 100 de puncte de măsurare electrice înregistrează în continuu datele necesare. Managementul pasiv al energiei evaluează aceste fluxuri de energie în timp ce managementul activ al energiei le monitorizează și le optimizează.

Privire asupra centrului termodinamic din parcul All Electric Society din Blomberg

Centrul termodinamic din parcul All Electric Society din Bloomberg explică în mod clar modul în care sistemul cu 6 conducte al rețelei 5GDHC poate compensa și sarcinile simultane de încălzire și răcire

O inimă de gheață

Centrul termodinamic, format dintr-un depozit de gheață, două pompe de căldură și un sistem inteligent de management al surselor, formează componenta centrală a sistemului. Acesta asigură răcirea și alimentarea cu căldură centralizată în întregul parc. Cele două
pompe de căldură au o putere de încălzire de 85,6 kW și o putere de răcire de 134 kW.

Aceste pompe de căldură sunt alimentate cu energie regenerabilă generată de parc. În cazul în care sistemul fotovoltaic și energia eoliană nu sunt suficiente, se utilizează energia electrică stocată sau se extrage energie verde din rețeaua publică. Scopul este ca parcul să devină în mare parte independent din punct de vedere energetic.

Email flexibil

Depozitul de gheață este format dintr-o cisternă umplută cu apă și introdusă în pământ. Aceasta este echipată cu numeroase țevi mici prin care circulă o soluție sărată rezistentă la îngheț. Energia termică este extrasă din apă prin intermediul unui schimbător de căldură de extragere, ceea ce duce la formarea gheții. Dacă este necesar, căldura este furnizată la nivelul depozitului prin intermediul unui schimbător de căldură de regenerare, care este obținută de la diferite surse, precum un gard de energie din parc sau o clădire de producție conectată (căldură reziduală de proces, două schimbătoare de căldură).

Depozitul de gheață utilizează proprietatea specifică apei de a stoca sau elibera cantități semnificative de energie când trece din formă lichidă în formă solidă. În timpul procesului se eliberează sau se stochează aproximativ 334 J/g de energie. Acest lucru permite stocarea și eliberarea eficientă a energiei termice. Depozitul de gheață este adecvat ca sursă de energie pentru pompele de căldură din parc. Depozitul de gheață are o capacitate totală de 103 m³. Gradul țintă de îngheț este de 80 până la 90 %. În funcție de anotimp, temperatura variază între 0 și 20 °C.

Date privind puterea

Capacitate frigorifică naturală 8.600 kWh
Putere de încălzire WP 2 x 42,8 kW (de la 5 până la 7 K)
Putere de răcire WP 2 x 41,6 kW (3 K)
Capacitate frigorifică WP și depozit de gheață 134 kW (5 K)

Provocarea majoră privind managementul energiei pentru acest „rezervor pendular” este de a furniza întotdeauna o temperatură suficient de joasă sau suficient de ridicată pentru răcirea sau încălzirea consumatorilor. Acest lucru înseamnă că, în mod ideal, blocul de gheață este format la finalul perioadei de încălzire (iarnă) (grad de îngheț 80 - 90 %) și este topit la finalul perioadei de răcire (vară) (temperatura apei este de 20 °C). Numai astfel poate depozitul de gheață să acționeze ca sursă eficientă pentru pompele de căldură.