Termisk koppling i All Electric Society Park Perfekt samspel mellan istank och värmepumpar.

Samtal mellan en kvinna och en man i All Electric Society Park

Sammanfattning

I många industrier och i den privata sektorn är uppvärmningskostnader och energiförbrukning betydande kostnadsfaktorer. Enligt den tyska miljövårdsmyndigheten står uppvärmningssektorn för mer än 50 % av Tysklands totala energiförbrukning. Denna potential erbjuder ett brett spektrum av möjligheter till kostnadsoptimering och hållbara åtgärder.

Termisk koppling är en lovande lösning. Den kombinerar olika termiska energisystem för att maximera energieffektiviteten och resursutnyttjandet. I All Electric Society Park i tyska Blomberg spelar termisk koppling en central roll i sektorkopplingen för att säkerställa parkens självförsörjning av energi.

En av komponenterna i det kalla närvärmenätet är ett isenergistaket med 12 kWp

Effektiv värmeförsörjning genom ett kallt närvärmenät

I All Electric Society Park säkerställer ett femte generationens kallt närvärmenät (5GDHC) maximal effektivitet och hållbarhet i värmeförsörjningen. Denna centrala strömförsörjning täcker hela värme- och kylbehovet för alla applikationer i parken, inklusive kuberna, paviljongen och laddparken. Strömförsörjningen är konstruerad för låga systemtemperaturer och kan användas vid en temperatur på upp till 35 °C.

Ett nät, samtliga fördelar

Den femte generationens kalla närvärmenät (5GDHC) erbjuder
många fördelar:

Låg drifttemperatur: 5GDHC-nätet arbetar vid mycket lägre returtemperaturer (5 till 35 °C) jämfört med konventionella system (cirka 70 °C). Minskningen ökar avsevärt värmepumparnas effektivitet.
Hög verkningsgrad: COP står för "Coefficient of Performance" och är förhållandet mellan den värme-/kylkapacitet som genereras eller överförs och den effekt som krävs för detta. COP-värde sex innebär att värmepumpen genererar sex enheter värmeenergi från bara en enhet elenergi.
Komplex hantering av energikällor: Sju olika energikällor används i All Electric Society Park för att optimera den årstidsberoende energiprestandan. Det omfattar processpillvärme från produktionen (300 kWp), två återkylare (1 400 kWp) samt spillvärme från E-Mobility Technical Centre (76 kWp), spillvärme från Energy Storage (50 kWp), ett isenergistaket (12 kWp) och en istank (55 kWp).
Lägre värmeförluster, lägre installationskostnader: Lägre drifttemperaturer minskar värmeförlusterna i ledningsnätet och optimerar därmed effektiviteten. Detta leder också till kostnadsbesparingar tack vare det minskade behovet av isoleringsmaterial och arbetsinsatser.
365 dagars maximal flexibilitet: 5GDHC-nätets 6-ledningssystem (2 x värme, 2 x kyla, 2 x värmeåtervinning) gör det möjligt att tillhandahålla kyla, värme och värmeåtervinning samtidigt. Systemet balanserar simultana värme- och kylbelastningar och optimerar energidistributionen, särskilt under övergångssäsongerna.

Allt börjar med data

Omfattande datatransparens och övervakning av alla energiflöden är avgörande för en effektiv drift av systemet. Över 60 termiska och 100 elektriska mätpunkter registrerar kontinuerligt nödvändiga data. Passiv energihantering utvärderar dessa energiflöden, medan aktiv energihantering kontinuerligt övervakar och optimerar dem.

Inblick i Thermodynamical Center på All Electric Society Park i Blomberg

På Thermodynamical Center i All Electric Society Park i tyska Blomberg åskådliggörs hur 6-ledningssystemet i 5GDHC-nätet även kan kompensera för simultana värme- och kylbelastningar

Ett hjärta av is

Thermodynamical Center utgör hjärtat i systemet. Det består av en istank, två värmepumpar och en intelligent källhantering. Därmed säkerställs den centraliserade kyl- och värmeförsörjningen för hela parken. De båda
värmepumparna har en värmekapacitet på 85,6 kW och en kylkapacitet på 134 kW.

Värmepumparna drivs av förnybar el som genereras av parken. Om solpanelerna och vindkraften inte räcker till, används lagrad elenergi eller så tas grön el från det offentliga elnätet. Målet är att göra parken i stort sett självförsörjande på energi.

Flexibel smältning

Istanken består av en vattenfylld cistern som är nedsänkt i marken. Den är utrustad med många små rör genom vilka en frostsäker saltlösning cirkulerar. Värmeenergi utvinns ur vattnet med hjälp av en extraktionsvärmeväxlare, vilket resulterar i att is bildas. Vid behov tillförs värme till tanken via en regenereringsvärmeväxlare som erhålls från olika källor, till exempel ett energistaket i parken eller från en ansluten produktionsbyggnad (processspillvärme, två återkylare).

Istanken utnyttjar vattnets specifika egenskap att lagra eller frigöra betydande mängder energi när det övergår från flytande till fast form. Cirka 334 J/g energi frigörs eller absorberas i processen. Detta möjliggör effektiv lagring och frisättning av värmeenergi. Istanken är lämplig som energikälla för värmepumparna i parken. Istanken har en total kapacitet på 103 m³. Den eftersträvade isbildningsgraden är 80-90 %. Beroende på årstid varierar temperaturområdet mellan 0 och 20 °C.

Prestanda

Naturligt kylkapacitet 8 600 kWh
Värmeeffekt WP 2 x 42,8 kW (5 till 7 K)
Kylkapacitet HP 2 x 41,6 kW (3 K)
Kylkapacitet HP och istank 134 kW (5 K)

Den stora utmaningen när det gäller energihanteringen av denna "pendelackumulator" är att alltid tillhandahålla tillräckligt med kyla eller värme för att kyla eller värma förbrukarna. Detta innebär att isblocket helst ska vara färdigbildat i slutet av värmeperioden (vintern) (isbildningsgrad 80-90 %) och att det bryts ned igen i slutet av kylperioden (sommaren) (vattentemperaturen är 20 °C). Endast på detta sätt kan istanken fungera som en effektiv källa för värmepumparna.