GASDREVNE ABSORPTIONSKØLE OG -VARMEPUMPER SEG A/S.

Transkript

1 GASDREVNE ABSORPTIONSKØLE OG -VARMEPUMPER

2 PROCESDIAGRAM - DOUBLE EFFEKT DIREKTE FYRET

3 EKSEMPEL PÅ (HEDT) VANDSDREVET ABSORPTIONSVARMEPUMPE

4 FORDELE VED AT DRIVE VARMEPUMPER MED DAMP ELLER HEDTVAND FREM FOR DIREKTE FYRING GENERATORDELEN KAN LAVES MERE KOMPAKT STORE ENHEDER SKAL ALLIGEVEL TRANSPORTERES I FLERE DELE KEDLER ER RET BILLIGE ELLER TYPISK KUN 30 % AF HELE KEDELINSTALLATIONEN (BRÆNDER, KONDENSERENDE RØGGASKØLER OG SKORSTEN SKAL ALLIGEVEL KØBES) DRIFT AF KEDEL BLIVER UAFHÆNGIG AF DRIFT PÅ VARMEPUMPE FORSKELLIGE KILDER KAN FORSYNE VARMEPUMPEN MED DRIVENERGI (KEDEL, UDSTØDSKEDEL FRA MOTOR..) INGEN KEDELRØR I SORT STÅL SOM PÅ EN DIREKTE FYRET (LÆNGERE FORVENTET LEVETID).

5 ARGUMENT FOR ABSORPTIONSKØLING MED GASFYRING EKSTRA RØGGASKØLING ER RET UPROBLEMATISK (REN RØGGAS HELT UDEN ASKE OG MED HØJ FUGTINDHOLD) VARMEPRIS MED GASFYRING : TYPISK OVER 500 KR. PR. MW ESTIMERET PRIS PÅ VARMEPUMPE (HVIS DE ER STORE NOK) : 1500 KR. PR KW INSTALLERET KØLING. ALTSÅ SIMPEL TILBAGEBETALINGSTID PÅ 3000 FULDLASTTIMER FOR SELVE VARMEPUMPEN.

6 ÅRSAGER TIL AT ABSORPTIONSKØLING I FORBINDELSE MED GASFYRING IKKE ER MERE UDBREDT PÅ GRUND AF DÅRLIG ØKONOMI I EL-PRODUKTION ER DER LAVET FÅ NYE ANLÆG DE SENESTE ÅR. GASMOTORER HAR RET FÅ DRIFTSTIMER.

7 ABSORPTIONSKØLING PÅ RØGGAS FRA GASMOTORANLÆGGET I SÆBY (UNDERDELEN VED INDSÆTNING)

8 ABSORPTIONSKØLING PÅ RØGGAS FRA GASMOTORANLÆGGET I SÆBY (DRIFTSBILLEDE)

9 ABSORPTIONSKØLING PÅ RØGGAS FRA GASMOTORANLÆGGET I SÆBY HVORDAN GIK DET SÅ! (TEKST FRA TIDLIGERE PRÆSENTATION LAVET AF INDUSTRIVARME) PRISEN PÅ EL ER GENERELT FALDET I PERIODEN NEGATIVT IFT. INDTJENING. N-GASPRISEN ER FALDET MEGET I PERIODEN POSITIVT I FORHOLD DRIFT OG INDTJENING. VI HAR FÅET ET ANLÆG DER FULDT UD LEVER OP TIL FORVENTNINGERNE. VI HAR KØRT DET FORVENTEDE ANTAL DRIFTSTIMER MED MOTORER SIDEN STARTEN. VED GENNEMFØRT EMISSIONS- OG YDELSESTEST BLEV DER MÅLT SAMLET VIRKNINGSGRAD PÅ CA. 106 %. MED NUVÆRENDE GASPRIS MEDFØRER DET EN MARGINALPRIS PÅ EL PÅ CA. 130 KR./MWH

10 Teoretisk kedelvirkningsgrad ved naturgasfyring (med 2, 11 og 15 % ilt i tør røggasfraktion, 0 C forbrændingsluft, tab fra kedeloverflade udeladt) ABSORPTIONSKØLING PÅ RØGGAS FRA GASMOTORANLÆGGET I SÆBY Kedel med 2 % ilt i røggas Virkningsgrad (%) Gasturbine med 15 % ilt i røggas Røggastemperatur ( C)

11 HEDTVANDSDREVNE ABSORPTIONSVARMEPUMPER KAN FORSYNES MED DRIVENERGI FRA FLERE KILDER Gasmotor (udstødskedel) Gaskedel Hedtvand Hedtvand

12 ABSORPTIONS KØLING S MULIGHEDER Absorptions køling gør det muligt tage varme fra 2 temperatur niveauer, et lavtemperatur niveau og et højtemperatur niveau, og levere den totale energi mængde ved en mellemtemperatur. For at gøre processen termodynamisk mulig, skal mellemtemperatur ligge nærmere lavtemperatur varmekilden end højtemperatur varmekilden. Temperatur akse. Højtemperatur varmekilde. Mellemtemperatur varmekilde. Lavtemperatur varmekilde. VILHELMSBORGVEJ 15, DK-7700 THISTED CVR: PHONE:

13 SIMPEL ÉT KAMMER ABSORPTIONS KØLING DETALJERET ILLUSTRERING Temperatur akse. Drivenergi Generator, ind og udgangs temperatur. Generator udgangstemperatur. Maks. ca. 150 C For at gøre processen termodynamisk muligt, skal temperaturen mellem generator og kondensator udløb være det samme som eller større end differencen mellem absorber indløb og kondensator udløb + 20 C. Køleeffekt ca % af drivenergi effekt Fordamper ind/udløbs temperatur. kondensator ind og udgangs temperatur (ca. 44 % af varmeeffekt) Absorber ind og udgangs temperatur (ca. 56 % af varmeeff.) Maksimum 40 C temperatur difference for varmepumper, for kølemaskiner en smule mindre. Fordamper udløbs temperatur mindst + 5 C. 0 C. VILHELMSBORGVEJ 15, DK-7700 THISTED CVR: PHONE:

14 SKEMATISK FREMSTILLING AF TEMPERATURER SOM KUNNE ØNSKES I UNDERDELEN AF ABSORPTIONSKØLEMASKINE 70 C Absorber Samlet temperaturløft = 50 C (ikke muligt) 50 C 40 C Fordamper 20 C

15 SKEMATISK FREMSTILLING AF TEMPERATURERNE I UNDERDELEN MED 4 SERIEKOBLEDE ENHEDER Absorber 3 Absorber 4 70 C Absorber 1 Absorber 2 60 C 65 C 50 C 55 C Temperaturløft = 35 C 40 C 35 C 20 C Fordamper 1 25 C Fordamper 2 30 C Fordamper 3 Fordamper 3

16 TWIN DESIGN Meget store absorptionskøleanlæg må sammensættes af flere absorptionskølemaskiner. I så fald kan beskedne merudgifter til seriekobling give ydelsesmæssige forbedringer. Køles der over store temperaturspænd eller er der meget vanskelige temperaturforhold giver seriekobling ekstra mening. Twin maskiner er seriekoblede maskiner der er sammenbygget i én enhed. Man kunne kalde det mindre anlægs discount løsning på at opnå seriekoblingens fordele. Der findes et utal af måder denne på sammenbygning kan udføres på.

17 Eksempel på Twin design Et kammer underdel To kammer underdel 5 O C 3.5 O C LiBr 58% LiBr 58% 3.5 O C 7.5 O C LiBr 56% 5 O C 7 o C 26 O C 26 O C 26 O C 6 mm Hg 9 O C 13 O C Fordamper Absorber 22 O C 22 O C 6 mm Hg LP Abso LP Ford HP Ford 8 mm Hg HP Abso 22 O C LiBr 55% LiBr 54% 13 O C 17 LiBr 52% Seriel kobling af fordamperne muliggør at højtryksdelen til højre kan klare sig med en lavere LiBr koncentration og dermed koldere drivenergi for den del

18 Kun ét sæt pumper på twin maskiner. Væskelåse forhindrer gennemslag af damp. Side med lav tryk og temperatur Side med høj tryk og temperatur

19 DOBBELT EFFEKT MASKINER Dobbelt effekt absorptionskølemaskiner er maskiner hvor overdelen er delt i to halvdele (en høj- og en lav-temperaturdel), således at højtemperatur kondensatoren driver lavtemperatur generatoren Herved halveres behovet for drivenergi næsten Til gengæld kræves der varmere drivenergi Ønskede driftstemperaturerne for varmepumper er sjældent mulige at opnå med dobbelteffekt køling

20 DOBBELT EFFEKT ABSORPTIONS KØLING DETALJERET ILLUSTRERING Temperatur akse. Generator, ind og udgangs temperatur. HT generator udgangstemperatur. Maks. ca. 150 C HT kondensator temperatur. LT generator udgangstemperatur. Køleeffekt ca % af drivenergi effekt Fordamper ind/udløbs temperatur. LT kondensator ind og udgangs temperatur (ca. 44 % af varmeeffekt) Absorber ind og udgangs temperatur (ca. 56 % af varmeeff.) Temperatur difference for underdel. Fordamper udløbs temperatur mindst + 5 C. 0 C. VILHELMSBORGVEJ 15, DK-7700 THISTED CVR: PHONE:

21 Køling til under 0 C Med styring af en konstant lav Lithiumbromid koncentration i kølemidlet (vandet) er det muligt at lave brine temperaturer på ned til 3 til 5 graders frost. LiBr 17% -5 O C LiBr 60% -4 O C 7 o C 26 O C 4 mm Hg 0 O C 22 O C Fordamper Absorber LiBr 56%

22 Seriekobling af underdelen med stort temperaturløft LiBr 62% LiBr 62% Kondensator 5 O C 38 O C 68 O C 85 O C 12 O C 6 mm Hg 33 O C 8 mm Hg 45 O C LP Ford. LP Abso HP Ford HP Abso LiBr 57% 13 O C LiBr 57% 22 Seriel kobling således at den kolde absorber køles af den varme fordamper giver med lethed mulighed for at aflevere varmen ved almindelig fjernvarmetemperatur SEG A/S

23 Seriekobling af underdelen med stort temperaturløft Giver lav COP, men kan både kulden og varmen sælges er 160 % solgt dog væsentlig bedre end de blot100 % fra kedlen Temperatur akse. Høj temperatur varmekilde. 100 % energi input Mellem temperatur varmekilde. 130 % energi output Lav temperatur varmekilde. 30 % energi input VILHELMSBORGVEJ 15, DK-7700 THISTED CVR: PHONE:

24 VARMETRANSFORMATOR (TYPE 2 AHP) Varmetransfomatoren gør det muligt at opdele spildvarme i en højtemperatur del og en lavtemperatur del. Man kan betragte det som en varmepumpe hvor processen går baglæns. Temperatur akse. Mellem temperatur varmekilde. Høj temperatur varmeproduktion. 50% Lav temperatur varmeafkast. 50 % VILHELMSBORGVEJ 15, DK-7700 THISTED CVR: PHONE: