Fjärrkyla
Från Rilpedia
Fjärrkyla, storskaligt system för kylning som fungerar enligt samma princip som fjärrvärme. Ett centralt aggregat kyler ner en köldbärare som sedan passerar genom den miljö som ska kylas. Fjärrkyla används till luftkonditionering (så kallad komfortkyla) men även för kylrum och liknande för t ex förvaring av livsmedel.
Eftersom köldaggregatens verkningsgrad ökar med deras storlek är driften av fjärrkylasystem billigare än enskilda luftkonditioneringsaggregat. Dessutom kan man i ett stort system till exempel använda havsvatten för kylning av köldmediet. Nackdelen är de stora anläggningskostnaderna, då det är dyrt att dra fjärrkyleledningar i småskaliga system. För kunden kan fjärrkyla beskrivas som en form av outsourcing, då denne inte behöver driva en egen kylanläggning och även slipper ta ansvar för köldmedier som ofta är hälso- och miljöfarliga.
Innehåll |
Produktionsmetoder
Absorption
I stora fjärrvärmesystem med stora produktionsanläggningar med relativt billigt bränsle används ofta absorptionskylaggregat. Dessa aggregat drivs till skillnad från konventionella eldriva kylanläggningar på värme. På grund av den lägre verkningsgraden krävs billig värme för att få lönsamhet.
Vid avfallsförbränning kan inte bränslet (soporna) lagras under sommaren då uppvärmningsbehovet är lågt utan man måste elda trots att värmen inte behövs. För att slippa vädra bort värmen utan att använda den till något nyttigt kan man använda den oönskade värmen i en absorptionsanläggning och producera kyla som under samma period är extra efterfrågat.
Kompression
Kompressorkylmaskinen är den dominerande tekniken för köldalstring och är även vanlig för produktion av fjärrkyla, i synnerhet i länder med låga elpriser.
I en kompressorkylmaskin, eller värmepump, tillsätter man 1 del el och får ut ca 3 värme och 2 delar kyla. I små anläggningar är det normalt antingen kylan eller värmen man eftersträvar. I kombinerade anläggningar för både fjärrvärme och fjärrkylaproduktion kan man sälja båda delarna. Detta innebär att den värme som förs bort med med fjärrkylasystemet kan säljas som värme i fjärrvärmedelen med en elinsats motsvarande cirka en tredjedel av den erhållna värmen. Om värme och kyla istället skulle produceras småskaligt är det mycket sannolikt att det varit två anläggningar varav den ena endast producerade värme och den andra kyla. Behovet av el för samma mängd värme och kyla halveras, till fördel både för ekonomi och miljö.
Förutom att man halverar elförbrukningen och får ut samma mängd nyttig energi är stora värmepumpar effektivare än små av termodynamiska skäl.
Frikyla
I de fall då man har tillgång till djupa sjöar eller hav kan kallt djupvatten användas som källa för kylan. Tack vare vattnets egenskap att ha som högst densitet vid 4 °C lägger sig vatten med den temperaturen på botten av sjöar och hav. Vid dessa temperaturer krävs endast värmeväxling mellan sjövattnet och fjärrkylanätet vilket gör att energiinsatsen i form av el för att utvinna kylan blir mycket låg.
Potential
Fjärrkylan växer i Sverige trots det i jämförelsevis svala klimatet. Det tempererade klimatet ger upphov till behov av både värme och kyla.
På många håll är kolkondens och kärnkraft en dominerande produktionsform för elenergi. Dessa produktionsanläggningar har stora värmeöverskott som vädras bort och mycket väl skulle kunna driva absorbtionskylaanläggningar. I Sverige "kyler" man bort värmen i fjärrvärmenätet och har på så sätt nytta av överskottsvärmen eller producerar fjärrkyla med värmen. Om man valde att investera i fjärrkylenät i varmare länder med nuvarande produktionsanläggningar som värmekälla skulle detta få mycket positiva effekter på energianvändningen. På samma sätt som den svenska elproduktionen till stor ökar med sjunkande utomhustemperaturen stiger elbehovet på många varma platser istället med ökande utomhustemperatur.
Kolkraftexempel
För att åskådliggöra nyttan av att använda fjärrkyla på platser där kontroversiell kolkraft används kan vi titta på följande räkneexempel:
Vi antar att det rör sig om en stad där det föreligger kylbov vilket är vanligt. Kylan produceras med konventionell värmepumpsteknik som ger 2 kyla av 1 el. All produktion med kondenskraftverk ger ca 1 del el och 2 delar värme. Det krävs således ett energitillskott till ett kolkondenskraftverk på 3 delar kol för att producera 1 el, resten är normalt förluster som även de ger upphov till kontroversiella utsläpp av växthusgaser. Då denna kolel används i en, ofta småskalig, konventionell kylanläggning produceras 2 kyla av 3 kolenergienheter. Det åtgår alltså mer kolenergi än vad som förs bort i kylanläggningen och vi får en systemverkningsgrad på 66% kolkondens till kyla.
Om vi istället använder värmeöverskottet från kolkondenskraftverket till absorbtionskyla erhåller vi ca 0,7 kyla per värme. Vi får en 2*0,7 = 1,4 extra delar kyla.
För att producera 1 kyla med kolkondensel krävdes 1.5 kolkraft. De överskottet från kolkondenskraftverken kan således ersätta 1,4*1,5=2,1 kolkraft vid kylproduktion.
Om vi antar att både elen och spillvärmen från kolkondenskraftverket används för att göra kyla får vi följande totalverkningsgrad: Den el som produceras av 3 kol ger 2 delar kyla. De 2 delarna värme som blir över ger 2*0,8= 1,4 delar kyla. Vi stoppar alltså in 3 kol och får ut 2 + 1,4 = 3,4 kyla. Totalverkningsgraden kol till kyla blir då 3,4/3 = 113%
Historia
Medan fjärrvärme på kommersiella grunder förekommit sedan 1877 dröjde det till 1960-talet innan fjärrkyla började byggas. Först ut var Hartford 1962. I Japan etablerades fjärrkyla på 1970-talet, med början i världsutställningen i Osaka 1970. Tillväxten var under flera år sedan koncentrerad till USA och Japan. I Europa hade system anlagts i La Défense 1967 och Hamburg 1968 men det dröjde till 1990-talet innan användningen tog fart, då främst i Frankrike, Sverige och Tyskland.
Sveriges första fjärrkyleanläggning togs i drift i Västerås 1992. Idag (2008) framställer ett trettiotal anläggningar i Sverige fjärrkyla motsvarande 700 GWh. Den siffran är dock långt ifrån dess potential. Undersökningar visar att den totala efterfrågan på fjärrkyla uppgår till motsvarande 2000-5000 GWh.[1]
