Absorptionskylmaskiner anpassas till lägre temperaturer

Dagens absorptionskylmaskiner är inte anpassade för värmekällor som fjärrvärme från kraftvärme. För effektivare drift  behöver de anpassas för så låga temperaturer som 70 grader. Vid KTH ska en sådan maskin tas fram.

Absorptionskylmaskiner, som alstrar kyla med drivenergi från värme, brukar vanligen vara konstruerade för 120 graders drivtemperatur. Men det är alldeles för hett för att maskinerna ska fungera väl i vanliga fjärrvärmenät och i kraftvärmesammanhang.
– Fjärrvärmebolagen skulle önska sig absorptionskylmaskiner som kan köras vid 70 grader sommartid, förklarar Viktoria Martin, som driver detta utvecklingsprojekt vid KTH.
– Det är absolut möjligt att bygga en sådan maskin.  Redan 2001 installerades en lågtemperaturmaskin vid Chalmers kylcentral, den var utvecklad vid KTH inom ramen för Effsys (utvecklingsprogram för kyl- och värmepumpteknik). Där klarade man ända ned till 70 grader med god effektivitet visar slutrapporten, berättar hon.

Två nya tillverkare
Men den lågtemperaturmaskinen blev inte färdigutvecklad, och hade en rad barnsjukdomar. Ingen tillverkare tog sig an att vidareutveckla den. Så det tog stopp.
Här tar det nuvarande KTH-projektet vid, som för övrigt stöttas ekonomiskt av fjärrvärmebranschens utvecklingsorganisation Fjärrsyn. Det ska också drivas ihop med kylmaskintillverkare. 
– Nu har vi hittat två tillverkare som vi diskuterar med, berättar hon. För att kunna utvärdera bygger man vid ett KTH-labb en liten absorptionskylmaskin på cirka 10 kW kyleffekt, som ska vara effektiv ned till 70 grader. Man ska alltså försöka hitta de modifieringar som krävs av en effektiv maskin enligt lågtemperaturprincip. Det hela ska utmynna i kunskaper om vilka tekniska krav som ska ställas, så fjärrvärmebolag kan ställa relevanta krav vid upphandling.
– Men självklart är det stora maskiner som i slutänden intresserar fjärrvärmebolagen.

Vad ser då Viktoria Martin för utmaningar i att förverkliga denna lågtemperaturmaskin?
– Man kommer att få jobba med mindre drivkrafter i värmeväxlarna vid lägre framledningstemperaturer. Det blir en lite annan fysik och kemi på saltlösningarna inne i maskinerna. Värmeväxlarnas ytor måste anpassas, det krävs att vissa delar dimensioneras större än standard. Men det är inget mystiskt, det har man ju gjort tidigare vid Chalmers.

Mindre marginaler
Projektet innebär även utveckling av ändrad kontrollstrategi, eftersom lägre drifttemperatur ger mindre marginaler mellan olika temperaturer i maskinen:
– Mindre marginaler gör det trixigare att nå stabil drift. Man har tre olika temperaturer som hänger ihop; temperatur på kylan som ska levereras, temperaturen på värmekällan samt temperaturen på den värmesänka till vilken lågvärdig värme måste dumpas, från till exempel kondensorn.
Tidplanen är att maskinen ska kunna utvärderas under våren 2012, och projektet ska avslutas 1 september 2012.

Hur viktigt är det då med lågtemperaturdriven absorptionskyla?
– Vi har fyra fjärrvärmebolag i projektet, för dem är det jätteangeläget att kunna göra kyla av värme. De vill kunna köra sin kraftvärme ordentligt sommartid och göra kyla av värmeöverskottet för sin fjärrkyla.
En annan vinst är möjligheten att ersätta eldrivna kylmaskiner om fjärrvärme finns. Det kan minska lasten i elnätet.

Av Björn Åslund, Energi & Miljö nr 9/2011 sid 38