Optimering av Lindholmens kylanläggning. Optimering av kompressor- och absorptionskylmaskin för att uppnå högre COP-värde

Abstract

Klimatförändringarna och stigande medeltemperatur världen över har lett till en ökad efterfråga på kylning. Detta har drabbat även Sverige och orsakat att energiförbrukningen stigit till höga nivåer. En sådan stigande trend kan innebära större belastning på naturen och miljön. Energieffektivisering har varit ett omdebatterat ämne och Sverige har åtagit sig en ledande roll att implementera idén om hållbara energilösningar i flera offentliga sektorer inom landet. Fjärrkyleteknik inom energisektorn är ett av de områden som har en stor potential till energieffektivisering. Göteborg Energi, ett ledande energibolag som arbetar med denna teknik, har sedan länge lagt stor vikt vid hållbar utveckling och alltid strävat efter att utveckla och energieffektivisera sina anläggningar.

Med en litteraturstudie och dataanalys har ett arbete uträttats i syfte att undersöka möjligheten att optimera Göteborg Energis kylmaskiner vid anläggningen Lindholmen och därmed bidra till energieffektivisering av anläggningen. I arbetet ingår det att analysera driftdata för 4 kompressorkylmaskiner, en absorptionskylmaskin och anläggningen i sin helhet.

Genom litteraturstudien för optimeringsändamål och studerandet av maskinernas driftdata, kunde slutsatser om vilka faktorer ökar maskinernas COP dras. Kvoten mellan temperaturen på varma sidan (𝑇𝐻) respektive kalla sidan (𝑇𝐿) i ett kylsystem måste minska till en viss grad för ett ökat COP, därför behöver temperaturen på inkommande - eller utgående köldbärare höjas samtidigt som temperaturen på inkommande - eller utgående kylmedia sänkas. Temperaturökningen på inkommande respektive utgående köldbärare kan åstadkommas antingen genom minskat volymflöde på cirkulationspumparna eller ökat volymflöde på nätpumparna. Minskad temperatur på inkommande kylmedia kan åstadkommas genom ökat luftflöde på kyltornsfläktarna. Utgående kylmedia kan också sänkas genom ett ökat volymflöde på cirkulationspumparna. Gällande optimala samspelstrategi för effektivisering av anläggningen, bör därmed maskinerna prioriteras att driftsättas enligt följande ordning: 1) VKA3 2) VKA5 3) VKA1 4) VKA4 5) VKA2.

Slutsatserna kring optimeringsåtgärder för ett ökat COP, har enbart kompletterats teoretiskt och har inte testats i en verklig driftsmiljö. Det genomfördes exempelvis inget praktiskt test för att observera hur mycket elförbrukningen av en cirkulationspump vid ökat volymflöde, kan dels påverka en kylmaskins COP och driftsäkerheten hos hela systemet. Därför ska dessa åtgärder inte anses som riskfria och behöver kompletteras med mer undersökning. Optimala samspelstrategin för maskinerna har också sammanställts under ett antal ideala antaganden som tillräcklig överskottsvärme för absorptionsmaskinen samt att maskinerna inte förlorar sin prestationskapacitet under långvarigt bruk. Denna strategi kan komma att ändras vid varierande kylbehov och tillgångsbrist på överskottsvärme.