Συμπαραγωγή Ηλεκτρισμού & Θερμότητας

[I_Need_Petrol]

Καλησπέρα και χρόνια πολλά.

 

Οι ηλεκτρικές (55 KW) και θερμικές (125 KW) ανάγκες μιας νοσοκομειακής μονάδας καλύπτονται από εγκατάσταση συμπαραγωγής αεριοστρόβιλου ανοικτού κύκλου, που αποτελείται από ένα Η/Ζ ζεύγος και έναν λέβητα φυσικού αερίου.

Βαθμός απόδοσης κύκλου Joule: 38%

Βαθμός απόδοσης γεννήτριας: 95%

Βαθμός απόδοσης λέβητα φ.α.: 80%

Το ποσοστό της θερμότητας που ανακτάται ανέρχεται στο 56% της συνολικής θερμότητας του καυσίμου που δεν εκμεταλλεύεται η Θ.Μ.

 

Πως υπολογίζεται ο λόγος C (ηλεκτρισμός/χρήσιμη θερμική ενέργεια) ??

 

Ευχαριστώ πολύ εκ των προτέρων όσους μπουν στον κόπο να απαντήσουν.

[Τάσος Κυριακόπουλος]

Αν και αρκετά καθυστερημένα κι υποθέτω ότι θα έχεις βρει ήδη την απάντηση που ψάχνεις μετά από 10 χρόνια σχεδόν θα μπω στον κόπο να απαντήσω έστω για λόγους εγκυκλοπεδικούς.Υποθέτω ότι ενας σωστός τύπος είναι εφόσον έχεις το βαθμό απόδοσης joule και το βαθμό απόδοσης της γεννήτριας πολλαπλασιάζεις αυτά τα δύο μεταξύ τους οπότε έχεις ωφέλιμος ηλεκτρισμός =0,38*0,95 και στη συνέχεια για να βρεις την οφέλημη θερμότητα πρέπει πρώτα να βρεις τη συνολική απορριπτόμενη/απωλειόμενη θερμοτητα και να πολλαπλασιάσεις με το 0,56 που είναι το ποσοστό επί αυτής που είναι το ωφέλημο.Για να βρεις τη συνολική θερμότητα σα ποσοστό επί του καυσίμου αφαιρείς από τη μονάδα το βαθμό απόδοσης joule οπότε είσαι (1-0,38)=0,62*0,56=0,3472.

Από κει και πέρα διαιρείς τον ηλεκτρικό βαθμό απόδοσης joule δηλαδή το γινόμενο βαθμού απόδοσης joule και ηλεκτρομηχανικού βαθμού απόδοσης της γεννήτριας με το προηγούμενο ποσοστό (μιας και το ένα είναι θερμότητα που παράγεται και σώζεται αναλογικά με όλο το μηχανικό έργο ενώ το άλλο είναι ωφέλημος ηλεκτρισμός δηλαδή ωφέλημο μηχανικό έργο πλην τις απώλειες της γεννήτριας).Οπότε λογικά κι αν δεν έχω κάνει κάποια χοντρή πατάτα  είσαι 0,38*0,95=0,361 και στη συνέχεια αυτό / 0,3472= 1,39 και κάτι ψιλά.

Ο βαθμός απόδοσης του λέβητα δε παίζει κανένα ρόλο καθώς αυτός ο λόγος αφορά τη μηχανή που κάνει τη συμπαραγωγή.Εκτός κι αν (που πολυ αμφιβάλλω) ο βαθμός απόδοσης joule έχει βγει για όλο το σύστημα με βάση τη μεικτή κατανάλωση λέβητα και αεριοστροβίλου (δηλαδή έκαψα συνολικά τόσο καύσιμο μεικτά,πήρα τόσο ρεύμα καθαρό κι έκανα τη διαίρεση) οπότε στην περίπτωση αυτή θα πρέπει αντίστοιχα ο λόγος 56% που δίνεις στην ενέργεια του καυσίμου που δεν εκμεταλλεύεται ο στρόβιλος,στο σύνολο που βρήκαμε πριν δηλαδή 62% να είναι και ενα άγνωστο ποσοστό του λέβητα μέσα θεωρόντας ότι το σύστημα είναι ενιαίο,αλλά τότε και πάλι δε σε νοιάζει ο βαθμός απόδοσης του λέβητα γιατί όσο και να αποδόσει ο λεβητας η συνολική ανάκτηση 56% έχει λάβει υποτίθεται ήδη υπόψιν τη συνολική προσφορά καυσίμου χ% στο στρόβιλο και ψ% στον λέβητα με το λέβητα να συνεισφέρει ψ%*0,8 στο συνολικό joul efficiency που είναι όπως είπαμε πριν fuel input*(1-0,38)*0,56.

Διαφορετικά χρειάζονται κι άλλα δεδομένα και επαναδιατύπωση του προβλήματος για να παίξει κάπου ρόλο ο βαθμός απόδοσης του λέβητα και να βρεθεί άκρη.

Υ.Γ Πάντως στην εργασία που έκανα για την συμπαραγωγή στο μεταπτυχιακό το phr (power heat ratio) ελληνιστί ο λόγος του ωφέλημου ηλεκτρισμού προς την ωφέλημη θερμότητα που αναζητάς (και μάλλον υπολογίσαμε σωστά πιο πάνω) μας το δίναν έτοιμο και πάντα σε αναφορά με το fuel input της μονάδας που κινεί τη γεννήτρια για την παραγωγή της ισχύος,ο λέβητας με το δικό του θερμικό βαθμό απόδοσης έπαιζε δευτερογενώς ρόλο στις συνολικές καταναλώσεις κι όχι στο phr.

Edited Σεπτέμβριος 18 , 2023 by Τάσος Κυριακόπουλος