Beta 1


Title Undersøgelse af dynamiske forhold i et fjernvarmesystem mhp. at reducere varmetab
Author Clausen, Rasmus Sandbech
Supervisor Elmegaard, Brian (Termiske Energisystemer, Institut for Mekanisk Teknologi, Danmarks Tekniske Universitet, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark)
Houbak, Niels (Termiske Energisystemer, Institut for Mekanisk Teknologi, Danmarks Tekniske Universitet, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark)
Institution Technical University of Denmark, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark
Thesis level Master's thesis
Year 2009
Abstract In district heating networks with low heat density it will be difficult to reach a high efficiency even if the network is well insulated. This is due to the fact that heat losses in a district heating network is largely independent of consumption. Especially during the summer months, with very low consumption, this will lead to low efficiencies. Furthermore, the reduction of heat consumption in buildings due to extra isolation and low energy buildings, result in lower heat consumption in general. If district heating must continue to be competitive in the future, it is necessary to think strategically. By placing a heat storage with every consumer, and only use the pipe network in short periods, heat loss is reduced. This is called pulse operation. By using heat stores the pipe network will only be operating at high load while the heat stores are filled. When all heat stores are full the network will be shut down and consumers are supplied exclusively from the heat stores. When the heat stores are running low the heat production is stated again. To find out how such a system will work, a general dynamic model of a district heating network is developed. The model is made using the energy calculation program DNA (Dynamic Network Analysis). This model calculates district heating networks both with and without plus operation. The studies look only at the technical and energy advantages and disadvantages, no economic analysis and calculations are done. Calculations show that there is a significant potential of using plus operating over a traditional district heating system. In fact the benefit is greater the lower the heat density in the district heating network are. Thus it is possible that pulse operation can be used in areas where it does not pay with a traditional district heating system. Pluse operation requires more complex control and communication between consumer and producer. In addition, there is extra investment costs. The operation of a cogeneration plant will also be affected by the plus operation. There is potential to plus operation can be used in practice due to cost savings but further studies are needed.
Abstract I fjernvarmenet med lav varmedensitet vil netvirkningsgraden have svært ved at komme højt op selvom nettet er godt isoleret. Det skylde at varmetabet i et fjernvarmenet er stort set uafhængigt af forbruget. Specielt i sommer måneder, med meget lavt forbrug, vil dette føre til en lav virkningsgrad. Desuden vil sænkning af varmeforbruget i bygninger pga. efterisolering og lavenergibygninger føre til lavere varmeforbrug generelt. Hvis fjernvarme skal blive ved med at være konkurrencedygtigt i fremtiden er det nødvendigt at tænke strategisk, og tænke nyt. Der undersøges forskellige måder hvorpå varmetabet fra et fjernvarmenet kan reduceres. Der fokuseres på en metode der kaldet pulsdrift. Det går ud på, at placere et varmelager hos hver enkelt forbruger og kun bruge nettet noget af tiden. På den måde kan varmetabet reduceres. Fjernvarmenettet drives udelukkende ved maksimal last, mens lagrene fyldes . Når alle lagre er fulde vil nettet blive lukket ned og forbrugerene forsynes udelukkende fra lagrene. Når der igen er brug for varme startes varmeproduktionen og nettet op og lagrene lades op igen. For at undersøge et sådant system er der udviklet en generel dynamisk model af et fjernvarmenet. Modellen er lavet vha. energi beregningsprogrammet DNA (Dynamic Network Analysis). I denne model regnes der på fjernvarme netværk både med og uden plusdrift. Undersøgelserne ser kun på de energimæssige fordele og ulemper, der foretage ikke økonomiske analyser og beregninger. Beregningerne viser at der er et væsentligt potentiale ved at benytte plusdrift i forhold til et traditionelt drevet fjernvarmenet. Faktisk bliver fordelen større jo lavere varmedensiteten er i fjernvarmenettet. Dermed er der mulighed for at plusdrift kan benyttes i områder hvor det ikke kan betale sig med et traditionelt fjernvarmenet. Plusdrift kræver mere kompliceret styring, og kommunikation mellem forbruger og producent. Derudover er der ekstra investeringsomkostninger for varmeforbrugeren. Driften at et kraftvarmeværk vil også blive påvirket af plusdrift. Der er et potentiale for at plusdrift kan benyttes i praksismed besparelser til følge men yderligere undersøgelser er nødvendige.
Imprint Technical University of Denmark (DTU) : Kgs. Lyngby, Denmark
Fulltext
Original PDF Rasmus_Sandbech_Clausen_EKSAMENSPROJEKTRAPPORT.pdf (4.59 MB)
Admin Creation date: 2009-11-05    Update date: 2010-10-28    Source: dtu    ID: 252035    Original MXD