Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Små värmekällor: Kunden som prosument
Mälardalen University, School of Business, Society and Engineering, Future Energy Center. Energianalys AB, Sverige.ORCID iD: 0000-0003-1965-0532
Lunds universitet, Sverige.
Lunds universitet, Sverige.
2016 (Swedish)Report (Other academic)
Abstract [sv]

Det finns stor potential att ta tillvara lokal, småskalig värme i fjärrvärmesystemen. Små värmekällor kan utgöras av industriell restvärme, solvärmeanläggningar, krematorier och olika sorters kylmaskiner i lokaler, idrottsanläggningar och butiker. Prosument är ett begrepp som blir allt vanligare för att beskriva en fjärrvärmekund som både köper och säljer fjärrvärme. Fjärrvärmeföretagens egna topplast- eller reservpannor är också intressanta ur denna rapports perspektiv som behandlar hur inmatningen av värme från en prosument till fjärrvärmenätet görs på bästa sätt.

Många mindre värmekällor har uppvisat problem med pendlingar i inmatad effekt och flöde. Detta kan ha direkt negativ inverkan på värmekällans prestanda – exempelvis genom att solfångare får lägre värmeutbyte. I ett framtida scenario där små värmekällor står för ett betydande bidrag till fjärrvärmen, måste lokal värmeinmatning fungera tillfredsställande. Denna studie har syftat till att undersöka varför det uppstår pendlingar i inmatningssystemen och vad som kan göras för att dessa ska undvikas.

De två vanligaste varianterna för lokal inmatning är retur/retur (R/R) och retur/fram (R/F) vilket innebär att fjärrvärmevatten tas från returledningen, värms av den lokala värmekällan och matas tillbaka in i fjärrvärmesystemets retur- respektive framledning. R/R är mindre komplicerad men behäftad med fler nackdelar, framför allt att den höjer returtemperaturen i fjärrvärmesystemet. R/F är det inkopplingssätt som förefaller vara mest användbart men som samtidigt är mer komplext att reglera. Det är i R/F-system som pendlingar i inmatningen påträffats och skälet är att regleringen inte lyckats ta hänsyn till att det största tryckmotstånd som ska övervinnas i inmatningen är fjärrvärmenätets differenstryck. Differenstrycket beror inte av inmatningsflödets storlek vilket får till följd att när denna tryckskillnad är övervunnen av inmatningssystemet blir flödet väldigt lätt för stort. Ju större differenstryck och ju mindre anläggning desto större är risken för detta förlopp.

Grundprincipen, som kan tyckas självklar, är att den inmatade effekten ska vara lika stor som den tillgängliga. Om inte ett värmelager används, vilket är mindre önskvärt av praktiska och ekonomiska skäl, kan detta åstadkommas på två olika sätt: antingen med ett flödesreglerat eller med ett temperaturreglerat system.I ett flödesreglerat system ska det inte finnas någon kortslutningsledning (shunt) mellan retur- och framledningen. Det inmatade flödet ska styras med inmatningspumpen med eller utan hjälp av en 2-vägsventil som ligger i serie med pumpen.

I ett temperaturreglerat system ska det finnas en kortslutningsledning som aldrig får stängas. Stängs den blir det ett flödesreglerat system och det ställer helt andra krav på styrningen av inmatningspumpen. Inmatningspumpens varvtal styrs efter en börvärdeskurva där ärvärdet utgörs av differenstrycket. Eftersom differenstrycket är relativt stort och konstant (ur ett kortsiktigt perspektiv) så är det enklare att balansera det inmatade flödet med en tvåvägsventil än en trevägsventil i kortslutningsledningen.Värmekällor som kräver en given returtemperatur eller som inte kan lyfta hela temperatursteget kan med fördel kan anslutas temperaturreglerat medan värmekällor som ska arbeta vid så låg temperatur som möjligt eller kylas så långt det går bör anslutas flödesreglerat, eventuellt med en temperaturreglerad uppstart.

Abstract [en]

There is a huge potential to supply district heating systems with heat from small, distributed sources such as industrial surplus heat, solar thermal systems, crematories and cooling machines in offices, sport facilities and grocery stores. Prosumer is a concept that is becoming more and more common in order to describe a district heating customer that both buys and sells district heat. The district heating companies own peak load and reserve boilers are also interesting from the point of view of this study which deals with how feed-in of heat into the district heating network from a prosumer best is done.

Many small heat sources have shown problems with variations in the feed-in flow. This can have a direct negative influence on the heat source’s performance – e.g. solar collectors. In a future scenario where distributed generation makes up a significant contribution to district heating, local feed-in must function satisfactorily. The objective of this study has been to examine why there are variations in the feed-in systems and how they can be avoided.

The two most common variants of local feed-in is return/return (R/R) and return/supply (R/S) which means that district heating water is withdrawn from the return pipe, heated by the local heat source and then fed back into the district heating system’s return or supply pipe. R/R is less complex but has several drawbacks, mainly that it increases the return temperature in the district heating system. R/S is generally the more applicable choice but it is also more complex to control.

It is in R/S systems that variations in feed-in flow have been observed and the reason is the control system’s inability to account for that the largest pressure resistance to be overcome in the feed-in circuit is the differential pressure in the district heating network. The differential pressure is not dependant of the feed-in flow which means that once this pressure difference is overcome, the feed-in flow easily becomes too big. The bigger the differential pressure and the smaller the local heat source the bigger the risk for this course of events.The basic principle, which is rather obvious, is that the feed-in heat power must match the available heat power. Unless a storage is used, which is generally to be avoided for practical and economic reasons, this can be done in two different ways: either through a flow-controlled or a temperature-controlled system.

In a flow-controlled system no short circuit flow (shunt) is used between the return and supply pipe. The feed-in flow is controlled by the feed-in pump with or without assistance from a two-way valve in series with the pump.In a temperature-controlled system there is a short circuit pipe which must never be closed, or else it will work as a flow-controlled system. The speed of the feed-in pump is controlled via a setpoint curve with the differential pressure used as input. Since the differential pressure is relatively big and constant (from a short time perspective), it is easier to balance the flow using a two-way valve rather than a tree-way valve in the short circuit.

Heat sources which demand a given return temperature, or which cannot increase the temperature the whole way can be connected using temperature-control while heat sources which shall work with a temperature as low as possible or be cooled as far as possible can be connected using flow-control, possibly with a temperature-controlled start-up phase.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , p. 90
Series
Energiforsk ; 2016:289
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:mdh:diva-34522OAI: oai:DiVA.org:mdh-34522DiVA, id: diva2:1058756
Projects
FjärrsynAvailable from: 2016-12-21 Created: 2016-12-21 Last updated: 2016-12-21

Open Access in DiVA

fulltext(5132 kB)47 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 5132 kBChecksum SHA-512
53cc2a688c5d99fd9f3c6c03e19647aeb9631fdb14662f27bf16f86cf7c643bfaa76d19747983f87ccec2f7f368ce1f5979c34e7299ad0456b1b4eb5f9bc0dc4
Type fulltextMimetype application/pdf

Other links

Energiforsk: Små värmekällor – kunden som prosument

Search in DiVA

By author/editor
Lennermo, Gunnar
By organisation
Future Energy Center
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 47 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 224 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf