Absorptiojäähdytin osana kaukojäähdytystä : kustannustehokkuus Turku Energian kaukojäähdytystoiminnassa
Lehto, Joonas (2023)
Diplomityö
2023
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023020625929
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023020625929
Tiivistelmä
Diplomityö selvittää jäähdytyksen toteutusta, tarkemmin käsitellen kaukojäähdytyksen toimintaa sekä tuotantotapoja ja perehtyy absorptiojäähdyttimen toimintaan. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää absorptiojäähdyttimen toimintaa ja sopivuutta osaksi kaukolämpö- ja kaukojäähdytysverkkoa, sekä absorptiojäähdyttimen kustannustehokkuutta osana Turku Energian kaukojäähdytystoimintaa.
Absorptiojäähdyttimet ovat lämpöä käyttöenergiaksi hyödyntäviä laitteita. Kaukolämpöä käyttöenergiaksi voivat käyttää puoli- tai yksivaiheiset absorptiojäähdyttimet. Nämä jäähdyttimet toimivat 0,25–0,8 COP arvoilla. Tyypillinen työainepari on vesi – litiumbromidi tai ammoniakki – vesi.
Kustannustehokkuutta arvioidaan kolmen tapaustutkimuksen avulla, joissa käsitellään kaukolämpöä hyödyntävää absorptiojäähdytintä osana kaukojäähdytyksen tuotantoa. Absorptiojäähdyttimen käyttökustannukset eri tapauksissa selvitetään ja sen tuotannolla korvataan eri kaukojäähdytyksen tuotantotapoja. Tapaustutkimukset osoittavat nykyaikaisten absorptiojäähdyttimien olevan kannattava vaihtoehto osaksi kaukojäähdytyksentuotantoa, kun käyttöenergiaksi voidaan hyödyntää hukkalämpöä. Erillisen käyttölämmön kanssa ovat absorptiojäähdyttimet kannattavampi vaihtoehto kuin säätökuormaa tuottavat kompressoritoimiset jäähdyttimet. Korkeilla sähkönhinnoilla absorptiojäähdytin on kannattavampi vaihtoehto kuin lämpöpumput, jos lämmöntuotanto on halvempaa muilla keinoin. The master’s thesis studies cooling operation with focus on district cooling operation, district cooling production methods, and absorption chillers. Objectives of this thesis are to research operation of absorption chillers, suitability of said chillers as a part of district heating and district cooling application, and cost-efficiency of absorption chillers as part of district cooling operation of Turku Energia.
Absorption chillers use heat to function. Half effect and single effect absorption chillers can utilize heat from district heating networks. These chillers operate with COP values of 0,25–0,8. Common working pair is water – lithium bromide, or ammonia – water.
Cost-efficiency of absorption chillers is evaluated through three different case studies. These studies cover an absorption chiller using heat from district heating network. Operating costs of absorption chillers in different cases are solved, and its production is used to replace production of different production methods. Case studies show that modern absorption chillers are profitable options for district cooling production when there is excess heat available for operating them. In cases where it is required to produce heat for operating the absorption chiller, they are profitable option for replacing load adjusting compressor chillers. With high electricity costs absorption chillers can be profitable option for replacing heat pumps if heat production is cheaper through other methods.
Absorptiojäähdyttimet ovat lämpöä käyttöenergiaksi hyödyntäviä laitteita. Kaukolämpöä käyttöenergiaksi voivat käyttää puoli- tai yksivaiheiset absorptiojäähdyttimet. Nämä jäähdyttimet toimivat 0,25–0,8 COP arvoilla. Tyypillinen työainepari on vesi – litiumbromidi tai ammoniakki – vesi.
Kustannustehokkuutta arvioidaan kolmen tapaustutkimuksen avulla, joissa käsitellään kaukolämpöä hyödyntävää absorptiojäähdytintä osana kaukojäähdytyksen tuotantoa. Absorptiojäähdyttimen käyttökustannukset eri tapauksissa selvitetään ja sen tuotannolla korvataan eri kaukojäähdytyksen tuotantotapoja. Tapaustutkimukset osoittavat nykyaikaisten absorptiojäähdyttimien olevan kannattava vaihtoehto osaksi kaukojäähdytyksentuotantoa, kun käyttöenergiaksi voidaan hyödyntää hukkalämpöä. Erillisen käyttölämmön kanssa ovat absorptiojäähdyttimet kannattavampi vaihtoehto kuin säätökuormaa tuottavat kompressoritoimiset jäähdyttimet. Korkeilla sähkönhinnoilla absorptiojäähdytin on kannattavampi vaihtoehto kuin lämpöpumput, jos lämmöntuotanto on halvempaa muilla keinoin.
Absorption chillers use heat to function. Half effect and single effect absorption chillers can utilize heat from district heating networks. These chillers operate with COP values of 0,25–0,8. Common working pair is water – lithium bromide, or ammonia – water.
Cost-efficiency of absorption chillers is evaluated through three different case studies. These studies cover an absorption chiller using heat from district heating network. Operating costs of absorption chillers in different cases are solved, and its production is used to replace production of different production methods. Case studies show that modern absorption chillers are profitable options for district cooling production when there is excess heat available for operating them. In cases where it is required to produce heat for operating the absorption chiller, they are profitable option for replacing load adjusting compressor chillers. With high electricity costs absorption chillers can be profitable option for replacing heat pumps if heat production is cheaper through other methods.