Spørg Scientariet: Hvor meget virkning får man ud af en ekstra kondensator og varmepumpe?
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Spørg Scientariet: Hvor meget virkning får man ud af en ekstra kondensator og varmepumpe?

Vores læser Jørgen Helbo har spurgt:

Hvis man har en kraftværksblok med fjernvarmeudtag og en gennemsnitlig årlig virkningsgrad på 56 pct., hvor meget bliver den gennemsnitlige virkningsgrad, hvis man laver en ekstra kondensator og indskyder en varmepumpe mellem de to kondensatorer?

Hvilken effektfaktor vil en sådan varmepumpe have, da der jo er tale om ret små temperaturforskelle (carnot formel), eller hvor stor skal den være med en blok på f.eks. 350 MW?

Varmebelastningen tænkes ret beskeden, max. 200 MW (tænk blok mks 3).

Læs også: Nu bygger de Danmarks sidste store kraftværk

Niels Houbak, civilingeniør og ph.d. fra Rambøll svarer:

Den årlige gennemsnitlige virkningsgrad dækker over, at om sommeren laves der stort set ingen fjernvarme, og derfor er virkningsgraden lig el-virkningsgraden (40-43 pct.), og om vinteren kan der være dage med så meget fjernvarmeproduktion, at virkningsgraden (eller bedre energiudnyttelsen) kommer op over 90pct.

Hvis man ikke ændrer på salget af el og fjernvarme, så er det ret svært at ændre på den gennemsnitlige årlige virkningsgrad.

Når man tager damp ud fra en turbine for at lave fjernvarme, er det for at øge udnyttelsen af energien i dampen. Det har i mange år været standard at lave to udtag på hvert sit tryk-niveau i turbinen.

Trykket bestemmer mætningstemperaturen for kondensationsprocessen, og man får derfor to temperaturniveauer i opvarmningen af fjernvarmevandet. Det er en måde at tilnærme varmevekslingen ved opvarmning af fjernvarmevandet til en modstrømsvarmeveksler.

Læs også: Spørg Scientariet: Må man lave mad med vand fra den varme hane?

Tre eller flere trykniveauer er en mulighed, men fordelen står ikke mål med omkostningerne (flere varmevekslere, flere udtag i turbinen) og slet ikke, når vi går mod lavtemperatur fjernvarme.

Varmepumper og fjernvarme

En varmepumpe får normalt en dårligere effektfaktor (COP), jo større temperaturforskel der er mellem den kolde og den varme side, så alt andet lige vil det være bedre at (for-)varme fjernvarmevandet, inden det går i den første kondensator frem for at sende varmen ind mellem de to kondensatorer.

Et kraftvarmeværk som f.eks. Studstrup blok 3 eller Avedøre blok 1 (AVV 1) mister lidt i el-produktion, når de laver fjernvarme. Systemmæssigt kan man sige, at vi ofrer lidt el på at lave fjernvarme (med uændret indfyring); for AVV 1 er tallene, at man mister ca. 38 MW i el-produktion på at lave 330 MW varme (MJ/s). Det svarer altså til en varmepumpe med en COP omkring 8.

Man kan ikke købe en varmepumpe med så høj en COP. Og slet ikke i den størrelse. Der er ret store forskelle på, hvad de enkelte danske kraftvarmeværker har af ’COP’, eller Cv-værdi (= 1/COP), og den varierer også over lastområdet.

Læs også: Biomasse blokerer for klogt elforbrug

Hvis brændslet er flis, affald eller andet vådt brændsel, så kan man bruge røggaskondensering til at genvinde en energimængde, som ellers vil blive bortledt med røggasserne i form af vanddamp. Jo koldere fjernvarmereturvand, jo bedre.

I forbindelse med røggaskondensering kan man også nogle gange bruge en varmepumpe med fordel; den vil bidrage med køling til en øget udkondensering af vand fra røggasserne, og den samlede varme ender i fjernvarmevandet. COP for den slags varmepumper kan variere en del, men ender ofte omkring 2 (fra 1,4 til 2,5).

Endelig kan man også lave fjernvarme direkte med en varmepumpe, man skal dog lige have et sted i omgivelserne at hente varmen fra (fx luften, sø- eller havvand), eller man kan kombinere med fjernkøling, hvorved drivenergien (damp eller el) udnyttes bedst muligt.

Kombineres fjernvarme og fjernkøling med lagre (store vandbeholdere), så kan man bruge strøm til varme/kuldeproduktion når den er billig og undlade at bruge strøm, når den er dyr. Med tesen at et sparet el-forbrug er lige så godt som en el-produktion, så fungerer disse varme/kulde akkumulatorer også som et virtuelt batteri for el-systemet, selv om de kun indeholder vand.

Forretningsmæssigt skal man forstå, at en varmepumpe er så dyr en komponent, at der skal relativt mange årlige driftstimer til før den kan betale sig.

Spørg Scientariet

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til Scientariet.

...for AVV 1 er tallene, at man mister ca. 38 MW i el-produktion på at lave 330 MW varme (MJ/s)....

Her er den i årelang praksis dokumenterede fordel ved kraft - varme, så tiden er efter min mening inde til at stoppe diskussionen om brug af kraft - varmeværker til opmagasinering af overskuds el.

  • 2
  • 0

Dette var et eksempel på et gennemarbejdet, og tror jeg fyldestgørende, svar på et spørgsmål.
Bravo !

Svaret rejser dog spørgsmålet om det fornuftige i fjernvarme, til opvarmning af brugsvand, i lavsæson.
Var der måske, totalt set, en løsning med mindre tab, som altså i en energifattig tid, er mindre energiforbrugende ?
Decentrale el-vandvarmere / elpatroner / akkumuleringstanke ?
Bemærk, at jeg ikke skriver "billigere" - for priser+afgifter er jo ikke nødvendigvis objektive størrelser - hvis energi IKKE kan findes.

  • 3
  • 0

Et sted hvor en varmepumpe virkeligt rykker i regnskabet er på affaldsforbrændinger, da der er højt fugt indhold i røggassen.

Her kommer et eksempel taget fra mit arbejder.

Affaldplus linje 4:

Output uden varmepumpe:
23MW dampeffekt afsættes i turbine anlæg:
5,75MW El Netto
17,25MW Fjernvarme

Output med varmepumpe:
23MW dampeffekt
16MW afsættes i turbine anlæg
4 MW El netto
12 MW Fjernvarme
Røggaskondensering
3MW Fjernvarme laves ved direkteveksling med fjernvarme
7MW afsættes i absorptions varmepumpe (afsættes til fjernvarme)
5MW kondenseres via varmepumpen

Alt i alt produceres der med røggaskondenseringen 12+3+5+7MW fjernvarme:

      4MW El netto  
      27 MW Fjernvarme.

Virkningsgraden på kedlen hæves fra ca 85% til 107%, i forhold til indfyret effekt.

  • 3
  • 0