Fernkälte und Fernwärme für Stockholm 4 Unitop® 33 ... - Friotherm

Fernkälte und Fernwärme für Stockholm
4 Unitop ® 33/28CPY für das Kraftwerk Nimrod
Kunde / Endverbraucher
AB Fortum Värme samägt
med Stockholms stad
11577 Stockholm, Schweden
Das Fernwärme- und Fernkältesystem
von Stockholm
Das Fernwärmesystem ist ein wichtiger
Bestandteil der Energieversorgung von
Stockholm. Fast 60 Prozent aller Kunden
auf dem Wärmemarkt haben sich
für Fernwärme entschieden. Das Verteilungsnetz
hat eine Länge von 765 km.
Das Umweltprogramm der Stadt Stockholm
hat bis 2006 sehr ehrgeizige Ziele
gesetzt, wie zum Beispiel:
• Reduktion der Nutzung fossiler Brennstoffe
um 20 % durch den weiteren
Ausbau der Fernwärme
• Erhöhung des Anteils erneuerbarer
Brennstoffe für die Fernwärmegewinnung
von 65 % auf 80 %
Stockholm Energy begann im Jahre
1995, einige Grundstücke im Stockholmer
Stadtzentrum über das neue Fernkältesystem
mit Kälte zu beliefern.
Der größte Teil der Kühlenergie wird
aus dem kalten Wasser der Ostsee gewonnen.
Jüngste Entwicklungen machten
es notwendig, zur Deckung des
stetig wachsenden Bedarfs weitere mechanische
Kühlgeräte zu installieren.
Fortum –
Schwedens Energieunternehmen
Fortum, ein führendes Energieunternehmen
in den nordischen Ländern, ist
für die Gewinnung von Wärme/Kälte
und für die Fernwärme­/Fernkältesys­
2
teme im Großraum Stockholm verantwortlich.
Neben der Wirtschaftlichkeit für den
Kunden bieten die Produkte von Fortum
auch einen Mehrwert — die zuverlässige
Versorgung, Einfachheit und
einen großen ökologischen Nutzen.
Entwicklungen im Bereich Fernwärme
Jedes Jahr tragen Neuanschlüsse an
das Fernwärmesystem von Stockholm
Legende
Fernkältewerk
Mit Fernkälte versorgte
Gebiete
Stadtgrenze von
Stockholm
in der Größenordnung von 100 GWh zu
einer CO 2-Emissionsverminderung von
ungefähr 33 000 Tonnen bei.
Der Bedarf zu Spitzenlastzeiten hat
sich in den vergangenen Jahrzehnten
erhöht. Wenn die Umgebungstemperatur
von + 10 °C auf –10 °C fällt, beträgt
die zusätzlich erforderliche Heizleistung
etwas mehr als 1200 MW, was in
etwa dem Bedarf von 100 000 Einfamilienhäusern
entspricht — oder der Leistung
eines großen Kernreaktors.
1

Entwicklungen im Bereich Fernkälte
Die Nachfrage nach Fernkälte steigt
stetig. Fernkälte ersetzt elektrisch betriebene
Klimaanlagen jeder Größe.
Der Anschluss erfolgt oft über die vorhandenen
Luftverteilungssysteme und
ist deshalb für den Eigentümer leicht
zu handhaben.
Die Erzeugung von Fernkälte erfolgt
umweltfreundlicher als bei anderen
Arten der Kühlung. Selbst wenn eine
mechanische Kühlung erforderlich ist,
reduziert das Fernkältesystem die benötigte
Kältemittelmenge und minimiert
den Ausstoß der Treibhausgase.
Neben dem System für das Stadtzentrum
von Stockholm, das auf Kühlung
mit Meerwasser basiert, betreibt das
Unternehmen zwei weitere große Systeme
im Umland von Stockholm. Beide
sind mit Unitop ® -Anlagen von Friotherm
ausgestattet.
„Bester kollektiver Wert für Kunden“
Zu den Kunden für Wärme und Kälte
zählen Immobiliengesellschaften in
privater und öffentlicher Hand sowie
Industrieunternehmen. Fernwärme und
Fernkälte sind derzeit von größerer
Bedeutung als Investitionen in mögliche
Alternativen. Die Preise von
Fortums Produkten werden durch den
Vergleich mit Marktalternativen, hauptsächlich
Öl und Strom, ermittelt.
3
5
37°C
5°C
28CX
33CX
Das Kraftwerk Nimrod
Das Stockholmer Stadtviertel Nimrod
befindet sich heute nah am Stadtzentrum
und ist längst nicht mehr der Vorort
des frühen 20. Jahrhunderts, als
das Kraftwerk Nimrod in Betrieb war.
Verdichter
Unterkühler
Verdampfer
Economizer
22°C
11°C
Fall 1: Kühlung 7 MW + 5 MW = 12 MW ohne Wärmerückgewinnung 6
Der industrielle Eindruck, den die roten
Backsteingebäude vermitteln, wird
als nationales Erbe betrachtet; an den
Fassaden sind nur geringfügige Änderungen
erlaubt.
4

78°C
6°C
28CX
33CX
Verdichter
Eines der Gebäude, in dem sich früher
Dampfturbinen befanden, wurde als
Standort für die neuen Fernkälteanlagen
gewählt.
Unterkühler
Verdampfer
Economizer
68°C
8.5°C
Fall 4: Kühlung 6 MW mit Wärmerückgewinnung 9 MW 8
Die Friotherm AG lieferte vier Unitop ® -
Turbo-Anlagen mit einer Kälteleistung
von je 12 MW und einer Vorlauftemperatur
des gekühlten Wassers von 5 °C.
Verschiedene Betriebsarten
Zur Erzeugung der im Sommer erforderlichen
Kälteleistung werden zwei
Verdichter der Typen Uniturbo ® 33CX
und 28CX parallel betrieben. Der Typ
33CX verfügt über eine Kälteleistung
von 7 MW; für den 28CX sind es 5 MW.
Zu Zeiten geringer Kühllast werden die
Leistungen beider Anlagen auf ungefähr
20 % der Volllast gesenkt. Dies hat
ausgezeichnete Teillastwerte zur Folge.
Während des Sommers wird die Wärme
an das Meerwasser abgegeben, das
durch die Kondensatoren der Unitops ®
fließt.
Im Frühling, Herbst, Winter und — bei
Bedarf — auch im Sommer ist ein kombinierter
Kühl- und Heizbetrieb einer
oder mehrerer Aggregate möglich.
In diesem Fall arbeiten der Uniturbo ®
33CX und der Uniturbo ® 28CX in Reihenschaltung:
das erste und größere
Aggregat 33CX als Stufe eins und das
zweite, kleinere 28CX als Stufe zwei,
wodurch man die erforderliche Vorlauftemperatur
von 78 °C erreicht.
Um die Betriebsart zu ändern und die
entsprechenden Ventile zu betätigen,
muß nur ein Knopf gedrückt werden
(siehe Diagramme 6 und 8).
Fernkälteanlagen Unitop ® 33/28CPY
Im Jahre 2000 wurden drei Fernkälteanlagen
des Typs Unitop ® 33/28CPY in
Betrieb genommen; eine weitere folgte
im Jahr 2001. Je nach Bedarf können
die beiden Verdichter jeder Anlage
entweder separat, parallel oder in
Reihe betrieben werden. Um die Leistung
der drei Uniturbo ® 33CX noch weiter
zu verbessern, ist es auch möglich,
7

9
diese Anlagen ausschließlich als Wärmepumpen
zu nutzen. Die Anordnung
der Anlage ermöglicht es, die Abwärme
von 35 °C aus der Rauchgasreinigung
des Kraftwerks zu nutzen (diese Option
ist noch nicht realisiert).
Hauptmerkmale Unitop ® 33/28CPY
• Offene, einstufige Verdichter
• Kühlmittel: FKW / KW
• Planetengetriebe
• Widerstandsfähige Industrieausführung
mit vertikal geteiltem Gehäuse
für einfache Wartung
• Geeignet für alle Antriebssysteme
• Hohe Leistung (COP) über den gesamten
Einsatzbereich
• Betriebstemperaturen –40 °C/+80 °C
• Hohe Kapazität auf kleiner Fläche
E009-08_DE Technische Änderungen vorbehalten
Steuerungssystem der Anlage
Für die dezentrale Steuerung und
Überwachung der Fernkälteanlagen im
Kraftwerk Nimrod sowie für die überlagerte
Steuerung des gesamten Fernheizwerks
Värtan, zu dem auch Nimrod
gehört, wird ein Siemens PLC-Steuersystem
verwendet.
Wartung und Instandhaltung
Fachleute von Fortum und Termoekonomi
überwachen und warten die
technischen Anlagen des Fernkälte-
und Fernheizwerks Nimrod. Gemäß
Vereinbarung führt Friotherm die regelmäßigen
Wartungsarbeiten an den
vier Fernkälteanlagen durch.
Betriebsdaten:
Betriebsart Sommer Winter
Leistungen 36 000 kW 17 700 kW
Kaltwasser ein/aus 11/5 °C 8,5/6 °C
Kühl-/Heizleistung 43 300 kW 26 700 kW
Kalt-Heißwasser
ein/aus
22/37 °C 68/78 °C
Legende
1 Luftaufnahme von Stockholm an einem
Sommertag. Die Stadt unterhält das
größte Fernwärme­ und Fernkältenetz
der Welt, dessen Leistungsbedarf jährlich
um ungefähr 100 GWh steigt.
© Staffan Trägårdh
2 Landkarte des Großraums Stockholm
mit Fernkältewerken und den Liefergebieten.
Die Anlage in Nimrod gehört zu
Värtan und ist deshalb nicht gesondert
aufgeführt. © Fortum
3 Blick auf den Standort Nimrod während
des Baus. Die vier Fernkälteanlagen
werden hintereinander in Schallschutzkabinen
eingebaut. © Termoekonomi
4 Eine der Unitop ® 33/28CPY­Anlagen vor
dem Transport nach Schweden. Abmessungen
(LxBxH): 13,2 m x 4,5 m x 4,2 m.
Betriebsgewicht: 65 Tonnen/Anlage.
5 Das historische Gebäude des Kraftwerks
Nimrod, in dem sich die vier Unitop ®
33/28CPY­Fernkälteanlagen befinden.
6 Prinzipskizze einer zweistufigen Fernkälteanlage,
die nur im Kühlbetrieb
arbeitet. Beide Verdichter arbeiten parallel
mit einstufiger Verdichtung und
Ausdehnung des Kühlmittels.
7 Ankunft einer Unitop 33/28CPY­Anlage.
Die Anlage ist komplett isoliert und vorverdrahtet,
was die Montagezeit und
­kosten reduziert.
8 Prinzipskizze einer zweistufigen Fernkälteanlage,
die im kombinierten Kühl­
und Heizbetrieb arbeitet. Die Verdichter
arbeiten in Reihe und die Ausdehnung
des Kühlmittels erfolgt in zwei Stufen.
9 Die älteren Stadtteile von Stockholm
verändern sich schnell: ehemalige Industrieviertel
werden zu ruhigen Wohngebieten.
Friotherm AG
Zürcherstrasse 12 · Postfach 414
CH-8400 Winterthur · Schweiz
Tel. +41 (0) 52 2 62-80 80 · Fax -00 03
E-Mail info@friotherm.com
Internet www.friotherm.com