Lokala lösningar för komfortkyla i Luleå : En teknoekonomisk jämförelse mellan fjärrvärmedriven absorptionskyla och solelsdriven kompressorkyla

• Main Author: Josefin, Sundström
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Luleå tekniska universitet, Institutionen för teknikvetenskap och matematik 2021
• Subjects: Energy Engineering; Energiteknik
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:ltu:diva-85905

Efterfrågan på fjärrkyla ökar i Luleå och kunder som ligger utanför det befintliga fjärrkylanätet riskerar tvingas investera i egna kyllösningar innan nätet byggts ut. En av dessa är ett nytt kvarter kallat Biet som planeras byggas i centrala Luleå. Mot denna bakgrund vill Luleå Energi hitta lokala kyllösningar som antingen kan bli permanenta eller fungera temporärt fram tills nätet är utbyggt. Syftet med detta projekt är därför att undersöka hållbara tekniska och ekonomiska lösningar. Fokuset för denna undersökning var kvarteret Biet, men lösningen kan också appliceras på andra fastigheter med liknande förutsättningar. De två kyltekniker som undersökts i detta projekt är fjärrvärmedriven absorptionskyla och solelsdriven kompressorkyla. Lösningarna är utformade så att dessa kylmaskiner, tillsammans med ett kyllager, levererar kylan från maj till september då behovet är som störst. Under vintermånaderna utnyttjas endast frikyla från uteluft. De olika kylsystemen som undersökts är fjärrvärmedrivna absorptionskylmaskiner på 50 respektive 160 kW med eldrivna backupmaskiner, samt en 160 kW fjärrvärmedriven absorptionskylmaskin utan backupmaskin. För dessa alternativ undersöktes både torr och våt återkylning. För solelsdriven kompressorkyla undersöktes torr återkylning med två olika lutningar på solcellsmodulerna: 13° och 30°. Den ekonomiska jämförelsen utgår ifrån en livscykelanalys där investering, planering, installation, underhåll, drivmedel och eventuell vinst är inkluderat. Känslighetsanalyser på osäkra parametrar som elpris, investeringskostnad samt kylmaskinernas köldfaktor COP gjordes, och ett break-even fjärrvärmepris för att de värmedrivna maskinerna ska kunna konkurrera mot de solelsdrivna kompressorkylmaskinerna togs fram. Resultatet visar att kvarteret Biets toppeffektbehov kan komma att hamna kring 325 kW. Frikyla från uteluft kan troligen täcka kylbehovet under vintern, men under maj till september krävs det en annan lösning. Beräkningarna som har gjorts på fjärrvärmedriven och solelsdrivenkyla visar att samtliga alternativ är tekniskt möjliga, men att de solelsdrivna alternativen har ekonomiska fördelar. En lutning på 13° på solcellsmodulerna kan rekommenderas, eftersomdet har praktiska fördelar gentemot 30° på platta tak. Grundfallet på de rörliga priserna är ettelpris på 614 SEK/MWh och ett fjärrvärmepris på 180 SEK/MWh. För att få en lägre kostnad per producerad MWh gentemot solelsdriven kyla med moduler i 13° lutning skulle alternativen med 160 kW fjärrvärmedriven kylmaskin utan backupmaskin för torr respektive våt återkylning kräva fjärrvärmepris på ca 65 respektive 115 SEK/MWh. En lösning med fjärrvärmedriven kylmaskin utan backupmaskin innebär dock att inomhustemperaturen under några få tillfällen är högre än önskat. Övriga alternativ med fjärrvärmedriven kyla är inte ekonomiskt konkurranskraftiga oavsett fjärrvärmepris. Känslighetsanalysen visade att investeringskostnaden är den parameter som har störst påverkan på livscykelkostnaden. Slutsatsen av detta projekt är att värmedrivna kylmaskiner fortfarande inte kan mäta sig medeldrivna ekonomiskt. För att motivera ett val av ett kylsystem med värmedriven kylmaskin skulle det lyftas fram aspekter som att få mer användning av fjärrvärmen sommartid och att inte använda högvärdig energi för kylning.