Схематическая диаграмма связи бака теплохранения

Цифра 8 показывает принцип соединения бака теплохранения к системе нагрева. Когда тепло от буфера используется, оно извлекается из вершины бака. Температура наиболее высока наверху бака. Клапан VK1 закрыт, и насос 1 остановился. Трехходовой клапан МК открыт, чтобы извлечь воду из буфера (порт A). Порт В и двухходовой клапан VK2 закрыты. Горячая вода теперь может течь со смешивающегося клапана на коллектор распределения через A-AB. Если температура воды от буфера понижается слишком много, смешивающийся клапан может смешаться в горячей воде от котла через порт B. Клапан VK2 все еще закрыт. Когда порт В смешивающегося клапана МК полностью открыт, двухходовой клапан VK2 откроется так, чтобы был полный поток от котла к коллектору. Размеры смешивающегося клапана МК должны быть разработаны так, чтобы гарантировать то, что тепло может быть извлечено из бака настолько быстро насколько возможно, когда это требуется. Клапан VK1 и насос 1 с другой стороны только должны транспортировать произведенное тепло, когда горелка находится в низком положении, в бак теплохранения.

Зимой котел производит больше CO2, чем растение может использовать. Летом недостаточно CO2 выпускается котлом для максимального производства. Это поднимает вопрос того, возможно ли хранить излишек CO2, произведенный зимой для использования в течение лета. Это также имело бы смысл с точки зрения окружающей среды, как способ уменьшить CO2 эмиссию. В течение середины восьмидесятых TU в Дельфте выполнила исследование по возможности хранения дымоходного газа CO2. Однако, количество дымоходного газа, требуемого в течение лета – такое, что оно не могло быть сохранено без обработки. Концентрация CO2 должна быть увеличена от 9 до 10 % в дымоходных газах к 90 % для хранения. Во всех исследованных вариантах стоимость очистки, сжатия и хранения намного выше чем затраты, вовлеченные в нормальный метод работы системы обогрева, когда есть требование на CO2. Даже при цене на газ 40 центов за м³, этот метод все еще более выгоден. Если нет требования тепла, цена на газ существенна при вычислении цены на стоимость CO2. Заключение исследования было таково, что выгодным возможно делать только однодневное хранение. Другими словами, обогрев в течение ночи и хранение дымоходного газа CO2 для дозирования в течение дня. Однако самый дешевый метод хранения, при котором CO2 не сохраняется под давлением, требует объема 800 м³/га. Ночное хранение CO2 – противоположность хранения тепла в течение дня в буферном баке. Однако буфер тепла является намного меньшим (100-120 м³/га). Это представляет существенное различие относительно стоимости, места и блокирования света. Общее заключение было таково, что хранение дымоходного газа CO2 является технически возможным, но непрактичным и слишком дорогим за длительные периоды.

Секция 5 включает вычисление максимальной стоимости хранения CO2, если улучшенные методы хранения состояли в том, чтобы стать доступными.
3.2 НАГРЕВАТЕЛИ ГОРЯЧЕГО ВОЗДУХА КАК ИСТОЧНИК CO2
Введение

При нагревателях горячего воздуха тепло от сгорания выпускается непосредственно в воздух теплицы. Вентилятор уносит воздух теплицы мимо области сгорания и в теплицу. Нагреватели горячего воздуха установлены в областях выращивания, которые они обогревают. Поэтому они должны быть стойкими к условиям теплицы. Это включает прямой солнечный свет, сильную температуру, колебания влажности и агентов защиты урожая.

- Тепло и CO2 равномерно распределены.

- Растения напротив не поражены чрезмерными воздушными семенами или чрезмерным сгоранием температуры газа или тепловым излучением.

- оборудование не поражается аэрозолем или капающей водой.

Вентиляторы горячего воздуха имеют открытую палату сгорания. Газы сгорания вдуваются вентилятором в область, в которой вентиляторы горячего воздуха приостановлены. Приборы, используемые в садоводстве, снабжены максимальной нагрузкой до 130 кВатт и иногда называются также CO2 горелками. Вентиляторы горячего воздуха разработаны так, чтобы гарантировать, что сгорание является полным с достаточной подачей кислорода, и что производится очень немного вредных газов сгорания. Это делает их подходящими для использования как CO2 источника и означает, что они могут использоваться в теплицах, где присутствуют люди. Если сгорание неполное, количество вредных газов сгорания (вредные газы), то есть угарный газ (CO), этилен (C₂H₄), окись азота (NO_X) значительно увеличивается. Для предотвращения проблем, связанных с неполным сгоранием, правильное обслуживание оборудования и контроля газов сгорания для присутствия несгораемых углеводородов, является необходимым. Поэтому контракт обслуживания с изготовителем или монтажником высоко рекомендуется. Практически это применяется, если CO2 горелка также используется, чтобы обогреть теплицу. С низкими внешними температурами, когда вентили закрыты и оборудование работает в течение многих часов одновременно, концентрация вредных газов может значительно увеличиться. Адекватная поставка кислорода к горелке существенна.

Сгорание природного газа использует кислород от воздуха теплицы и выпускает CO2 в воздух теплицы. Если теплица не проветрена, содержание кислорода (обычно приблизительно 20 %) в воздухе теплицы понизится, и содержание CO2 повысится. Хорошо разработанный прибор будет все еще достигать полного топливного сгорания с небольшим снижением в содержании кислорода, но это не будет длиться очень долго. Сгорание больше не будет полным и этиленовая и углеродистая одноокись будет выпущена в теплицу. Поэтому необходимо гарантировать, что есть достаточная подача кислорода при использовании CO2 горелки. Доступны множество вариантов:

о Непрерывная минимальная вентиляция теплицы.
о Использование (внешняя стена) вентиляции, которая включается автоматически, когда концентрация CO2 увеличивается слишком много.

о Подача внешнего воздуха к горелке

Горелка низкого NO_X CO₂ доступен в дополнение к обычным горелкам CO₂. Эти горелки имеют чрезвычайно низкую NO_X эмиссию благодаря специальной разработке горелки. В зависимости от типа, это – между 5 и 20 ppm (приблизительно 10-40 мг/м³). Как результат, эти горелки являются более подходящими для дозирования CO₂ и более экологически благоприятными, чем более обычные горелки. Обычные горелки имеют NOx эмиссию 70-80 ppm (приблизительно 150 мг/м³). Горелки низкого NO_X обычно имеют марку > GASTEC QA. Низкий NO_X.

Нагреватели постоянного воздуха не приостановлены (по сравнению с вентиляторами горячего воздуха). Это – нагреватели горячего воздуха с дымоходом, которые главным образом установлены с целью обогрева. Эти нагреватели часто использовались в прошлом для объединенных культур: помидоров (в течение лета) и салата (зимой). Они используются все меньше и меньше, поскольку эти объединенные культуры становятся менее распространенными. Они все еще используются в маленьких теплицах и для некоторых средне обогреваемых овощей и цветочных культур. Мощь этих приборов обычно превышает 300 кВатт. Газы сгорания могут использоваться для дозирования CO2, обеспечивая высокое качество, используется правильно отрегулированная и хорошо обслуженная горелка. Между дымоходом и выхлопным капюшоном воздушного нагревателя для дозирования CO2 помещено отделение. Отводной клапан в дымоходе выпускает дымоходные газы через дымоход или возвращает их (частично) на нагреватель воздуха, где они вдуваются в теплицу и распределяются потоком воздуха.

Чистый промышленно произведенный CO2 также используется в садоводстве и имеет преимущество постоянного доступа в достаточных количествах. CO2 – также побочный продукт производства удобрений. Когда этот сырой газ был сжат, охлажден и очищен, он становится жидким CO2. Он не содержит нежелательные вредные газы. Использование чистого CO2 не производит тепло. Это – преимущество, когда требование тепла маленькое или вообще нет требования. Недостаток чистого CO2 лжет в факте, что он дороже, чем дымоходный газ CO2.

О система дозирования CO2;

О разводка труб, чтобы распределить CO2 в газовой форме эффективно по всей теплице;

О программа климат-контроля для рентабельного дозирования.

Чистый CO2 хранится в жидкой форме под давлением в баках, которые называются также криогенные баки. Система хранения состоит из бака с двойной стеной. Промежуточное пространство заполнено изоляционным материалом. Жидкий CO2 в баке – при температуре приблизительно -25 °C. Даже с изоляцией некоторый CO2 все еще может испаряться. Гарантировать то, что давление не становится слишком высоким – при 20°C, давление жидкого CO2 – приблизительно 73 бара – некоторые баки оборудованы системой охлаждения. Другие типы просто выпускают избыточное

давление. Баки арендованы и обслужены газовыми поставщиками. Важно то, что баки находятся на хорошем обслуживании, чтобы гарантировать успешную работу. Обширный флот транспортного средства поставщика (танкер грузовики) гарантируют регулярную поставку.
Методы дозирования CO2

Есть различные методы превращения жидкого CO2 в газ CO2.

В садоводческих предприятиях, которые имеют систему распределения центрального CO2 для дымоходного газа CO2, используется специальная дозированная единица, чтобы ввести жидкий CO2 близко к центральной вентиляционной системе. Воздух, втянутый снаружи или из котельной, испаряет жидкий CO2. Если система распределения дымоходного газа CO2 работает правильно, распределение чистого CO2 также будет успешным.

Жидкий CO2 втягивается через электрически нагретую водную ванну через трубу катушки. Это требует 0.13 кВатт энергии для испариться 1 кг жидкого CO2 в час на 0.552 м³ CO2 газа.

CO2 может также дозироваться, используя вентиляторы циркуляции воздуха. Этот метод предпочтителен, когда разводка трубочек на земле (в кроватях растения) создают преграду. Это – простой метод, но он имеет ограничения. Дозирование с открытыми вентилями приводит к большей потере CO2, потому что газ применен выше урожая и поэтому убегает более легко из теплицы.

С этим методом, несколько компаний получают чистый CO2 от коллективного бака. Газовые счетчики регистрируют уровни потребления каждой индивидуальной компании. С экономной точки зрения это может быть привлекательной альтернативой. Один большой бак дешевле, чем множество маленьких баков.

Электростанции преобразовывают первичную энергию (газ, нефть, уголь) в электричество и тепло. В обычной электростанции, выпуск – приблизительно 40 %, в последних, самых современных станциях, это приблизительно 55 %. Выпущенное тепло, 60 % и 45 % соответственно, обычно не используется для определенной цели. Тепло выпущено в окружающую среду через охлаждающуюся воду или охлаждающуюся башню и потрачено впустую. Система Т/М – комбинация двигателя сгорания, обычно запускаемого природным газом, и генератором (тип динамо). Природный газ воспламеняется в газовом двигателе и преобразовывается в тепло (Т) и мощность (М) = поток. Фактически, это – своего рода мини-электростанция. Тепло, произведенное во время этого процесса, не потрачено впустую, однако, оно используется для того, чтобы нагреть теплицу. Используются и мощность и тепло! Когда в садоводческом бизнесе мощность производится через систему Т/М вместо электростанции, можно достигнуть топливных сбережений до 29 %. Эта система также уменьшает эмиссию CO2 на 29 %.

Дымоходные газы от газового двигателя в системе Т/М содержат концентрации ядовитых веществ, включая составы азота (NOx) и этилена (C₂H₄), которые слишком высоки, чтобы использоваться для дозирования CO2 без очистки. Если Т/М не имеет очистки дымоходного газа, CO2, требуемый для удобрения CO2, обычно происходит от дымоходных газов котла, доступных на участке. Это ограничивает количество операционных часов Т/М к приблизительно 4000 и достигает охвата тепла до 50 %. Как только дымоходные газы от Т/М очищены, они являются подходящими для дозирования CO2. Это создает намного более рентабельную ситуацию с точки зрения энергии. Количество операционных часов может теперь быть увеличено к приблизительно 5500 и охвату тепла к больше, чем 70 %. Поэтому, очистка дымоходного газа для дозирования CO2 увеличивает количество операционных часов для системы Т/М и преследуемых сбережений энергии.

Если система Т/М была поставлена компанией общественного пользования, желательно также взять компанию общественного пользования для установки системы очистки дымоходного газа. Тогда вся система находится в руках единственного владельца. Это предотвращает юридические проблемы и проблемы ремонта/обслуживания, которые могли бы произойти, если компания общественного пользования владеет системой Т/М, а производитель владеет системой очистки дымоходного газа. Например, компания общественного пользования могла бы пропустить пиковый момент, потому что каталитическая система конвертера производителя – не в порядке. Или наоборот, каталитический конвертер производителя поврежден чрезмерным нефтяным проникновением от газового двигателя.

Т/М системы, управляемые производителем, могут базироваться на 'островном' или 'параллельном' действии. В случае островного действия Т/М не связан с сетью электричества магистрали, в случае параллельного действия – да. В последнем случае электричество может поставляться к сетке через трансформатор.

CO2 также требуется, когда HID освещение активно. Когда Т/М активен для освещения, очищенные дымоходные газы могут использоваться одновременно для дозирования CO2. Однако, в дни с достаточным солнечным светом, то есть большинство летних месяцев, есть потребность в CO2, но не в электричестве для HID освещения. С параллельной связью к сети электричества магистрали Т/М + ОДГ может продолжить работать. CO2 посылается теплице, тепло к теплице или буферу и электричество поставляются к компании распределения электричества. Это не возможно с островным действием. Т/М и ОДГ не работают, когда нет никакого требования на электричество для HID освещения. Это ограничивает количество операционных часов.
Сравнение Т/М + ОДГ с CO2 от котла

производство тепла и CO2

Теория проста. Система Т/М + ОДГ поставляет почти вдвое больше CO2, чем котел с тем же самым количеством тепла (Таблица 9). Этот избыточный продукт CO2 может использоваться, чтобы достигнуть более высокой концентрации CO2 в теплице и поэтому более высокого производства. Тот же самый уровень CO2, что касается котла, может быть обслужен, но с 50 % меньше производства тепла. Излишки тепла происходят менее часто, и необходимо меньше буферной вместимости.

Таблица 9. Сравнение производства CO2 системы тепла/мощности и котла с подобным производством тепла

Однако практически вещи часто являются более сложными. Модулирующие горелки могут быть установлены на низкой позиции горелки, где низкое требование CO2 (начало утра) связано с минимальным производством тепла. Даже если убавленный к 50%-ому частичному грузу, Т/М + ОДГ мог бы тогда произвести слишком много CO2 и снабдить больше тепла, чем котел. Больше, чем один Т/М на отдельном участке, где один или более Т/М имеют FGP, дал бы больше гибкости в этой ситуации, Т/М + ОДГ должен также быть настроен правильно к программе дозирования CO2 в климатическом компьютере. Поэтому, желательно связаться с поставщиком компьютера на раннем этапе.
Регулирование системы дозирования CO2 по предпосылке производителя

При замене котла на Т/М CO2, система дозирования должна быть отрегулирована так, чтобы подходить к новой ситуации. Следующие аспекты должны быть приняты во внимание:

Сгорание природного газа в котле обычно происходит с минимальным излишком воздуха, где содержание CO2 в дымоходных газах составляет приблизительно 10 % (таблица 3.1). С дымоходными газами от Т/М, содержание CO2 сильно зависит от типа газового двигателя. Чтобы соответствовать юридическому стандарту для эмиссии NOx, большинство Т/М газовых двигателей, установленных начиная с конца восьмидесятых – "бедная смесь" двигатели. Они работают, используя обильный излишек воздуха (A, = 1.3-1.6). В результате, содержание CO2 – между 7.0 и 9.0 % объема (таблица 5). Более старые двигатели часто работают без излишка воздуха или с очень незначительным излишком. Следовательно, содержание CO2 в дымоходных газах высокое, до 11.7 % объема (таблица 5).

Содержание водного пара очищенных дымоходных газов также отличается для каждой системы. Из-за высокого излишка воздуха один м³ природного газа от Т/М содержит меньше водного пара, чем один м³ от котла. Таблица 3.1 показывает то, что точка уплотнения с 60%-ым излишком воздуха (газовый двигатель низкой смеси, X =1.6) – больше, чем на 7°C ниже, чем со сгоранием в котле с 10%-ым излишком воздуха (воздушный фактор =1.1). Если есть недостаточное охлаждение в конденсаторе дымоходного газа системы Т/М FGP, большие количества конденсата могут формировать в системе дозирования CO2 теплицу и должны быть удалены.

При дозировании CO2, используя очищенные Т/М дымоходные газы, поток объема газа будет значительно больше при дозировании с котлом. Это – из-за большего количества дымоходного газа на м³ сгораемого природного газа и более низкого содержания CO2. Это должно быть принято во внимание при

монтаже или расширении системы трубочек между системой Т/М и вентилятором CO2, при определении размера вентилятора CO2 и проектированию или модификация системы дозирования CO2 в теплице. Когда очищенные дымоходные газы от газового двигателя используются, содержание CO2 очищенных дымоходных газов, содержание воды и точка росы, полное количество дымоходного газа и качество должны быть взяты во внимание.

Связь с дымоходными газами котла

Даже если Т/М имеет систему очистки дымоходного газа, может быть полезно, иметь доступ к дымоходным газам от котла. Например, если котел уже работает (зимой) или когда требуется больше CO2, чем Т/М + ОДГ может снабдить, или если Т/М происходит не в порядке из-за ошибки или для обслуживания. Лучшая связь между котлом CO2 и Т/М CO2 должна быть оценена для каждой индивидуальной ситуации. Когда оба потока отосланы теплице через тот же вентилятор и систему дозирования, должно быть возможно запечатать каждый индивидуальный газовый поток через клапан с ограниченным выключателем. Вентилятор должен выключиться автоматически, если газовый поток становится загрязненным и не должен реактивироваться, пока не был получен сигнал о том, что клапан выключателя в загрязненном газовом потоке был полностью закрыт.

Большие количества тепла и CO2 выпускаются, когда производится электричество. С экологической точки зрения, важно поместить остаточное тепло и потраченный CO2 к полезной цели. Тепло, выпущенное при производстве электричества, может использоваться, чтобы нагреть теплицы и для других целей. Первое предприятие, который применило этот принцип в Нидерландах, было Amercentrale в Брабанте. В результате, возникла сфера тепличного садоводства > Plukmade = возле Made-Drimmelen. Другие производители электричества, такие как Elektriciteitsbedrijf Zuid-Holland (EZH) и GasEdon в Drente, следуя примеру с развитием садоводческих проектов. Скоро стало ясно, что подача CO2 имеет главное воздействие на степень продажу отопления. Если CO2 не поставляется, гроверы используют дымоходный газ от собственных котлов. Тепло, производимое во время этого процесса, уменьшает потенциальные продажи электростанции. EZH вычислил, что это могло составить до приблизительно 40 % общей продажи отопления, так, чтобы норма охвата осталась бы приблизительно 60 %. Если электростанция подает CO2 так же как тепло, норма охвата могла бы повыситься больше чем на 80 %. Поэтому поставки CO2 находятся в центре деятельности рассмотрений для каждого нового и верхнего и бегущего остаточного проекта тепла.

Plukmade теплица в области садоводства в Noord-Brabant

Th6 Plukmade в области тепличного садоводства расположен около муниципалитета Made-Drimmelen в Noord-Brabant. Начальное развитие области началось в 1985. Это – первый проект садоводства крупного масштаба в Нидерландах с централизованными поставками тепла. В 1997 это охватило приблизительно 60 гектаров, распределенных по 35 компаниях. В 1987 добавлялось средство для поставки чистого CO2. Производители в области получают тепло и чистый CO2 от компании общественного пользования PNEM. Тепло приходит от близлежащего Amercentrale N.V. Elektriciteit-Productiemaatschappij Zuid-Nederland (EPZ). Цена чистого снабженного CO2 немного ниже, чем обычная цена за чистый CO2. EPZ в настоящее время исследует, в соединении с PNEM, возможность поставки CO2 порожденного из Amercentrale дымоходных газов. Это подразумевало бы, что более дешевый CO2 мог быть поставлен, и отходы CO2 могли быть хорошо использованы. Конечно, дымоходные газы должны быть очищены, чтобы гарантировать то, что они являются подходящими для тепличного садоводства. Если бы эта опция оказалась выполнимой, это подразумевало бы, что в принципиально больших количествах CO2 станет доступным по более низкой цене, чем в настоящее время.

Кроме Plukmade polder, другие приблизительно 60 компаний в Брабанте с полной поверхностью приблизительно 75 га были связаны с остаточным теплом в 1997, включая 30 га около Asten.