Absorptiolämpöpumpulla tuotetun kaukojäähdytyksen soveltuvuus Kuopion Haapaniemen voimalaitokselle

Abstract

Tämän Kuopion Energia Oy:n toimeksiantaman opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää absorptiolämpöpumpulla tuotetun kaukojäähdytyksen soveltuvuutta Kuopion Haapaniemen voimalaitokselle. Selvitykseen sisältyi potentiaalisten asiakkaiden ja niiden tehontarpeiden laskentaa, runkoputkien sijoittelun suunnittelua, sopivan absorptiolämpöpumpun valinta ja sijoittelu, sekä kustannuslaskentaa. Lisäksi laskettiin suuntaa-antavat takaisinmaksuajat eri skenaarioihin, josta voitiin arvioida absorptiolämpöpumpulla tuotetun kaukolämmön kannattavuutta tutkittuun tilanteeseen.

Absorptiolämpöpumpuilla tuotettava jäähdytystehontarve laskettiin kolmella eri laskentatavalla: Energiateollisuus ry:n antamilla arvoilla, Valtion teknologian tutkimuskeskuksen antamilla arvoilla sekä vuoden 2016 kaukojäähdytystilastoista saaduilla keskimääräisillä arvoilla. Kaukojäähdytystilastoista saaduilla arvoilla lasketut tehontarpeet olivat lähimpänä olemassa olevien jäähdytyslaitteiden tehoa. Myös tuotantotehon laskentaa ajatellen tätä voitiin pitää luotettavimpana, sillä se ottaa huomioon erilaiset jäähdytyksen käyttäjät.

Tutkimuksen tuloksena voitiin todeta, että liittyjiä pitää saada tutkitulta alueelta noin 50–60 %, jotta investoinnin takaisinmaksuaika olisi kohtuullinen. Investoinnin riskit ovat siis suuret verrattuna siitä saatavaan tuloon. Absorptiolämpöpumppu sopii tutkittuun tilanteeseen paremmin, jos voimalaitoksella tuotettaisiin kesäaikaan hukkalämpöä pienen lämmityskuorman takia. Tällöin kaikki hukkalämmöstä saatava energia olisi hyötykäytetty kaukojäähdytykseen ja tuotannon kannattavuus nousisi.

This bachelor’s thesis commissioned by Kuopion Energia Oy, is about solving the suitability of absorption based district heating to power plant at Haapaniemi, Kuopio. Research includes explanation of potential customers and calculation of power needs, location of the cooling pipeline, cost accounting and choosing a suitable absorption heat pump and its location. In addition, indicative payback times were calculated in different scenarios, from which it was possible to estimate the profitability of the district heat produced by the absorption heat pump in the investigated situation.

The cooling power demand generated by the absorption heat pumps was calculated by three different calculation ranges: the values given by the Finnish Energy Industries Association, the values given by the State Technology Research Center and the average values obtained from the district cooling statistics for 2016. The power requirements calculated from the values obtained from district cooling statistics were closest to the power of existing refrigeration equipment. With regard to the calculation of production power, this could be considered the most reliable as it takes different cooling users into account.

As a result of the study, it was noted that the amount of customers should be about 50-60% of the surveyed area, so that the repayment period of the investment would be reasonable. Thus, the risks of investing are high compared to the earnings. The absorption heat pump is better suited to the tested situation if the power plant would produce waste heat during the summer due to the small heating load. In this case, all the energy from the waste heat would be utilized for district cooling and profitability would increase.