Betriebsführungsstrategien zur Steigerung der elektrischen Energieeffizienz bei der thermischen K?lteerzeugung

摘要

Der Einsatz thermisch angetriebener K?lteanlagen moderner Bauart bietet eine technische und wirtschaftliche M?glichkeit zur Steigerung der Energieeffizienz in Versorgungssystemen mit Kraft-W?rme-K?lte-Kopplung (KWKK). Das Forschungsprojekt ?EnEff:W?rme - Feldtest Absorptionsk?ltetechnik für Kraft-W?rme-K?lte-Kopplungssysteme", kurz FAkS, umfasst 25 Absorptionsk?lteanlagen in 16 Feldtestinstallationen [1]. Die an der TU Berlin mit Partnern entwickelten Absorptionsk?lteanlagen werden in diesem Feldtest hinsichtlich des Optimierungspotentials für die Konstruktion, Systemintegration und Regelung untersucht. Das Verbundprojekt von AGFW, BTGA, ILK, TU Dresden und der TU Berlin wird von Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gef?rdert. Die Projektlaufzeit endet im August 2018. Die eingesetzten Absorptionsk?lteanlagen (AKA) werden mit einer modellbasierten Mehrgr??enregelung betrieben (sog. CE-Regelung), so dass nicht nur die geforderte K?lteleistung und die Kaltwassertemperatur eingehalten werden k?nnen, sondern auch der Sollwert für die Hei?wasseraustrittstemperatur [2]. Die Rückwirkungen dieser geregelten Austrittstemperatur auf die KWK-Erzeugereinheiten und die damit verbundenen Auswirkungen auf die Energieeffizienz im gesamten KWKK-System werden durch die TU Dresden untersucht [3]. In diesem Beitrag wird explizit die K?lteerzeugungsanlage (KEA) betrachtet, zu deren Bilanzkreis sowohl die Absorptionsk?lteanlage als auch das Rückkühlwerk und die Versorgungspumpen im Hei?-, Kühl- und Kaltwasserkreis z?hlen. Im Rahmen des Feldtestprojekts werden alle Energieverbr?uche dieser Komponenten einzeln erfasst und analysiert. Der Kühlwasserkreis ist dabei von besonderem Interesse, da dieser (ungeregelt) für ca. 60% bis zu 90% des gesamten Elektroenergieverbrauchs der KEA verantwortlich ist. Die Betriebführungsstrategien, die ab 2017 eine Erweiterung der Anlagenregelungslogik der installierten AKA im Feldtest darstellen, erm?glichen eine dynamische Anpassung des Volumenstroms in den externen Kreisen der KEA und k?nnen somit zu einer Steigerung der Energieeffizienz bei der thermischen K?lteerzeugung führen. Erste vorl?ufige Ergebnisse zur einer Volumenstromregelung im Kaltwasserkreis der KEA zeigen, dass der Elektroenergieverbrauch der Kaltwasserpumpe um bis zu 80% reduziert werden kann [4]. In diesem Beitrag werden eine Betriebsführungsstrategie in Kaltwasser und zwei Betriebsführungsstrategien im Kühlwasserkreis zur Volumenstrom- und/oder Temperaturregelung funktionell n?her dargestellt und erste Betriebsergebnisse zur elektrischen und thermischen Effizienz als auch die Auswirkungen auf den Anlagenbetrieb genauer vorgestellt.