<p>Huvudsyftet med arbetet har varit att undersöka potentialen för värmedriven kylproduktion, dvs. absorptionskyla, i Linköpings energisystem. Bakgrunden är att många energibolag söker efter nya avsättningsområden för fjärrvärme pga. det överskott på värme som finns sommartid i energisystem med kraftvärme. Dessutom förväntas elpriserna fortsätta stiga då Sverige med stor sannolikhet kommer att följa resten av Europa och gå från ett energidimensionerat system till ett effektdimensionerat system. Till följd av detta blir energieffektiviserande åtgärder allt viktigare och absorptionskyla innebär att mer el kan produceras i ett system med kraftvärme, istället för att konsumeras.</p><p>Det finns två typer av absorptionskylmaskiner (ABS) tillgängliga på marknaden, antingen har de fjärrvärme eller ånga som drivmedel. Den typ av ABS som drivs av fjärrvärme lämpar sig för produktion av komfortkyla, dvs. kyla som inte behöver komma ned till så låga temperaturer. Ångdriven ABS kan däremot komma ned till lägre temperaturer, något som kan passa vid processkyla. En förutsättning för absorptionskyla är tillgång till billig värme/ånga. Tekniska Verken har tack vare avfallsförbränning tillgång till billig värme. Ångan i systemet produceras däremot idag med olja och el, något som gör det dyrare att generera absorptionskyla med hjälp av ånga.</p><p>En fallstudie utfördes på de två industrierna Linköpingsmejeriet och Swedish Meats där anslutningsmöjligheterna för absorptionskyla undersöktes. Främst behovet av processkyla har undersökts då det var betydligt större än behovet av komfortkyla. Ett antal fall med olika förutsättningar för att tillgodose dessa kylbehov till de båda industrierna har simulerats i MODEST. Utifrån de resultat som erhållits har följande slutsatser dragits.</p><p>• I dagsläget finns inte tillräckligt med ångproduktion i systemet för att tillgodose både det befintliga ångbehovet samt den mängd ånga som behövs för att framställa kylan.</p><p>• En investering i nya biopannor till ett kraftvärmeverk kan ge tillräcklig mängd billig ånga och värme för att ge lönsamhet i värmedriven kylproduktion.</p><p>• Koldioxidutsläppen, lokala såväl som globala, minskar som en följd av övergång från el-kompressorer till absorptionskylmaskiner. En investering i nya biopannor skulle minska utsläppen ytterligare, då fossilt bränsle ersätts.</p><p>• En investering i en litiumbromid absorptionskylmaskin är inte lönsam vid en så pass liten efterfråga som har varit aktuellt i de undersökta fallen.</p> / <p>The main purpose of this thesis has been to look in to the potential of a production of district cooling using heat as the source of power, i.e. absorptions cooling, in the energy system of Linköping. In the light of the fact that many energy companies are looking for new markets for district heating due to the surplus of heat in the summertime in an energy system with CHP (Combined Heat and Power). Furthermore, the price on electricity is expected to continue to rise since Sweden is most likely to follow Europe’s lead and embrace a power dimensioned energy system. As a result of that transition, energy efficient measures will be more important and absorption cooling implies that more electricity can be produced, instead of consumed, in a CHP system.</p><p>There are two different types of absorption cooling machines available in the market, with either district heating or steam as the source of power. A machine using district heating as the source of power is most suitable to produce comfort cooling i.e. the cold does not need to attain such low temperatures. A steam driven absorption cooling machine is able to attain the very low temperatures needed for cooling used in the processing industry. A condition for absorption cooling is the access to low-cost heat/steam. Tekniska Verken (an energy company) has due to waste incineration access to low-cost heat. The steam in the energy system is produced with oil and electricity, which makes it more expensive to generate absorption cooling with steam as the power source.</p><p>A casestudy was preformed at two industries in Linköping, Linköpingsmejeriet and Swedish Meats, where the possibility for connection of district cooling was examined. Mainly the cooling needed in the processing industry has been examined as this is need is considerably larger than the need for comfort cooling. A number of cases with different conditions for producing district cooling have been simulated in MODEST. The following conclusions have been drawn based on the results of the simulations.</p><p>• In the energy system of today there is not enough steam production to fulfil both the current need for steam and the amount of steam needed for cooling production.</p><p>• An investment in new CHP-plants using biomass fuels will generate enough heat and steam to be profitable for cooling production using heat as a source of power.</p><p>• The emission of carbon dioxide will decrease as a result of the transmission from compression cooling to absorption cooling. The emission will decrease further if an investment in new CHP plants with biomass fuels is carried out. This will then replace the use of fossil fuels.</p><p>• An investment in lithium bromide absorptions cooler will not be profitable with such a small demand as the one in question.</p>

Huvudsyftet med arbetet har varit att undersöka potentialen för värmedriven kylproduktion, dvs. absorptionskyla, i Linköpings energisystem. Bakgrunden är att många energibolag söker efter nya avsättningsområden för fjärrvärme pga. det överskott på värme som finns sommartid i energisystem med kraftvärme. Dessutom förväntas elpriserna fortsätta stiga då Sverige med stor sannolikhet kommer att följa resten av Europa och gå från ett energidimensionerat system till ett effektdimensionerat system. Till följd av detta blir energieffektiviserande åtgärder allt viktigare och absorptionskyla innebär att mer el kan produceras i ett system med kraftvärme, istället för att konsumeras. Det finns två typer av absorptionskylmaskiner (ABS) tillgängliga på marknaden, antingen har de fjärrvärme eller ånga som drivmedel. Den typ av ABS som drivs av fjärrvärme lämpar sig för produktion av komfortkyla, dvs. kyla som inte behöver komma ned till så låga temperaturer. Ångdriven ABS kan däremot komma ned till lägre temperaturer, något som kan passa vid processkyla. En förutsättning för absorptionskyla är tillgång till billig värme/ånga. Tekniska Verken har tack vare avfallsförbränning tillgång till billig värme. Ångan i systemet produceras däremot idag med olja och el, något som gör det dyrare att generera absorptionskyla med hjälp av ånga. En fallstudie utfördes på de två industrierna Linköpingsmejeriet och Swedish Meats där anslutningsmöjligheterna för absorptionskyla undersöktes. Främst behovet av processkyla har undersökts då det var betydligt större än behovet av komfortkyla. Ett antal fall med olika förutsättningar för att tillgodose dessa kylbehov till de båda industrierna har simulerats i MODEST. Utifrån de resultat som erhållits har följande slutsatser dragits. • I dagsläget finns inte tillräckligt med ångproduktion i systemet för att tillgodose både det befintliga ångbehovet samt den mängd ånga som behövs för att framställa kylan. • En investering i nya biopannor till ett kraftvärmeverk kan ge tillräcklig mängd billig ånga och värme för att ge lönsamhet i värmedriven kylproduktion. • Koldioxidutsläppen, lokala såväl som globala, minskar som en följd av övergång från el-kompressorer till absorptionskylmaskiner. En investering i nya biopannor skulle minska utsläppen ytterligare, då fossilt bränsle ersätts. • En investering i en litiumbromid absorptionskylmaskin är inte lönsam vid en så pass liten efterfråga som har varit aktuellt i de undersökta fallen. / The main purpose of this thesis has been to look in to the potential of a production of district cooling using heat as the source of power, i.e. absorptions cooling, in the energy system of Linköping. In the light of the fact that many energy companies are looking for new markets for district heating due to the surplus of heat in the summertime in an energy system with CHP (Combined Heat and Power). Furthermore, the price on electricity is expected to continue to rise since Sweden is most likely to follow Europe’s lead and embrace a power dimensioned energy system. As a result of that transition, energy efficient measures will be more important and absorption cooling implies that more electricity can be produced, instead of consumed, in a CHP system. There are two different types of absorption cooling machines available in the market, with either district heating or steam as the source of power. A machine using district heating as the source of power is most suitable to produce comfort cooling i.e. the cold does not need to attain such low temperatures. A steam driven absorption cooling machine is able to attain the very low temperatures needed for cooling used in the processing industry. A condition for absorption cooling is the access to low-cost heat/steam. Tekniska Verken (an energy company) has due to waste incineration access to low-cost heat. The steam in the energy system is produced with oil and electricity, which makes it more expensive to generate absorption cooling with steam as the power source. A casestudy was preformed at two industries in Linköping, Linköpingsmejeriet and Swedish Meats, where the possibility for connection of district cooling was examined. Mainly the cooling needed in the processing industry has been examined as this is need is considerably larger than the need for comfort cooling. A number of cases with different conditions for producing district cooling have been simulated in MODEST. The following conclusions have been drawn based on the results of the simulations. • In the energy system of today there is not enough steam production to fulfil both the current need for steam and the amount of steam needed for cooling production. • An investment in new CHP-plants using biomass fuels will generate enough heat and steam to be profitable for cooling production using heat as a source of power. • The emission of carbon dioxide will decrease as a result of the transmission from compression cooling to absorption cooling. The emission will decrease further if an investment in new CHP plants with biomass fuels is carried out. This will then replace the use of fossil fuels. • An investment in lithium bromide absorptions cooler will not be profitable with such a small demand as the one in question.

Syftet med detta examensarbete är att värdera och jämföra ett antal utvalda kyltekniker, med huvudfokus på värmedriven kyla. Dels för en specifik befintlig byggnad men även en generell jämförelse som kan ligga till grund för andra projekt. Arbetet är utförti samarbete med ÅF i Borlänge. Den specifika byggnaden som har undersökts är belägen i Borlänge och kyls idag av stadsvatten, och har en kyleffektpå 655kW. Borlänge Energis fjärrvärmenät ligger till grund för samtliga beräkningar och antaganden. Huvudsyftet har varit att jämföra de olika kylteknikerna ur ett ekonomiskt perspektiv, men även snudda vid ett miljöperspektiv. Utöver detta så var syftet att undersöka hur en fjärrvärmeleverantör ska kunna leverera kyla till sin kund, utan att behöva gräva ner nya fjärrkylledningar. De kyltekniker som jämförts i detta arbete är absorptionskyla, adsorptionskyla, sorptiv kyla &amp; eldriven kompressorkyla. För att kunna jämföra de olika teknikerna har den totala livscykelkostnaden beräknas. Investeringskostnader och data har erhållits ifrån leverantörer genom kontakt med kunniga säljare. Driftkostnader har beräknats fram med hjälp av driftdata samt energipriser hos Borlänge Energi. Kostnader för installation, frakt och lyft är inte medräknade i detta arbete. För den befintliga byggnaden visade det sig att den mest kostnadseffektiva lösningen är absorptionskyla, tätt följt av att komplettera befintligt system med frikyla i form utav en kylmedelkylare. Absorptionskylan har väldigt låga driftkostnader under sommarhalvåret, då fjärrvärmepriset är som lägst. Dyrast av teknikerna är adsorptionskyla, tack vare den dyra investeringskostnadenoch dess låga verkningsgrad. Även för den generella jämförelsen visade det sig att den mest kostnadseffektiva lösningen är absorptionskyla, tätt följt av eldriven kompressorkyla. Absorptionskylan har mycket låga driftkostnader, men kompressorkylan har istället en lägre investeringskostnad och mycket bättre verkningsgrad. Om Borlänge Energi skulle sälja fjärrvärmeproducerad kyla under sommaren, så skulle de vid 655kW kyleffekt ha en återbetalningstid avett absorptionskylaggregat på endast 2 år. Skulle de istället ha en kyleffekt på 100kW skulle återbetalningstiden vara ca 5 år. Slutsatser kan dras ifrån detta arbete att byggnader med högre kyleffekt är mer fördelaktiga för värmedriven kyla. / The aim of this thesis is to evaluate and compare a number of selected chilling techniques, with a main focus on heat driven cooling. Mainly for an existing building, but also a more general comparison that can be used as a basis for other projects. This thesis has been carried out in cooperationwith ÅF in Borlänge.The building that has been investigated is located in Borlänge. All calculations and assumptions regarding the district heating network are based on Borlänge Energi’s district heating network. The main purpose has been to compare the different cooling techniques from an economical point of view, but also a slight comparison from an environmental point of view. In addition, the purpose has been to investigate how a district heating supplier can deliver cooling to its customers without having to dig down newdistrict cooling pipes. The cooling techniques compared in this thesis are absorption chillers, adsorption chillers, sorptive cooling and conventional electrical compression chillers. In order to compare the different techniques, the total life cycle cost has been calculated. Investment costs and data have been obtained from skillful salesmen representing variouscompanies. Operating costs have been calculated using data and energy prices from Borlänge Energi. Costs for installation, shipping and lifting are not included in this thesis. The most cost-effective solution for the existing building is to install an absorption chiller, closely followed by complementing the existing cooling system with free cooling. The absorption chillers has very low operating costs during the summer, when the price of the district heating is at its lowest. The most expensive technique are adsorption cooling, due to its expensive investment cost and its low efficiency. For the general comparison, it was found that the most cost-effective solution is absorption chiller as well, closely followed by the conventional compressor chiller. The absorption chillers has much lower operating costs than its competitors, but the compressor chiller has a lower investment cost and a much better efficiency. If Borlänge Energi were to sell district heat-produced cooling during the summerusing an adsorption chiller, they would have a payback time of only approximately 2 years, with a cooling power of 655kW. With a cooling power of 100 kW, the payback time would be approximately 5 years. Conclusions can be drawn from this thesis that buildings with higher cooling demand are better suited for heat-driven cooling.