全电气社会园区的热耦合 冰储能系统与热泵之间的完美协作。
简介
在诸多行业以及私人领域，供热成本和能源消耗都是影响成本的重要因素。根据德国联邦环境署的数据，供热部门能耗量占德国总终端能源消耗量的50%以上。这一能源潜力为业务优化和可持续行动提供了广泛的机会。
热耦合是一项前景广阔的解决方案。该方案整合了多种热能系统，可显著提高能源效率和资源利用率。在布隆伯格全电气社会园区的行业耦合中，热耦合发挥了重要作用，确保园区能源自给自足。
12 kW功率的并储能围栏是区域供暖和制冷网络的一个构成部分
通过区域供热和制冷网络高效供热
全电气社会园区采用第五代区域供热和制冷 (5GDHC) 网络，显著提高了供热的效率和可持续性。该集中供热网可满足园区各个应用的所有供热和制冷需求，包括体验中心，展馆和充电区。它专为低系统温度而设计，最高工作温度可达35°C。
一套网络，多项优势
第五代区域供暖和制冷 (5GDHC) 网络具备
众多优势：
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低工作温度：相较于传统系统（约70°C），5GDHC网络可在更低的进水温度下（5到35°C）工作。这一降低使热泵的效率显著提高。
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高效：COP是”性能系数“的缩写，表示产生或输出的制热/制冷功率与所需驱动功率的比值。COP值为6，表示热泵仅使用1个单位的电能即可产生6个单位的热能。
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复杂能源管理：全电气社会园区使用7种不同能源来优化全年综合能效比 (APF)。这包括生产过程中的余热 (300 kWp)、两台冷却装置 (1,400 kWp)、电动汽车技术中心的余热 (76 kWp)、储能模块的余热 (50 kWp)、冰储能围栏 (12 kWp) 以及冰储能系统 (55 kWp)。
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更低的热损失和安装成本：较低的工作温度可减少管网的热损失，进而提高效率。通过降低隔热材料和隔热工程量的需求，也可降低成本。
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覆盖全年需求的高度灵活性：5GDHC网络的6线系统（2 x 供暖、2 x 制冷、2 x 热回收）可同时实现制冷、供暖和热回收。系统能够同时平衡供热和制冷负荷，优化配电，特别是在季节交替之际。
数据是基础
为实现高效的系统运行，各个能源流的高数据透明度和监测至关重要。系统设有超过60个热能测量点和100多个电气测量点，可持续记录必要数据。被动能源管理负责评估此类能源流，而主动能源管理将对其进行持续监测和优化。
布隆伯格全电气社会园区设有热动力中心，生动展示了第五代区域供热和制冷 (5GDHC) 网络的6线系统如何同时平衡供热和制冷负荷
以冰储能系统为核心
热动力中心由一个冰储能系统、两台热泵以及一个智能能源管理系统组成，这是整个系统的核心。这为整个园区的集中式制冷和供热系统提供了保障。两台
热泵功率达85.6 kW, 制冷功率达134 kW。
这些热泵由园区的可再生能源发电系统供电。如果光伏和风力发电量不足，则使用存储的电力或从公共电网获取绿色电力。菲尼克斯电气的目的在于实现园区能源的自给自足。
灵活融化
冰储能系统配有一个深埋地下的储水罐。储水罐装配有许多小型管道，用于防冻盐水的循环流动。提取式热交换器从水中提取热量，从而让水结冰。蓄热式热交换器会在必要时向冰储能系统供热。热量来源各不相同，例如可来自园区的储能围栏或相连的生产厂房（过程余热、两台冷却装置）。
冰储能系统利用了水的特性，即水在液态和固态之间转变时会吸收或释放大量能量。释放或吸收的能量约为334 J/g。由此即可高效存储和释放热能。冰储能系统尤为适合给园区。该系统总容量为103 m³。理想的结冰率为80%到90%。根据季节的不同，温度在0°C到20°C不等。
性能数据
- 自然制冷功率：8,600 kWh
- 热泵制热功率：2 x 42.8 kW（5到7 K）
- 热泵制冷功率：2 x 41.6 kW (3 K)
- 热泵和冰储能系统的制冷功率：134 kW (5 K)
管理这种“缓冲存储“能源时，所面临的艰巨挑战在于始终为用户提供充足的制冷或供热。这意味着在供暖期（冬季）结束后，理想情况下冰块已完全形成（冰覆盖率为80%到90%），而在制冷期（夏季）结束后，冰块又已融化（水温为20°C）。只有这样，冰储能系统才能为热泵提供有效热源。
