Høytemperatur fjernvarme med ammoniakk som kuldemediet
Presentasjon på fjernvarmedagene 2012
Johan M Grinrød
Bakgrunn
Norsk Energi var konsulent for prosessanlegg, fjernvarme og sjøvannsledninger ved bygging av Brakerøya varmesentral i Drammen
Anlegget inneholder verdens første ammoniakk varmepumpe som kan levere varme ved 90 C
Brakerøya varmesentral- Et signalbygg med ny teknologi
Innhold
-Varmepumper i fjernvarmenett-Ammoniakk som kuldemediet-Systemdesign i Drammen-Nøkkeldata for varmepumpeanlegget-Arrangement-Status i dag
Varmepumper i fjernvarmenett
Varmepumper kan ofte være et konkurransedyktig alternativ som grunnlastkilde i fjernvarmenett. Vellykket design avhenger bl.a. av:
•At varmepumpe kan levere tilstrekkelig høy temperatur
•At varmepumpe er tilpasset flow og temperaturvariasjoner i fjernvarmenettet
•At det finnes et reservoar med stabile temperaturer som varmen kan hentes i fra
Temperaturnivå og energileveranse
Sjøvann- En godt egnet varmekilde
•I Drammen hentes sjøvann på 30 meters dyp via en 850 meter lang inntaksledning
•Om vinteren er temperaturen stabil på ca 8 ±1-2˚C
•1 ˚C høyere sjøvannstemperatur medfører
• COP øker med 1,3 %• Ytelse øker med 2,8 %
Varmepumper med NH3 som kuldemedium- Temperatur for varmepumper med NH3 som kuldemedium har
vært begrenset til ca 75 ˚C pga maks 40 bars trykklasse på kompressorer.
- Nye kompressorer designet for over 60 bar muliggjør temperaturer over 90 C. Dette er et temperaturnivå som egner seg godt i tradisjonelle fjernvarmenett
- Alternativt kuldemedium R-134a (GWP = 1300) planlegges faset ut mot 2027. For NH3 er GWP = 0
- Ammoniakk gir ca 10 % høyere virkningsgrad for varmepumpeprosessen enn R-134a.
- Rammebetingelsene for varmepumper med NH3 er derfor gode
Systemløsning i Drammen• Brakerøya varmesentral skal være hovedsentral for fjernvarme i Drammen.
•14 MW varmepumper•Verdens første ammoniakkvarmepumpe som leverer varme ved 90 C!
•30 (+15) MW gasskjeler•Bygges med eget tankanlegg for LPG (Propan)•Kan benytte olje dersom propan ikke er tilgjengelig
•Sentralen skal kunne levere opp mot 60 MW varme.
•Varmepumpene vil dekke ca 80 % av energibehovet i fjernvarmenettet.
3-D modell av varmesentral med sjøvannskum
Leverandør: Norsk Kulde3 identiske varmepumperSamlet kapasitet: 14 MWVarme: 60 → 90 oCSjøvann: 8 → 4 oCKompresjon i 2 trinnCOP ca 3,0 Kapasitetsregulering ned til 10% ytelse
Nøkkeldata for varmepumpeanlegget
Arrangement i VP rom
Sjøvannsfordampere
Vilter kompressor 1 trinn
Vilter kompressor trinn 2
Overhetningsveksler, kondensator, og underkjølere
Status i dag• Varmepumpene har vært driftet av leverandør fra 2010• Det har vært en fase med utvikling og forbedringer av anlegget • Driften blir mer og mer stabil, noen forbedringer gjenstår• Varmepumpeanlegget planlegges overlevert ved årsskifte
• Eksempel på gjennomsnittlige driftsdata døgnet 23-24 oktober 2012:
•2 av 3 varmepumper var i drift med 100 % pådrag•Returtemperatur = 54 oC•Turtemperatur fra varmepumpe = 76 oC•COP = 3,3
•Varmepumpeanlegget har et godt reguleringssystem og kan levere stabil temperatur lik 90 C
Høytemperatur NH3 varmepumper har livets rett!
Johan M Grinrød
Oppsummering:
Takk for oppmerksomheten
Top Related