Kaukolämmön tuotantoon sopivat lämpöpumput ja kylmäaineet

Abstract

Tässä kandidaatintyössä selvitetään lämpöpumppuvalmistajien lämpöpumppujen teknistä yhteensopivuutta kaukolämmön tuotantoon, kun lämmönlähteenä on hukkalämpö. Erilaisia hukkalämpöjä, kuten datakeskuksen jäähdytysvettä, voidaan hyödyntää kaukolämmön tuotannossa lämpöpumppujen avulla, jotta polttoon perustuvaa tuotantoa ja päästöjä saadaan vähennettyä. Työn tavoitteena on löytää erilaisiin projekteihin sopivia lämpöpumppuja, sillä ihanteellinen kylmäaine, teho ja tuottolämpötila vaihtelevat esimerkiksi hukkalämmön lämpötilan mukaan, eikä yksi lämpöpumppu sovellu suoraan jokaiseen kohteeseen. Lämpöpumpun tuottolämpötilan pitää olla vähintään 85 astetta, ja tehon on sovelluttava teollisen mittakaavan hukkalämmöntalteenottoon ja kaukolämmön tuotantoon.

Lämpöpumppuselvitys toteutettiin haastattelemalla lämpöpumppuvalmistajia. Haastatteluiden avulla löydettiin useita erilaisiin kohteisiin sopivia lämpöpumppuja, jotka soveltuvat teholtaan ja tuottolämpötilaltaan kaukolämmön tuotantoon. Lisäksi työssä tarkasteltiin kirjallisuuden avulla luonnollisia kylmäaineita ja niiden yhteensopivuutta erilaisiin lämmöntalteenottoprojekteihin ja kaukolämmön tuotantoon, sillä EU:n lainsäädäntö tulee kieltämään markkinoita hallitsevien fluoripohjaisten kylmäaineiden käytön. Tämän työn kylmäaineanalyysin pohjalta voidaan todeta, ettei fluoripohjaisille kylmäaineille löydy luonnollisista kylmäaineista korvaajaa, joka olisi yhtä hyvä kylmäaine termodynaamisilta ominaisuuksilta ja stabiiliudeltaan. Kylmäaineen valinta on siis kompromissi haluttujen ominaisuuksien väliltä, ja valinta tulee tehdä projektikohtaisesti.