SINTEF-forskere har klart å øke kondensasjons-temperaturen i damp fra 100 til 125 grader ved hjelp av en motorkomponent som brukes i de fleste dieselbiler. Målet er å nå 150 grader.
I dag går det meste av spillvarmen fra tørkeprosesser i mat- og fôrindustrien «til kråka». Den har rett og slett for lav temperatur til å brukes i industriprosesser.
Industrien bruker i stor grad både olje- og gassfyring for å få opp temperaturen i mange industrielle prosesser. Nå har forskere altså klart å utvikle miljøvennlige løsninger som også gir et løft for bunnlinja. Her er forsker og prosjektleder Michael Bantle i et av SINTEFs energilaboratorier. Foto: SINTEF.
– I prosjektet HeatUp har vi utviklet ulike metoder som gjør det mulig å oppgradere og gjenbruke denne varmen, sier SINTEF-forsker Michael Bantle, som leder arbeidet.
Fem ganger så effektiv
Fra før har prosjektdeltakerne brukt varmepumpeteknologi til å øke temperaturen på spillvann fra 20 til 90 grader. Nå har de også klart å oppgradere varmen i damp på en billig og svært effektiv måte: Det har de blant annet gjort ved hjelp av en turbokompressor som til vanlig sitter under panseret i nesten alle diesel-biler:
Opprinnelig er turbokompressoren laget for luft. Ideen til forskerne var å modifisere den, slik at den kunne fungere for damp. Turbokompressoren trykker sammen dampen, og det gjør at den kondenserer på enda høyere temperatur enn den hadde før komprimeringen.
Fakta:
HeatUp skal redusere behovet for og avhengighet av fossile ressurser. Prosjektet skal bygge kunnskap og bevissthet rundt varmepumpeteknologi og utnyttelse av spillvarme.
HeatUp gjennomfører utvalgte industrielle case-studier i tett samarbeid med prosjektets konsortium. Bakgrunnen er at utvikling av høytemperatur varmepumper tilpasset spesifikke behov i forskjellige industrier er en kompleks utfordring. Det krever tverrfaglige kompetanse og samarbeid med industri og FoU- miljøer i inn- og utland.
Varighet: April 2015 – Desember 2018
Finansiert av Forskingsrådet (Grant 243679) og forskjellige industripartnere
Ramme: 13.6 MNOK
http://www.sintef.no/projectweb/heatup/
Deltakere:
- Statoil ASA (Olje og gass)
- Statkraft Varme AS (Fjernvarme)
- Hydro Aluminium (Metall)
- Vedde AS, member of TipleNine Group (Havbruksnæringa)
- Tine SA (Mat)
- Mars GmbH (Dyrefôr)
- Cadio AS
- Hybrid Energy AS
- EPCON Evaporation Technology AS
Det viste seg å fungere: Etter ombygging ble den elektrisk drevne turbokompressoren 4-5 ganger så effektiv som den konvensjonelle teknologien (fossile brensler eller direkte elektrisk oppvarming) som for eksempel brukes til tørkeprosesser i matindustrien.
Den nye teknologien er så langt testet ut i samarbeid med Mars konsernet, som produserer sjokolade og dyrefor. Begge produktene er resultat av svært energikrevende prosesser fordi tørking er en energikrevende og sentral del av framstillingen.
Kan bli spin-off
En del av utfordring som ble stilt fra industripartneren var at løsningen måtte være så kostnadseffektiv at investeringen betalte seg allerede etter noen måneder.
– Her er vi på riktig vei. Løsningen har blitt langt billigere enn de konvensjonelle kompressorene som i dag brukes, både i drift og som investering. Vi forventer at denne teknologien vil koste kun en tidendedel av vanlige kompresjonsteknologierr. Derfor vil den ha stort potensiale i land hvor elektrisk energi er såpass dyr at varmepumper vanligvis ikke lønner seg, sier forskeren.
Og han får støtte fra industripartner Siegfried Schmidt, som har utviklet damptørke-prosesser for Mars Petcare:
–Vi forventer en tilbakebetalingstids på 2 år, selv om elektrisk energi skulle bli fire ganger så dyrt som fossil energi. I tillegg til å gi oss god økonomi bidrar dette med at Mars-konsernet når null-utslippsmålet sitt, sier Schmidt.
Nå jobbes det med et Spin-Off prosjekt i Tyskland hvor en industriell prototype er under bygging.
Tine er med som norsk partner
Her hjemme er Tine med som industripartner i prosjektet. De ønsker å bruke kompressor-teknologien til produksjon av blant annet sjokolademelk. Tine har et mål om å redusere sine klimagassutslipp med 30 prosent innen 2020. Mer energieffektive produksjonsprosesser av for eksempel melkepulver er derfor en viktig del av arbeidet for å nå målet.
Ren damp
Forsøkene er foreløpig kun gjennomført med ren damp. Nå skal prosessen videreforedles slik at såkalt kondemnert – eller forurenset – damp også kan brukes. Det betyr at dampen inneholder mer enn vann, for eksempel små partikler eller andre gasser.
– Dette er faktisk svært viktig fordi mange industrielle prosesser vil ende i kondemnert damp. Denne kan igjen forurense den videre prosessen, og i verste fall ødelegge deler av utstyret. Et sandkorn som blir med i en kompressoren og møter impelleren med 90 000 omdreininger i minuttet kan for eksempel gjøre svært stor skade, forklarer forsker Michael Bantle. Det må vi tar hensyn til.
Forskerne forventer å ha den første industrielle prototypen klar om to år.
