Simulering av spillvattenflödet i Solnaverkets värmepumpar

Sammanfattning: Norrenergi har fyra värmepumpar i sitt värmeverk i Solna. Värmepumparna använder spillvatten från Bromma reningsverk för att göra fjärrvärme att distribuera i Solna och Sundbyberg. Detta spillvatten leds in i en kanal där det sedan pumpas upp i värmepumparnas förångare. Spillvattnet pumpas först upp i värmepump 1. Det vatten som inte pumpas upp i första värmepumpen, pumpas upp i den andra värmepumpen om den är i drift. På vinterhalvåret är spillvattenflödet till kanalen begränsat och temperaturen kan vara lägre. Detta medför att spillvattnet in till värmepump 2 kan ha lägre temperatur på grund av att det delvis redan har passerat genom förångaren i värmepump 1. Syftet med detta arbete är att simulera denna anläggning och se hur en omfördelning av spillvattnet kan påverka den totala värmeeffekten ut från värmepump 1 och 2, samt att se om det går att köra värmepumparna med bättre ekonomi. Genom att ta fram värmepumpsspecifika ekvationer baserade på uppmätta data i anläggningen och bygga en modell i Excel, har dessa frågeställningar besvarats matematiskt. Resultatet visar att det inte är lönsamt att omfördela flödet genom att minska flödet in i värmepump 1 för att få en högre temperatur in i värmepump 2. Detta för att ett lägre flöde genom förångaren i värmepump 1 påverkar värmegenomgångstalet negativt, vilket i sin tur leder till en sämre värmeöverföring från spillvattnet till köldmediet. Det leder också till lägre förångningstryck i denna förångare vilket gör att risken för frysning ökar. För att säkerställa driften av både värmepump 1 och 2 bör istället effekten på värmepump 1 regleras ner för att nå en ingående spillvattentemperatur i värmepump 2 som är tillräckligt hög för att den ska kunna vara i drift.