Simulation and Evaluation of Different Boiler Implementations and Configurations in Solar Thermal Combi Systems

Glembin, Jens; Adam, Mario; Deidert, Jörn; Jagnow, Kati; Rockendorf, Gunter; Wirth, H

doi:10.1016/j.egypro.2012.11.070

Cited by 9 publications

(5 citation statements)

References 4 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Table 2 shows, after the "Low emission reduction program for Łaziska Górne Commune", that the production of thermal energy from biomass-fired boiler does not generate CO 2 emission into the atmosphere. It is true only when the balance of this gas is included in the final effect of the growth of the plant that produces a pellet (Stolarski et al 2013;Glembin et al 2012). The balance assumes that this amount of CO 2 gas, which is absorbed from the atmosphere at the time of the plant growth (photosynthesis) will be emitted to it when the fuel is burnt with the use of energy.…”

Section: The Results Of the Environmental Assessment With Lcamentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

The ecological and economic aspects of a low emission limitation: a case study for Poland

Dzikuć

Adamczyk

2014

Int J Life Cycle Assess

View full text Add to dashboard Cite

Purpose The purpose of this study is to demonstrate ecological benefits of the thermal modernization of the central heating system in terms of the replacement of the central heating boiler for a modern boiler that is characterized by economically and ecologically beneficial parameters of the operation. It is particularly important in industrial regions where the concentration of harmful gases is high. An example is a region in Poland, which is the most industrialized and urbanized. Methods The methodology is underpinned by life cycle thinking. The evaluation of the environmental benefits resulting from the modernization of heat sources was made with the use of life cycle assessment (LCA) technique, which was conducted according to the methodology defined in standards ISO 14040 and ISO 14044, using assessment methods included in Sima Pro 7 program with reference to a so-called representative building. The calculations were based on the assessment procedure of Ecoindicator 99, which allows for the presentation of the impact results with respect to 11 impact categories and/or three damage categories. Results and discussion The LCA analysis of the considered heat sources points out unambiguously the most environmentally friendly option with a gas boiler combined with a solar collector. Nevertheless, this option belongs to one of the most expensive solutions of supplying thermal energy in the house. The optimum appears to be a variant using the ecological fuel for biomass, due to widely available biomass in the whole country, a low impact on the environment, the lowest operating costs and moderately high investment costs. The replacement of a low-efficient heat source in the municipal economy is the most energetically effective undertaking. It should be emphasized that the replacement of the inefficient boiler provides the greatest ecological effect in relation to investment costs. Conclusions The aspect of the heat source selection is not only justified by economic and ecological reasons; it primarily results from the local availability of fuel. The use of the environmental technique-the assessment of the product life cycle-to support the decision of the heat source selection becomes a significant aspect in helping investors make environmentally friendly choices.

show abstract

Section: The Results Of the Environmental Assessment With Lcamentioning

confidence: 99%

“…It is an appropriate environmentally friendly solution; however, a low interest of the users in solar collectors is mainly due to the high price of purchase (Glembin et al 2012).…”

Section: The Results Of the Environmental Assessment With Lcamentioning

confidence: 99%

The ecological and economic aspects of a low emission limitation: a case study for Poland

Dzikuć

Adamczyk

2014

Int J Life Cycle Assess

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Glembin et al [34] investigated five different configurations of a hybrid system with solar collectors and a boiler, providing heat for space heating and domestic hot water (DHW) production of a single-family house. A difference in energy savings of up to 12 percentage points between the different configurations was found 2 .…”

Section: Problem Statementmentioning

confidence: 99%

“…Estimated based on Fig.2of reference[34] and considering the case with a collector area of 30m2 3 Estimated based on, respectively, Fig.2 and 3of reference[35], and considering a collector area of 60m 2 and the cases with radiators as emitters 4. Estimated based on Fig.7of reference[36] for "Low" occupancy profiles of concepts "C1 160" and "C2 750".…”

mentioning

confidence: 99%

Hydronic configurations of hybrid heat production systems in buildings: General design methodology and case studies

Riet

Verhaert

2020

Applied Thermal Engineering

View full text Add to dashboard Cite

Hybrid heat production systems, in which sustainable technologies such as Combined Heat and Power (CHP) or heat pumps are combined with auxiliary heaters, have the potential to increase energy efficiency in buildings. In order to exploit this potential, a proper hydronic configuration of the production system is of uttermost importance. Unfortunately, both scientific literature and design guides have focussed little on this aspect.Therefore, this paper proposes a general simulation-based design methodology for selecting the hydronic configuration of a hybrid production system. To illustrate the methodology, it is applied on different case studies in which either a CHP or an Electrical ground-coupled Heat Pump (EHP) is assisted by an auxiliary boiler. The considered apartment building is equipped with a collective heating system for both space heating and domestic hot water (DHW) production, and four different combinations of the temperature levels are considered.Results show that if a CHP is considered, the auxiliary boiler should be implemented in parallel and be assisted by a modulating valve: this increases the Relative Primary Energy Savings (RPES) with up to 6.2 percentage points. EHPs require a separate circuit in the production system for space heating and DHW, preferably with preheating of the domestic cold water (an increase in RPES of up to 16.1 percentage points was reported).The use of a new type of Load Duration Curve to analyse the simulation results proved to be a comprehensible measure for decision making at the level of every stakeholder in the design process. In conclusion, the proposed methodology can assist these stakeholders in their pursuit of high performance hybrid heat production systems.

show abstract

“…Φυσικά, υπάρχει πάντα τουλάχιστον μια βοηθητική πηγή ώστε να καλύπτει τη ζήτηση όταν η ηλιακή ενέργεια δεν επαρκεί. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δίνεται στη διαστασιολόγηση αυτών των συστημάτων καθώς η μεγάλη συλλεκτική επιφάνεια μπορεί να οδηγήσει σε προβλήματα υπερθέρμανσης του συλλέκτη, κατά την καλοκαιρινή περίοδο, όπου οι απαιτήσεις είναι αυξημένες (Drosou et al, 2014), (Deng et al, 2013), (Andersen & Furbo, 2009), (Glembin et al, 2012), (Bois et al, 2015), (Glembin et al, 2016), (Yerdesh et al, 2020), (Beausoleil-Morrison et al, 2019), (Buonomano et al, 2019), (Dipasquale et al, 2016), (Kyriaki et al, 2017).…”

Section: ηλιακά συστήματα θέρμανσης χώρων και ζεστού νερού χρήσης (Combi)unclassified

Ενσωμάτωση Τεχνολογιών Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας Σε Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας

Kyriaki¹,

Κυριάκη²

View full text Add to dashboard Cite

Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (Α.Π.Ε.) αποτελούν ένα αντικείμενο μεγάλου επιστημονικού ενδιαφέροντος εδώ και πολλές δεκαετίες. Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου μεθοδολογικού πλαισίου αξιολόγησης των διαθέσιμων τεχνολογιών Α.Π.Ε., σε ότι αφορά τον κτιριακό τομέα. Η αποτύπωση των υφιστάμενων τεχνολογιών και ο κατάλληλος συνδυασμός τους, του νομοθετικού πλαισίου καθώς και της ευρωπαϊκής ενεργειακής πολιτικής είναι τρία επιπλέον πεδία έρευνας της διατριβής. Το μεθοδολογικό πλαίσιο που αναπτύχθηκε στηρίζεται στην ενεργειακή, περιβαλλοντική και οικονομική αξιολόγηση των τεχνολογιών. Πιο αναλυτικά, η ενεργειακή αξιολόγηση περιλαμβάνει τη μελέτη διαφορετικών ενεργειακών συστημάτων με βασικό στόχο την κατά το δυνατόν μέγιστη συνεισφορά των Α.Π.Ε. στη συνολική κατανάλωση ενέργειας του κτιρίου, ώστε το κτίριο να μπορεί να ενταχθεί στα Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας, αξιοποιώντας παράλληλα τις Α.Π.Ε. με το βέλτιστο δυνατό συνδυασμό. Η περιβαλλοντική αξιολόγηση πραγματοποιείται για το συνολικό κύκλο ζωής του κάθε συστήματος (κατασκευή, χρήση και τελική διάθεση), με σκοπό τον υπολογισμό των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου που σχετίζονται με το κάθε σύστημα. Τέλος, η οικονομική αξιολόγηση βασίζεται κυρίως στη μεθοδολογία Ανάλυσης Κόστους Κύκλου Ζωής (Α.Κ.Κ.Ζ.) και έχει ως βασικό στόχο την ανάδειξη των οικονομικά αποδοτικότερων τεχνικών λύσεων, λαμβάνοντας υπόψη τις μεταβολές στο κόστος καυσίμων κατά τα επόμενα χρόνια. Με την ολοκλήρωση των επιμέρους αξιολογήσεων δημιουργήθηκε ένα μητρώο προτεινόμενων λύσεων για διαφορετικές τυπολογίες κτιρίων για τις τέσσερις κλιματικές ζώνες της Ελλάδας (Α, Β, Γ και Δ). Στη συνέχεια, μέσω της πολυκριτηριακής ανάλυσης αναδείχθηκαν τα βέλτιστα και χείριστα σενάρια ανά περίπτωση, με βαρύτητα κάθε φορά στην ενέργεια, την περιβαλλοντική επιβάρυνση και την οικονομική αξιολόγηση αντίστοιχα. Επιπρόσθετα, στο τέλος δημιουργήθηκε ένα εργαλείο αξιολόγησης – αλληλεπίδρασης με το χρήστη, το οποίο δίνει τη δυνατότητα αξιοποίησης των αποτελεσμάτων της διατριβής αλλά και προσαρμογής τους στις προτιμήσεις του χρήστη, ολοκληρώνοντας έτσι το προτεινόμενο μεθοδολογικό πλαίσιο. Συμπερασματικά, η διατριβή ανέδειξε καταρχήν τη σημασία της χρήσης των τεχνολογιών Α.Π.Ε. στα Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας, αλλά είναι πλέον φανερό ότι η επιλογή του κατάλληλου συστήματος δεν αποτελεί ένα μονοδιάστατο πρόβλημα και ο βέλτιστος συνδυασμός μπορεί να μην είναι μοναδικός. Στις κλιματικές ζώνες Α και Β, όπου οι συνθήκες είναι πιο ευνοϊκές, τα ηλιοθερμικά συστήματα συνδυασμένης λειτουργίας ακόμη και με συμβατική βοηθητική πηγή είναι ιδιαίτερα αποδοτικά όσον αφορά την ενεργειακή τους απόδοση. Στις κλιματικές ζώνες Γ και Δ, όπου οι απαιτήσεις είναι σαφώς μεγαλύτερες και οι κλιματικές συνθήκες λιγότερο ευνοϊκές, ειδικά σε εφαρμογές μεγάλης κλίμακας, μειώνεται σημαντικά η απόδοση των ηλιοθερμικών συστημάτων ενώ κρίνεται επιτακτική η ανάγκη για συνδυασμό τεχνολογιών Α.Π.Ε. Οι λέβητες βιομάζας αποτελούν τη βέλτιστη λύση όσον αφορά το ανθρακικό αποτύπωμα αλλά και την ενεργειακή απόδοση καθώς δεν επηρεάζεται η λειτουργία τους από τις εξωτερικές συνθήκες. Επιπρόσθετα, οι αντλίες θερμότητας αέρα–νερού παρουσιάζουν αυξημένη απόδοση στις κλιματικές ζώνες Α και Β, ενώ παρατηρείται σημαντική μείωση της απόδοσής τους στις Γ και Δ, που οδηγεί τελικά σε μεγαλύτερες ενεργειακές καταναλώσεις καθώς και αυξημένες εκπομπές αέριων ρύπων. Σχετικά με το κόστος, προέκυψε ότι ο συνδυασμός των συστημάτων Α.Π.Ε. οδηγεί σε αυξημένο κόστος εγκατάστασης.

show abstract

Simulation and Evaluation of Different Boiler Implementations and Configurations in Solar Thermal Combi Systems

Cited by 9 publications

References 4 publications

The ecological and economic aspects of a low emission limitation: a case study for Poland

The ecological and economic aspects of a low emission limitation: a case study for Poland

Hydronic configurations of hybrid heat production systems in buildings: General design methodology and case studies

Ενσωμάτωση Τεχνολογιών Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας Σε Κτίρια Σχεδόν Μηδενικής Κατανάλωσης Ενέργειας

Contact Info

Product

Resources

About