Jäähdytysjärjestelmien tehostamismahdollisuudet energiaintensiivisessä teollisuudessa, esimerkkikohteena laaja metallurgian integraatti

Tämä työ on tehty Teknillisen korkeakoulun Energiatalouden ja voimalaitostekniikan laboratoriossa osana tutkimushanketta "Teollisuuden jäähdytyksen optimointi energian yhteistuotannossa". Hanke kuuluu Tekesin "Ilmastonmuutoksen hillinnän liiketoimintamahdollisuudet, ClimBus -teknologiaohjelmaan. Työssä esitellään teollisuudessa käytettävät jäähdytysjärjestelmät ja mahdollisuudet parantaa niiden toimintaa niin, että primäärienergiankulutus tai muiden resurssien, kuten pohjaveden, käyttö pienenee. Työn alussa esitellään lyhyesti jäähdytysjärjestelmissä tarvittavat laitteet ja kylmäaineet. Tämän jälkeen tarkastelu laajentuu erityyppisiin kylmäkoneisiin. Kompressorikylmäkoneet ovat paljon käytettyä ja ominaisuuksiltaan tunnettua tekniikkaa, joten ne esitellään lyhyesti. Absorptiokylmäkoneiden osalta kerrotaan laajemmin erilaisista kytkentävaihtoehdoista ja tutkimusvaiheessa olevista ratkaisuista. Myös perinteisille kylmäkoneille vaihtoehtoiset ratkaisut kuten lämpöputket ja termoelektrinen jäähdytys käsitellään. Jäähdytysjärjestelmien jälkeen käsitellään kolmituotanto (trigeneration) eli sähkön, lämmön ja kylmän yhteistuotanto. Kolmituotannon osalta esitellään erilaiset käytössä olevat tekniset ratkaisut, taloudelliseen kannattavuuteen liittyvät tekijät ja kolmituotannon vaikutus hiilidioksidipäästöihin. Esimerkkitarkastelun kohteena on Harjavallan suurteollisuuspuisto, jonka osalta esitellään käytetyt jäähdytysjärjestelmät, niiden lämpötilatasot sekä tehojen pysyvyydet ja pyritään löytämään parannuskohteita nykytilanteeseen verrattuna. Tarkastelu on osa myöhemmin tehtävää laajempaa tutkimusta. Pohjaveden jäähdytyskäytön korvaamisesta on tehty tarkempi laskelma. Tarkasteluvaihtoehtoina ovat kompressorikylmäkone ja kaksi erilaista absorptiokylmäkonetta. Laskelma osoittaa, että sekundäärilämpöjä hyödyntävä 1-vaiheinen absorptiokylmäkone on näistä kannattavin vaihtoehto