Possibilities of applying a low-temperature centralized heat supply network in a multi-apartment building district
Abstract
Lithuania‘s district heating (DH) network tends to maintain high heat transfer temperatures, which limit the efficiency of the system. The aim of this study is to assess the impact of DH and reduced heat transfer temperature in the building on space heating and the possibility of reducing the heat transfer temperature (down to 60 °C) in the DH network by looking at different scenarios and the heat demand of buildings. Three alternatives were analysed: the installation of a temperature-lowering module (mixing unit) in the thermal chamber and the retro-fitting of existing piping and heating appliances, where the temperature of the DH fluid is lowered up to 60 °C and the temperature of the radiators is lowered to 60/40/20. The possibility of lowering the DH heat transfer temperature without upgrading the network by installing heat pumps individually in the buildings or in the heat chamber is examined. An hourly data analysis of a 2-year heating system model for a typical building showed that lowering the DHW temperature to 60 °C and leaving the existing area of heating appliances in the building will not meet the heat demand of the buildings.
Article in Lithuanian.
Žemos temperatūros centralizuoto šilumos tiekimo tinklo pritaikymo galimybės daugiabučių namų kvartale
Santrauka
Lietuvos centralizuotuose šilumos tiekimo tinkluose dažniausiai išlaikomos aukštos šilumnešio temperatūros, kurios apriboja sistemos efektyvumo didinimą. Straipsnyje siekiama įvertinti centralizuoto šilumos tiekimo tinklo (CŠT) ir pastate sumažėjusios šilumnešio temperatūros įtaką patalpų šildymui bei šilumnešio temperatūros žeminimo galimybes (iki 60 °C) CŠT tinkle apžvelgiant skirtingus scenarijus bei siekiant užtikrinti pastatų šilumos poreikius. Buvo analizuojamos 2 alternatyvos: temperatūras žeminančio modulio (pamaišymo mazgo) šiluminėje kameroje įrengimas bei esamų vamzdynų ir šildymo prietaisų modernizacija, kai žeminama CŠT šilumnešio temperatūra iki 60 °C, o radiatorių temperatūrinis grafikas – 60/40/20. Išnagrinėta galimybė žeminti CŠT šilumnešio temperatūrą be pastato šildymo sistemos modernizavimo įrengiant šilumos siurblius (ŠS) individualiai pastatuose. Atlikta tipinio pastato 2 metų šildymo sistemos modelio valandinė duomenų analizė parodė, kad žeminant CŠT temperatūrą iki 60 °C bei pastate paliekant esamą šildymo prietaisų plotą pastatų šilumos poreikis bus nepatenkintas.
Reikšminiai žodžiai: centralizuotas šilumos tiekimas, 4 kartos centralizuotas šilumos tiekimas, šildymo sistemos temperatūros žeminimas, šilumos siurblys.
Keyword : district heating, 4th generation district heating, temperature of the heating system lowering, heat pump
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
References
Čiuprinskienė, J., Čiuprinskas, K. ir Motuzienė, V. (2018). Šildymas, vėdinimas, oro kondicionavimas: teorija ir praktika. Super namai.
European Commission. (2024). Photovoltaic geographical information system. https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/#TMY
Köfinger, M., Basciotti, D., Schmidt, R. R., Meissner, E., Doczekal, C., & Giovannini, A. (2016). Low temperature district heating in Austria: Energetic, ecologic, and economic comparison of four case studies. Energy, 110, 95–104. https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.12.103
Lietuvos Respublikos sveikatos apsaugos ministerija. (2003). Dėl Lietuvos higienos normos HN 24:2023 „Geriamojo vandens saugos ir kokybės reikalavimai“ patvirtinimo (Nr. V-455). https://www.e-tar.lt/portal/lt/legalAct/TAR.2099D15473C7/asr
Lund, H., Østergaard, P. A., Chang, M., Werner, S., Svendsen, S., Sorknæs, P., Thorsen, J. E., Hvelplund, F., Mortensen, B. O. G., Mathiesen, B. V., Bojesen, C., Duic, N., Zhang, X., & Möller, B. (2018). The status of 4th generation district heating: Research and results. Energy, 164, 147–159. https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.08.206
Regionų geoinformacinės aplinkos sistema. (n. d.). https://regia.lt/lt/
Rogoža, A. ir Misevičiūtė, V. (2022). Šilumos siurblių taikymo centralizuotai aprūpinant daugiabučius pastatus šiluma technologinių galimybių tyrimas. Mokslas – Lietuvos ateitis [Science – Future of Lithuania], 14, 1–7. https://doi.org/10.3846/mla.2022.17224
Schmidt, D., Kallert, A., Blesl, M., Svendsen, S., Li, H., Nord, N., & Sipilä, K. (2017). Low temperature district heating for future energy systems. Energy Procedia, 116, 26–38. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.05.052
Šiupšinskas, G., Bielskus, J. ir Rogoža, A. (2021). Daugiabučio modernizavimo įtaka pastato šildymo sistemos temperatūroms. Mokslas – Lietuvos ateitis [Science – Future of Lithuania], 13, 1–6. https://doi.org/10.3846/mla.2021.15275
Tol, H. İ., & Svendsen, S. (2012). A comparative study on substation types and network layouts in connection with low-energy district heating systems. Energy Conversion and Management, 64, 551–561. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2012.04.022