Energy efficient hot water production, storage and recovery of heat on a RoPax-vessel

Abstract

Den maritime næringen er forpliktet til å slippe ut mindre klimagasser for å møte et- terspørselen og kravene til bærekraftige løsninger. En av løsningene innebærer å forbedre de allerede eksisterende fremdrifts- og hjelpesystemene ombord. Gitt disse utfordringene, har ønsket om energieffektivisering introdusert ny teknologi. Noen av disse er basert på gjenvinning og lagring av spillvarme. Ulmatec Pyros Waste Energy Management System reduserer drivstofforbruket og utslipp ved aktiv utvinning av eksisterende energitap. Systemet utnytter mest mulig av spillvar- men og sikrer distribusjon til alle aktuelle forbrukere ombord. Typiske forbrukere er tank- og romoppvarming, klimaanlegg og andre varmtvannsforbrukere. Varmegjenvin- ningen utføres av eksosgassgjenvinnere, som er plassert på toppen av hovedmotorene. Gjenvinnerene henter varmen fra eksosgassen og bruker den til å varme opp vann. Når det er overskudd av gjenvunnet varme, kan varmen lagres i termiske energilag- ringssystemer ved å bruke innkapslede faseendrende materialer som lagringsmedium. Beregninger på gjenvunnet varme, energibehov og overskuddsenergi ble gjennomført i Excel, ved å bruke driftsdata gitt av Ulmatec Pyro. Resultatene gjorde det mulig å simulere hvordan integrering av termisk energilagring på virker Ulmatec Pyros system. Ideelt sett er ideen å lagre energi på samme måte som vi lagrer elektrisk energi i batterier. I faseendrende materialer kan latent varmelagring utnyttes gjennom endringer i stoffets tilstand fra flytende til fast, og fast til flytende. Under disse overgangene kan varme tilføres eller trekkes ut. De fem materialene som ble undersøkt som lagringsmedier var Acetamid, Xylitol, ATP 78, ATS 84 og ATS 89. Disse ble valgt som passende alternativer basert på fusjonsvarme og smeltetemperatur, fordi systemet har en spesifikk driftstemperatur. På et fartøy, hvor det ofte er vektbegrensninger og begrenset plass, er størrelsen og vekten på hver enkelt komponent avgjørende. Derfor sammenlignes vekten og volumet av hvert ma- teriale. I systemet som ble undersøkt, viste Xylitol seg å være det best egnede materialet. Ved å beregne CO2 utslipp og drivstoffrelaterte kostnader, ble hver lagringskapasitet med tilsvarende vekt og volum diskutert. Resultatene indikerte at lagringskapasitetene som ble undersøkt viste seg å være både miljømessig og økonomisk lønnsomt, ved integrering på et RoPax-fartøy. Imidlertid gjør praktiske begrensninger det upraktisk å installere store lagringssystemer i maskinrommet på et fartøy. Til tross for at den ikke er i stand til å lagre all overskuddsenergien, er den minste lagringskapasiteten som er undersøkt i stand til å redusere drivstofforbruket drastisk