Varmebasert kjøling - et nytt markedssegment?

Transkript

1 Varmebasert kjøling - et nytt markedssegment? Johan Grinrød Fjernvarmedagene

2 Hvorfor kjøling?

3 Hvorfor skal dere tilby kjøling? Markedet etterspør kjøling Leveranse av kjøling legger forholdene til rette for varmeleveranse Alternativet er ofte lokale varmepumper som dekker byggets kjølebehov og størstedelen av varmebehovet. Fjernvarmeleveranse blir da begrenset til spisslast. Samtidig utbygging av fjernvarme og fjernkjøling reduserer investeringsbehovet i forhold til separate prosjekter Flere fjernvarmeanlegg har spillvarme tilgjengelig om sommeren Varmen kan brukes til kjøleproduksjon.

4 Varmebasert kjøling Først en viktig referanse: Kompressorkjøling strøm driver kjøleprosessen, utbredt prinsipp. Tradisjonelt hovedalternativet. Varmebasert kjøling: Absorpsjonskjøling - varme driver kjøleprosessen, lite utbredt. Bruk av spillvarme er en forutsetning for god økonomi. Kan delvis erstatte kompressorkjøling i større kjølesentraler. Sorptiv kjøling varme og luftbefuktning driver kjøleprosessen. Kjøleteknologien er integrert i særegne ventilasjonsanlegg. Lite utbredt, men interessant teknologi der infrastruktur for varme utnyttes.

5 Absorpsjonskjøling Absorpsjonskjøling kan egne seg for bruk i større kjølesentraler der overskuddsvarme avgis til sjø. COP = 0,7 forutsatt tur/returtemperatur lik 90/76 C. Lavere temperaturnivå medfører lavere COP Kan vurderes hvis En oppnår tilfredsstillende økonomi i et fjernkjølenett. Spillvarme er tilgjengelig Sjøvann er tilgjengelig Høyt temperaturnivå i fjernvarmenettet er akseptabelt

6 4) 1) Figur 1 Prinsippskisse Absorpsjonskjøling (IFE, Verdt å vite om Absorpsjonskjøling, ) Absorpsjonsprosessen 2) 3) 1) Fordamper: Kjøling skapes når vann fordamper ved meget lavt trykk. 2) Absorber: Dampen absorberes i en konsentrert væske (vann/libr) blanding. Varme frigjøres og avgis til sjøvann. 3) Generator: Væsken (vann/libr) pumpes til generator der det tilføres fjernvarme. Vannet fordamper og sirkulerer til kondensator. Vann/LiBr blandingen blir oppkonsentrert og sirkulerer tilbake til absorber. 4) Kondensator: Dampen kondenser. Varme avgis til sjøvann. Vannet sirkuleres igjen til fordamper.

7 Absorpsjonskjøling- konkurranseevne Vi har sammenlignet kostnader for installasjon og drift av en 1,6 MW absorpsjonsmaskin med en kompressormaskin i en kjølesentral som dumper overskuddsvarme til sjø i Oslo. Resultatet ble som følger: Absorpsjonskjøling er konkurransedyktig i forhold til kompressorkjøling ved en varmepris lik 0-10 øre/kwh (fjernvarmenettet driftes med 90 C, som er tilstrekkelig for å drive prosessen. Om turtemperaturen i nettet må heves reduseres lønnsomheten grunnet økt varmetap). Absorpsjonskjøling gir om lag dobbelt så mye spillvarme som kompressorkjøling. Varmeavgivelse til sjø er derfor en stor fordel. Teknologien er normalt kun konkurransedyktig når varmen er tilnærmet gratis.

8 - Hva kan absorpsjonskjøling tilføre fjernvarmebransjen? Kun unntaksvis interessant kan være marginalt lønnsomt i nye kjøleprosjekter der spillvarme er tilnærmet gratis. Kan være interessant som demonstrasjonsanlegg

9 Sorptiv kjøling Sorptiv kjøling muliggjør bruk av varme for å generere kjøling Kjøleteknologien er integrert i kundens ventilasjonsaggregat. Infrastruktur for varme utnyttes helt frem til hvert ventilasjonsaggregat. Distribusjonssystem for kjøling er ikke nødvendig. For fjernvarmeselskapet representerer sorptiv kjøling et nytt markedssegment uten vesentlige investeringer.

10 Prinsipp for sorptiv kjøling Tilsetting av vann i luft kjøler luften fordi vannet fordamper (evaporativ kjøling). Denne prosessen kan normalt dekke kjølebehovet opp til utetemperatur lik 20 C Tilsetting av 1 g vann/kg luft gir en temperaturendring lik - 2,5 C For kjøleeffekt ved høyere utetemperatur må tørking, vanntilsetting og varmeveksling kombineres. Fjerning av 1 g vann/kg luft i roterende tørke medføre 3,3 C temperaturheving

11 Ventilasjonsaggregat for sorptiv kjøling Avtrekksvifte Varmebatteri Evaporativ kjøler Filter Filter Roterende tørke Roterende varmeveksler Evaporativ kjøler Tilluftsvifte

12 Sorptiv kjøling - funksjon Temperaturendring ved tørking av 1g vann/kg luft = + 3,3 C Temperaturendring ved befuktning av 1 g vann/kg luft = - 2,5 C

13 Typisk varmeleveranse ved sorptiv kjøling

14 Lønnsomhet for sorptive ventilasjonsaggregater Norsk Energi har utført en overslagsvurdering med utgangspunkt i «Analys av sorptiv kylning i industri- och kontorsbyggnander. Emma Claesson, Eksamensarbeid, Uppsala Universitet». LCC er beregnet med samme innsatsfaktorer som i den svenske rapporten, men med følgende avvik: Investeringskalkylen for anleggene er oppdatert for å inkluderer flere relevante forhold Energipriser for fjernvarme og strøm er oppdatert med priser som gjelder i Oslo. Driftskostnadene er oppjustert. Kalkulasjonsrente 7 % og 20 års økonomisk levetid.

15 Resultat LCC Sorptive ventilasjonsaggregat kan bli konkurransedyktige i forhold til klassiske aggregater, spesielt i områder der det er dyrt å etablere kjøling. For å bedre konkurransevilkårene bør det gis fritak for effektavgift på fjernvarme om sommeren.

16 - Utfordringer ved introduksjon av sorptiv kjøling Aggregatene krever noe mer plass og takhøyde enn dagens ventilasjonsaggregat. Systemet må besluttes innført før bygget blir detaljprosjektert Teknologien dekker kun ventilasjonskjøling og en bør utarbeide gunstige systemløsninger som også kan dekke annet kjølebehov Økonomi bør kartlegges ytterligere og det bør bygges demonstrasjonsbygg for å fremme teknologien Rabattert sommertariff bør vurderes

17 - Hva kan sorptiv kjøling tilføre fjernvarmebransjen? Et nytt markedssegment Kan tilbys av alle fjernvarmeleverandører uten vesentlige investeringskostnader. Spesiell interessant for fjernvarmeleverandører som har overskuddsvarme i sommerperioden. Kan bli lønnsomt både for fjernvarmeleverandør og byggeier. Kunden slipper å installere varmepumpe

18 Oppfordring Tilby kjøling Fjernkjøling i områder med stor tetthet av næringsbygg Sorptiv kjøling i områder som ikke kan dekkes med fjernkjøling. - Vær tidlig i inngrep med kunden og legg ut info på nettsiden.