Absorptionsteknik med multifunktion i fjärrvärmesystem
Värmedriven värmepumpsteknik är en relativt gammal teknik för vilken förnyat intresse har utvecklats under 1980-talet och framåt. Anledningen är möjligheter till bättre nyttjande av energiinnehållet i ett bränsle där ett exempel är uppgradering av spillvärme från rökgaskondensering med s.k. absorptionsvärmepumpar. Inom ramen för IEAs värmepumpsprogram utfördes en sammanställning av absorptionsteknik år 2000. Hinder för ökad implementering som då lyftes fram var höga investeringskostnader och bristande kunskaper hos ingenjörer och andra aktörer. Det projekt som rapporteras här har analyserat kunskapsläget nästan tio år senare, med vidgat fokus på absorptionsteknik från is- till ångproduktion i fjärrenergisystem.
Projektet har haft som huvudmål att, med utgångspunkt från tidigare studier om absorptionsteknik i fjärrvärmesystem, utreda tekniska och ekonomiska förutsättningar för att nyttja absorptionsteknik med multifunktion för ökad energiservice i fjärrenergisystem. Som metod har använts en kunskapssammanställning med fokus på pågående och utförda projekt de senaste 20 åren, samt teoretisk modellering av absorptionstekniken för tekno-ekonomisk designutvärdering av kraftkyla och fjärrvärmedriven ångproduktion.
Resultaten visar att absorptionsteknik för värmepumpande tillämpningar (inkl kylproduktion) har en intressant fördel jämfört med kompressionsteknik i att behovet av primärenergi per producerad enhet nyttig energi är mindre. Absorptionsteknik hjälper dessutom till att kapa behovstoppar i ett tidvis ansträngt elsystem.
Kraftkyla som koncept är på stark frammarsch, särskilt i Europa, vilket bör göra det möjligt för framtida FoU-satsningar att satsa på fjärrvärmeanpassning av tekniken. Rapporten lyfter fram möjligheter att specialdesigna absorptionskylmaskinen för bra integrering i fjärrvärmesystem, t ex för:
• (tillräckligt) hög COP och goda dellastegenskaper för drivtemperaturer ned till 70 ºC.
• god avkylning av hetvattenström som levererar drivvärmen
• kostnadsminimering genom optimal utformning av överföringsytor (värme och materia) i maskinen.
Absorptionsvärmepump integrerad med rökgaskondensering är redan idag lönsam – rapporten visar hur utvecklingspotentialen i första hand gäller att med ett systemperspektiv överväga möjligheten att nyttja utrustningen som kylmaskin sommartid, samt både-och vår och höst. Som värmetransformator (eller temperaturstegrare) är absorptionsteknik intressant för fjärrvärmedriven ångproduktion. Med en värmefaktor på nära 0,5 kan fjärrvärme vid 85 ºC t ex användas för produktion av ånga vid 130 ºC. Kostnadseffektiviteten är lovande (under 20 €/ton möjligt) men starkt beroende av priset för fjärrvärmen.
Sammanfattningsvis framhäver arbetet vikten av att i ett kraftvärmesystem anta en helhetssyn på produktion av is, kyla, och värme då kostnadseffektiva lösningar med absorptionsteknik projekteras.
