Kaasumoottori- ja kaasuturbiinikäyttöisten CHP-laitosten ja absorptiokylmäkoneiden väliset kytkennät

Abstract

Sähkön, lämmön ja jäähdytyksen yhteistuotannon taloudelliset menestymis mahdollisuudet ovat lisääntyneet viime aikoina osaltaan kohonneen sähkön hinnan ja osaltaan lainsäädännön takia. Näiden tekijöiden lisäksi myös absorptiokylmäkoneiden tekniikan kehitys on parantanut laitosten taloudellisuutta. Esimerkiksi suoraan savukaasujen välityksellä käytettävät absorptiokylmäkoneet ovat edesauttaneet hukkalämpöjen tehokasta hyödyntämistä. Tämän työn tarkoituksena oli selvittää sähkön, lämmön ja jäähdytyksen yhteistuotannon taloudelliset ja tekniset menesty mis mahdollisuudet. Kuhunkin tapaukseen valittavan absorptiokylmäkoneen tyypin määrää hyvin pitkälti saatavissa oleva lämpölähde. Suurpiirteisesti sanottuna riittävän korkeissa lämpötiloissa kannattaa käyttää kaksivaiheista absorptiokylmäkonetta ja lämpölähteen tyyppi määrää käytetäänkö höyry-, vesi- vai savukaasukäyttöistä absorptio kylmäkonetta. Poikkeuksia kuitenkin löytyy ja jokainen yksittäinen tapaus tulisi arvioida yksilöllisesti jäähdytystornin valintaa myöten. Työssä on myös käsitelty pienten ja keskikokoisten kaasumoottoreiden ja kaasuturbiineiden teknisiä rajoituksia yhteistuotannon kannalta. Kaasumoottorin kohdalla yksi tärkeimmistä rajoituksista on vaippaveden paluulämpötila. Sen lisäksi kaasumoottorin hukkalämpövirtojen tehokas hyödyntäminen on monimutkaisempaa kuin kaasuturbiinissa, koska kaasumoottorin hukkalämpövirrat koostuvat sekä lämpimästä vedestä että savukaasuista. Koska kaasuturbiinin käytettävissä oleva hukkalämpövirta koostuu vain savukaasuista, voidaan tämä energia hyödyntää suoraan esimerkiksi energiatehokkaassa kaksivaiheisessa absorptiokylmäkoneessa. Työn lopussa on tarkasteltu erilaisten yhdistelmien taloudellisia menestymis mahdollisuuksia eri ympäristöissä. Suurimpia tekijöitä taloudelliseen menestykseen ovat korkea sähkön hinta ja yhteistuotantolaitoksen lisääntynyt huipunkäyttöaika absorptiokylmäkoneen kanssa. Sähkön, lämmön ja jäähdytyksen yhteistuotantolaitoksen taloudellinen menestys riippuu kuitenkin hyvin monesta tekijästä ja siksi taloudellisen käytön tarkkojen rajojen määrittäminen ei ole järkevää. Jokainen projekti tarvitsee yksityiskohtaisen tarkastelun.