värmeåtervinning vid saint- gobain advanced ceramics ab · värmeåtervinning vid saint-gobain...

51
Värmeåtervinning vid Saint- Gobain Advanced Ceramics AB Emma Renström Civilingenjörsprogrammet i energiteknik vid Umeå Universitets tekniska högskola. (Löpnr som tilldelas)

Upload: phamdieu

Post on 16-Jun-2019

218 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

1

Värmeåtervinning vid Saint-Gobain Advanced Ceramics

AB

Emma Renström

Civilingenjörsprogrammet i energiteknik vid Umeå Universitets tekniska högskola. (Löpnr som tilldelas)

2

Förord Detta examensarbete omfattar 30 högskolepoäng och har utförts vid Umeå Universitet som avslutande moment i civilingenjörsprogrammet inom energiteknik på uppdrag åt Saint-Gobain Advanced Ceramics AB i Robertsfors. Jag vill rikta ett stort tack till Tomas Holmström som varit min handledare på Saint-Gobain Advanced Ceramics AB. Vidare vill jag tacka Anders Erixon för många goda råd och enormt stöd genom hela projektet samt Lars-Olof Andersson och övriga medarbetare som funnits till hands för hjälp och bidragit till en trevlig arbetsmiljö. Ett stort tack riktas även till min institutionshandledare vid Umeå Universitet Britt Andersson. Sist men inte minst vill jag tacka blivande maken Daniel för stort stöd och uppmuntrande ord i behövande stunder samt barnen Linnea och Axel vars leenden och kramar jag aldrig vill vara utan. Robertsfors, februari 2009 Emma Renström

3

Heat recovery at Saint-Gobain Advanced Ceramics AB By: Emma Renström

Abstract

Saint-Gobain is one of the largest companies in France, with production all over the world. The industry in Robertsfors is specialized in advanced ceramic products, and even though it seems small on the outside it goes under the name energy intense industry because of hot ovens and large presses. All this equipment gives a big amount of heat and some of it is cooled away through a cooling system connected to the Rickleå. Today Saint-Gobain buys district heating from the neighboring industry to heat the building. The purpose of this master thesis is to eliminate the need of external heat and instead heat the building with their own waste heat generation. The heat sources that mainly have been studied are cooling water from Rickleån and exhaust from the glass ovens. For the cooling water it is a relatively constant power of 52 kW that cools out and then peeks up to 220 kW during periods up to about 24 h. The power that continuously is being sent outside from the exhaust is approximately 14.4 kW or total annual amount of energy 110 MWh. There is however a problem today with recovering heat from the exhaust of the glass ovens because of the glass particles that sticks to all available surfaces and therefore would reduce the heat recovering effect in case of installing for example a heat exchanger. Investing in a heat pump for the system of cooling water will reduce the annual heating cost by 50 140 SEK and gives a payback time of 2.3 years. In the case of replacing one heat exchanger with a new will give an annual save of 1101 SEK and with a payoff time of 28.7 years. A combined solution with both heat pump and several heat exchangers gives an annual save of 35 170 SEK and payoff time in 4.1 years. From this result the recommendation is to replace the district heating with only a heat pump connected to the internal cooling system. The other investments are not enough profitable to be recommended at this time.

4

Sammanfattning

Saint-Gobain är en av Frankrikes största koncerner med produktionsanläggningar runt om i världen. Anläggningen i Robertsfors, som specialiserats mot avancerade keramiska produkter, är en liten industri som går under benämningen energiintens iv industri på grund av heta ugnar och stora pressar. Alla dessa maskiner alstrar stora mängder värme varpå viss del kyls av vatten från intilliggande Rickleån. I dagsläget köps fjärrvärme in för att värma lokalerna, men målet med detta examensarbete är att söka lösning att eliminera behovet av extern uppvärmning och istället på lämpligt vis värma lokalerna med den egna spillvärmen. De spillvärmekällor som främst studerats är avgaserna från glasugnar och kylvattnet till Rickleån. Den effekt som kontinuerligt skickas ut i luften via avgaserna är i genomsnitt 14,4kW totalt för båda utblåsen. Problem är i dagsläget att återvinna energi direkt ur avgaserna, detta som följd av glasstoft som bildar beläggning på alla tillgängliga ytor och på så vis skulle försämra värmeöverföringen i t.ex. en värmeväxlare. Grundeffekten som kyls bort till Rickleån är 52 kW med dygnslånga effekttoppar upp mot 220 kW. Med en investering av värmepump kopplad till kylvattensystemet skulle det ge en minskning i årliga uppvärmningskostnaden på 50 140 kr, vilket ger en återbetalningstid på 2,3 år. För byte av ett från- tilluftsaggregat, FTX, blir istället den årliga besparingen 1101 kr och totalt en återbetalningstid på 28,7 år. Den kombinerade lösningen med både värmepump och ett flertal FTX ger en årlig besparing på 35 170 kr och en återbetalningstid på 4,1 år. Utifrån dessa resultat blir rekommendationen att endast ersätta fjärrvärmen med en värmepump. Övriga förslag på energiåtervinning är inte tillräckligt lönsamma för att i dagsläget gå vidare med.

5

Innehållsförteckning 1 Inledning............................................................................................................................. 7

1.1 Bakgrund ..................................................................................................................... 7

1.2 Syfte............................................................................................................................. 7

1.3 Metod och begränsningar ............................................................................................ 7

2 Saint-Gobain....................................................................................................................... 8

2.1 Koncernen.................................................................................................................... 8

2.2 Processen i Robertsfors ............................................................................................... 8

2.3 Produkter och tillämpningar ........................................................................................ 9

3 Anläggningsbeskrivning................................................................................................... 11

3.1 Lokalerna ................................................................................................................... 11

3.2 Befintlig uppvärmning............................................................................................... 11

3.3 Befintlig värmeåtervinning........................................................................................ 12

3.4 Energiförbrukning ..................................................................................................... 12

4 Teori ................................................................................................................................. 14

4.1 Värmeväxlare ............................................................................................................ 14

4.2 Värmepump ............................................................................................................... 15

4.3 Konfidensintervall ..................................................................................................... 16

4.4 Axeleffekt för fläkt .................................................................................................... 16

5 Berörda spillvärmekällor .................................................................................................. 17

5.1 Avgaser från glasugnarna .......................................................................................... 17

5.1.1 Glasstoft ............................................................................................................. 17

5.2 Kylvatten ................................................................................................................... 19

6 Utförande.......................................................................................................................... 20

6.1 Antaganden................................................................................................................ 20

6.2 Mätpunkter ................................................................................................................ 21

6.2.1 Punktutsug från glasugnar .................................................................................. 21

6.2.2 Kylvatten............................................................................................................ 21

7 Resultat av effektbestämningar ........................................................................................ 22

7.1 Värmeförluster i avgaserna ........................................................................................ 22

7.2 Aktuell kyleffekt till Rickleån................................................................................... 23

8 Förslag till ny värmeåtervinning ...................................................................................... 24

8.1 Avgaser från glasugnar .............................................................................................. 24

8.2 Kylvatten ................................................................................................................... 25

8.3 Befintlig värmeåtervinning........................................................................................ 26

6

8.4 Kombinerad lösning .................................................................................................. 26

9 Ekonomi ........................................................................................................................... 27

9.1 Värmepump ............................................................................................................... 27

9.2 Ny FTX...................................................................................................................... 29

9.3 Kombinerad lösning .................................................................................................. 31

10 Mätosäkerhet .................................................................................................................... 33

11 Resultat ............................................................................................................................. 34

12 Framtida arbeten............................................................................................................... 35

13 Diskussion........................................................................................................................ 36

14 Slutsatser .......................................................................................................................... 38

15 Referenser......................................................................................................................... 39

16 Bilagor .............................................................................................................................. 40

7

1 Inledning

1.1 Bakgrund Industrin i Sverige står för en stor del av energiförbrukningen, och mycket av den energin är elkraft. Även om miljömedvetenheten blir större allt eftersom så kvarstår fortfarande det faktum att ekonomisk vinst och ledande teknologi i slutändan är viktigare för företagens överlevnad i ett hårt affärsklimat. Många industrier, både stora och små genererar mycket spillvärme från sina processer, något som skulle kunna minska den totala energiförbrukningen avsevärt med rätt energieffektiviserande åtgärd. Saint-Gobain som tillhör en av Frankrikes största koncerner, har produktionsanläggningar runt om i världen. Bland annat har de en mindre industri i Robertsfors, beläget 6 mil norr om Umeå, med spetskunskap inom avancerade keramiska produkter. Trots att det kan tyckas vara en liten industri på utsidan går den under benämningen ene rgiintensiv industri vilket medför krav på elcertifikat för att kompensera för den stora mängd el som förbrukas. Den höga energiförbrukningen grundar sig främst i de heta ugnar och stora pressar som krävs för att kunna producera de världsunika produkterna. Eftersom att energikostnaderna är en stor utgiftspost finns därför en förhoppning att kunna återvinna spillvärme men detta utan någon negativ påverkan på de känsliga processerna.

1.2 Syfte Detta examensarbete syftar till att söka en lösning att kunna minska energiförbrukningen hos den aktuella industrin genom förslag på sätt att återvinna den spillvärme som i dagsläget skickas ut med avgaser genom skorstenen och via kylvatten till Rickleån. Förhoppningen är att helt eliminera behovet av extern fjärrvärme och istället kunna värma lokalerna med egen spillvärme.

1.3 Metod och avgränsningar Statistik över tidigare förbrukning av el och fjärrvärme erhölls av ansvarig på företaget. Experimentella data för beräkning av spillvärmens stolek erhölls via mätningar i processens aktuella delar. Vidare följdes bearbetning och analys med beräkningar för hand på papper och i programmet Excel. Projektet avgränsas till att främst beröra möjligheten till värmeåtervinning för avgasflödet från glasugnarna och för processens kylvatten. I dagsläget värmeväxlas det interna kylvattnet mot vatten från Rickleån.

8

2 Saint-Gobain

2.1 Koncernen Saint-Gobain grundades 1665 som en del av försöket att återuppbygga den franska ekonomin [8]. De industrialiserade då glasproduktionen och uppnådde därigenom nästintill monopol på området. 1800-talet utvidgades produktionsområdet genom att expandera och omfatta USA, Tyskland, Italien samt sedan även Spanien. Idag återfinner Saint-Gobain sin verksamhet i över 45 länder, med omkring 272 000 anställda och närmare 42 miljarder Euro i nettoförsäljning. Allt detta resulterade år 2006 i 260 nya patent. Saint-Gobain är en stor koncern med verksamhet inom många och spridda områden. Dessa områden är: distribution av byggnadsmaterial (42%), byggnadsmaterial (24%), glas (12%), förpackningsmaterial (10%) och högprestandamaterial (12%). Sistnämnda innefattar keramik, plast och slipmaterial, och är tillika den del som berörs i Robertsfors. I ett flertal av dessa områden finns undersektioner med tillverkning av världsledande produkter för en mängd olika tillämpningar.

2.2 Processen i Robertsfors Processen i Robertsfors består av många och avancerade steg för att slutligen nå fram till dess världsunika produkter. Flödesschema för hur pulver blir till exempel kullagerämnen eller neutronabsorbenter i styrstavar kan ses i figur 1.

9

Figur 1. Processens flödesschema [5].

För att slutligen nå de olika produkterna krävs flera olika vägar inom processen beroende på önskad produkt, enligt figur 1. Samtliga produktionsgrenar börjar med pulverberedning. Detta för att få önskade egenskaper på materialet som sedan ska behandlas för att få rätt form. Formen på kroppen bildas sedan antingen genom formpressning eller formsprutning. Vidare följs steg för avlägsning av bindemedel och torkning. Beroende på vilken produkt och vilket material som avses följer sedan processen valda delar av följande: sintring, ytbehandling, kall isostatisk pressning (CIP) och luftbränning. För samtliga produkter avslutas processen med kapsling, varm isostatisk pressning (HIP), avkapsling slipning, inspektion och sedan leverans. Det som används i processen är främst kiselnitrit Si3N4, och borkarbid B4C. Kiselnitriten har egenskaper som till exempel låg densitet, hög temperaturtålighet, slittåligt, överlägsen tålighet mot hastiga termiska förändringar, samt bra oxidationsresistans. För borkarbiden är främsta egenskaperna låg densitet och extrem hårdhet. Enda material med högre hårdhet är diamant och kubisk bornitrit.

2.3 Produkter och tillämpningar Främsta produkterna från industrin i Robertsfors är kullagerämnen för höghastighetslager (kiselnitrit) och neutronabsorbenter till styrstavar i kärnkraftverk (borkarbid).

10

Figur 2. Exempel på produkter från Saint-Gobains industri i Robertsfors [5].

Borkarbiden har ett par olika användningsområden, såväl för till exempel blästermunstycken, och lättviktspansar samt som ovan nämnt, som neutronabsorbent i styrstavar för kärnkraftverk. Neutronabsorbenter kan ses i figur 2 nere till höger, som små ljusa pinnar. Fördelen med att ha hetpressade pinnar som neutronabsorbent i styrstavarna i kärnkraftverken är att dessa har högre andel bor per volymenhet än den annars använda modellen med löst pulver. En högre borhalt ger i sin tur att mer radioaktiv strålning kan absorberas innan absorbenten anses som förbrukad. En annan fördel med pinnar jämfört med löst pulver är vid eventuella sprickor i styrstaven då pulver riskerar att rinna ut i vattnet medan pinnen sitter kvar och kan tas omhand på ett smidigt sätt när detta så önskas. Höghastighetslager av kiselnitrit har också många olika tillämpningsområden [9], som till exempel industrispindlar (till höger), inom medicin och tandvård, vindkraftverk, flygteknik, motorsport, oljepumpar och sportutrustning med mera. För flera av nämnda områden används lagren som del i växellådor eller turbindelar. Främsta vinsten blir då i form av viktreduktion, avsevärt ökad livslängd och minskat slitage som följd av mindre friktion. Kiselnitritlagren har även fördelen med minskat eller inget behov av smörjmedel även vid höga hastigheter, något som ger stor fördel i områden där kontaminering av oljeprodukter är olämpligt, till exempel i tandläkarborrar och övriga medicinska tillämpningar.

11

3 Anläggningsbeskrivning

3.1 Lokalerna

Figur 3. Saint-Gobains lokaler i Robertsfors.

Industrianläggningen som Saint-Gobain har i Robertsfors består av en produktionsdel, byggt 1978 och sedan en kontorsdel i två plan byggd 1984 i anslutning till produktionslokalen, se figur 3. Produktionen i Robertsfors började 1965, då för ASEA och i dess högtryckslaboratorium. 1984 togs produktionen över av ABB Cerama AB som 1993 bytte namn till AC Cerama AB. 2001 blev sedan produktionen en del av Saint-Gobain Advanced Ceramics AB.

3.2 Befintlig uppvärmning I dagsläget värms kontorsdelen med fjärrvärme genom delvis vattenburen och delvis luftburen värme, och produktionslokalen endast med luftburen värme. Stor del av uppvärmningsbehovet för produktionslokalen täcks dock av den värme som maskinerna i lokalen alstrar då de används. Den vattenburna värmen i kontorsdelen nyttjas i radiatorer under fönster för att slippa kallras, men den huvudsakliga uppvärmningen sker via det luftburna systemet. Den huvudsakliga värmen kommer ifrån fjärrvärme från angränsande industri och dessutom finns en elpatron installerad för att kunna värma lokalerna och tappvarmvatten även perioder då fjärrvärmen inte är igång. Den angränsande industrin som sköter avläsning och fakturering av fjärrvärmen redovisar endast årsavläsning av fjärrvärmemätaren, vilket innebär att ingen fördelning över året finns att tillgå. För Saint-Gobain innebär det även att det är svårt med uppföljning av år med avvikande förbrukning.

12

3.3 Befintlig värmeåtervinning Viss värmeåtervinning finns redan installerad för ventilationen, detta i form av fyra från- tilluftsvärmeväxlare, FTX, som är placerade på olika ställen i byggnaden. Tre av frånluftsvärmeväxlarna är installerade då produktionslokalen byggdes 1978 och en kompletterande vid tillbyggnationen 1984. Den äldre delen av FTX består av en korsströmsvärmeväxlare och en roterande värmeväxlare placerade i följd i produktionslokalens ventilationsrum, samt en kompakt värmeväxlare placerad på taket. De första två är av typen luft/luftvärmeväxlare och den sistnämnda är luft/vattenvärmeväxlare med stoftavskiljare. Den FTX som installerades vid tillbyggnad av kontorsdelen är av typen roterande luft/luftvärmeväxlare och är placerad i kontorsdelens ventilationsrum.

3.4 Energiförbrukning Som elintensivindustri förbrukas stora mängder el, till exempel 2007 som hade en förbrukning på 2,2 GWh el, se figur 4. Elförbrukningen är jämn över året för samtliga år, med undantag för semesterperioden då produktionen och följaktligen även elkonsumtionen minskar avsevärt.

Figur 4. Total elförbrukning månadsvis för perioden 2002 – 2007.

Figur 5 visar på en tydlig årlig ökning av elförbrukningen medan värmebehovet via fjärrvärme kan anses som konstant. Den ökade elförbrukningen under perioden 2002 – 2007 kan härledas till kontinuerligt ökande produktion i motsvarande omfattning.

13

Figur 5. Total årsenergiförbrukning för el och fjärrvärme under perioden 2002 – 2007.

År 2006 förbrukades närmare 80 MWh mer än övriga år, se bilaga 1. Vad detta beror på är svårt att veta då den enda förklaring som finns är delvis att takluckorna i produktionslokalen hölls öppna mer än vanligt under höstperioden 2006. Detta anses dock inte vara hela förklaringen från insatta på industrin även om ingen övrig förklaring finns. Medelförbrukning av fjärrvärme för övriga år är 170,2 MWh. Eftersom att Saint-Gobain räknas som tillverkande industri innebär det en reducerad elskatt, och betalar 0,5 öre/kWh i skatt. För de 1 % av den totala elförbrukningen som anses gå till kontorsverksamhet betalas dock full elskatt på 27 öre/kWh.

14

4 Teori

4.1 Värmeväxlare Allmänt kan energiöverföring uttryckas som [1] (1) där

För en ideal värmeväxlare gäller att den värme som avges av det varmare mediet upptas av det kallare mediet. Detta är användbart med tanke på att det är lättare att mäta på ett stort flöde än många små och sedan lägga ihop dessa. Den överförda värmemängden är totalt sett dock densamma. Ekvation (1) kan då skrivas som (2) Index h motsvarar varm (hot) ström och index c motsvarar kall (cold) ström, samt index in för inlopp och ut för utlopp i värmeväxlaren. Överförd värmemängd i en värmeväxlare kan även beräknas med hjälp av logaritmiska medeltemperaturdifferensen ?Tlm enligt,

(3) Där

Detta ger sedan värmeöverföringen (4) Där

U = värmeöverföringskoefficienten för aktuellt material [W/m2·°C] As = den värmeöverförande ytan [m2] I verkligheten finns dock viss värmeförlust till omgivningen då många värmeväxlare inte är isolerade, vilket innebär att det varma och det kalla värmeflödet inte är helt lika.

15

Med kompakt värmeväxlare menas en värmeväxlare med en värmeöverförande yta på minst 700 m2/m3. Dessa används då begränsning av vikt och storlek är en avgörande faktor. Kompakta värmeväxlare är oftast av typen korsströmsvärmeväxlare och modellen tillämpas ofta till exempel som kylare i bilmotorer. Korsströmsvärmeväxlare innebär att flödena värmeväxlas genom att passera varandra vinkelrätt, antingen med båda flödena omixade eller ena mixat och andra omixat. Omixat flöde innebär att flödet sker i tuber, mellan parallella plattor eller på annat sätt uppdelat till mindre enheter, se figur 6.

Figur 6. Principskiss korsströmsvärmeväxlare. T.v. ena flödet mixat och andra omixat, t.h. båda flödena omixade.

Roterande värmeväxlare drivs av en eldriven rotor. Den varma frånluften passerar ena halvan av rotorn och den kalla tilluften passerar den andra halvan. Allteftersom att rotorn roterar passeras rotorns halvor av kalluft och varmluft varannan gång varpå värmeöverföringen sker.

4.2 Värmepump Värme absorberas i den kallare delen av värmepumpen, till exempel från en slang i ett borrhål, på botten av en sjö, eller bara på utsidan av ytterväggen. Detta sker genom att det i värmepumpen interna kylmediet förångas i förångaren. Det förångade mediet komprimeras sedan i kompressorn för att höja trycket och därigenom även höja kokpunkten. I kondensorn avges sedan den upptagna värmen genom att mediet kondenserar varpå energi friges till den varmare sidan av värmepumpen, den delen som önskas värmas, till exempel inomhusluften. Kylmediet passerar sedan en expansionsventil där trycket sänks till ursprungligt läge och cykeln börjar om igen, se figur 7.

Figur 7. Principskiss värmepump.

16

Effektiviteten hos en värmepump anges som COPHP från engelskans Coefficient of Performance. Den anges som kvoten mellan den levererade värmeeffekten ut från pumpen och eleffekten som krävs för att driva pumpen. Generellt anges ofta COPHP som 2-3 [2], medan ledande leverantörer nämner COPHP upp över 5 [10]. Detta är dock under ideala förutsättningar, varpå verkligt värde är något lägre.

(7)

4.3 Konfidensintervall Ett konfidensintervall är ett mått på osäkerhet i uppnått resultat för dataserier och anger sannolikheten att det verkliga värdet finns inom det angivna intervallet. Till exempel för ett framräknat 95%-igt konfidensintervall så är det 95% sannolikhet att det verkliga sökta värdet för mätserien finns inom intervallet som anges. Konfidensintervall bestäms genom [3]

(8)

där och

(9) för (10)

4.4 Axeleffekt för fläkt Den förändring av tillståndet för en gas då den passerar en fläkt yttrar sig som en tryckökning. Detta gäller för inkompressibla flöden. Den nyttiga effekten för fläkten ges då av [4]

(11) För

17

5 Berörda spillvärmekällor

5.1 Avgaser från glasugnarna Ugnarna som används i processen bränner upp mot 1000°C i flera timmar åt gången, och är igång större delen av året. Till viss del används ugnarna även nattetid då de nödvändiga bränncyklerna kan vara långa. Den tid då ugnarna inte används hålls temperaturen på 500°C eftersom att dessa klarar termisk expansion som följd av hastig temperaturändring dåligt. Hastig avkylning riskerar därför att orsaka stora skador på ugnarna. Avgaser ventileras konstant ut ur ugnarna genom liknande avgasrör riktade mot punktutsug ovanför ugnarna. Dessa punktutsug är i sin tur kopplade till fläktar på taket som tvingar ut luften från lokalen, se figur 8.

Även fast ugnarna har temperaturer upp mot 1000°C så svalnar avgaserna snabbt med ökande avstånd från ugnen. Vid mättillfällena uppmättes avgaserna till 100°C närmast ugnens utblås men redan ca 2 m ifrån ugnen var temperaturen nere kring 40°C. Förklaring på detta är att punktutsugen inte är tätade mot ugnens luftutsläpp, utan har ett mellanrum på ca 20 cm däremellan. Detta gör att stora delen av den luft som ventileras ut via punktutsugen är luft från rummet som håller en lägre temperatur. Den snabba avkylningen

beror även på att rören under taket är helt oisolerade just för att avge värme till lokalen istället för att värmen helt ska gå förlorad ut i skorstenen. Luften från punktutsugen åker i ventilationstrummor under taket och sen vidare ut och upp på byggnadens tak där två utblås är placerade.

5.1.1 Glasstoft För att kunna utnyttja värmen för värmeåtervinning av den varma luften från glasugnarna till fullo, till exempel i en värmeväxlare, så krävdes först att ett annat problem löstes. I detta fall var det ett fuktigt glasstoft som lade sig som en beläggning på alla tillgängliga ytor så som fläktar, insidan av ventilationstrummor m.m. (se figur 9).

Figur 8. Principskiss avgaser från glasugnar.

18

Figur 9. Beläggning av glasstoft i utbytt fläkt. T.v. fläktkåpan framifrån, t.h. uppifrån.

Om en värmeväxlare installeras i befintligt system skulle det troligtvis innebära att detta stoft fastnade även på de värmeöverförande ytorna för att på så vis försämra den önskade effekten av investeringen. Detta innebär att någon form av utrustning att rena bort stoftet behövs. Oavsett potential i avgaserna som energibesparingsåtgärd finns dock ett EU-krav som innebär att till år 2010 måste restprodukten från aktuellt glas upparbetas då detta kommer att klassas som gift [6]. I praktiken innebär det att avgaserna från glasugnarna måste renas från glasstoftet inom översiktlig tid ifall ingen avgörande fö rändring sker i processen som minskar uppkomsten av de skadligt utsläppen.

19

5.2 Kylvatten I dagsläget används stora mängder vatten från intilliggande Rickleån för att kyla delar av processen så överhettning undviks. Detta sker med ett internt kylvatten som cirkulerar för pressar, ugnar med mera, via ackumulatortank för att sedan värmeväxlas mot kallare vatten från Rickleån, se figur 10. Den aktuella värmeväxlaren är av kompakt modell, varpå verkningsgraden kan förväntas vara hög.

Figur 10. Blockschema över huvudsakliga vattenburna kylflöden.

I ackumulatortanken är det önskvärt att hålla temperaturen som högst runt ca 27°C. Detta för att få en säkerhetsmarginal för kylningen mot framförallt den stora pressen. Stora effekttoppar gör i dagsläget temperaturhöjningar upp mot 40°C under kortare perioder, främst sommartid. Med för hög temperatur i kylvattensystemet riskerar detta att ge för låg kylverkan vilket i sin tur kan innebära att tätningar bränns sönder varpå läckage uppstår. Vintertid är höga temperaturer i ackumulatortanken inget nämnvärt problem då temperaturen oftast är mellan 7 och 15°C även vid effekttoppar. Skillnaden mellan temperaturen i tanken mellan sommar och vinter beror främst på varierande temperatur på ingående kylvatten från Rickleån. Önskvärt vore att minska kylbehovet med vatten från Rickleån då företaget har miljömål som innefattar att minimera användningen av miljöns resurser. Att kyla processer med vatten från till exempel närliggande vattendrag påverkar närmiljön i form av uppvärmt vatten som ger förändrade livsförutsättningar för växter och djur i omgivningen, även om i liten omfattning. Ett minskat externt kylbehov ger då mindre behov av kylvatten från ån som då blir ett steg närmare miljömålen.

20

6 Utförande

6.1 Antaganden Avgaserna från glasugnarna tillsammans med luften från produktionslokalen antas ha egenskaper vid de aktuella temperaturerna som vanlig luft även fast viss förorening finns. Halten förorening, bortsett från glasstoftet, antas vara tillräckligt liten för att inte påverka resultatet nämnvärt. Detta innebär en densitet på 1,2 kg/m3, och en specifik värmekapacitet på 1,008 kJ/kg·°C. Glasstoftet antas inte påverka diametern för luftutblås mer än övriga felkällor. Beläggningen som i mätande stund fanns i trummor och på annan utrustning var på sina ställen upp mot en cm tjock, medan på andra ställen endast någon mm. Endast beläggning vid fläktens utblås antas ha betydelse för beräkningarna. Dock rengjordes dessa ytor från beläggning just innan mätserien påbörjades för att minska fel i beräkningarna. Endast ett av totalt två utblås användes för mätserie och utvärdering av energipotential i avgaserna. Utformningen av punktutsug och sträckor av ventilationstrumma under taket inne respektive ute är likvärdigt för de båda utblåsen. Även nyttjande av ugnarna kopplade till de båda utsugen är relativt jämnt fördelat mellan de fyra ugnarna. Därav gjordes antagande att de två utblåsen ger ca hälften av avgaserna vardera, såväl till volym luftflöde som energiinnehåll. Kylvattnet från Rickleån antas ha samma egenskaper som rent vatten med avseende på densitet och specifik värmekapacitet. Detta eftersom att vattnet inte är förorenat mer än det faktum att det är direkt taget från ån istället för kommunalt renat vatten. Detta innebär en densitet på 998 kg/m3 och specifik värmekapacitet 4,19 kJ/kg· °C. Beräkningarna för kylvatteneffekten utfördes på externt kylvatten, vattnet från Rickleån. Detta under resonemang att den värmemängd som skickas ut till ån är över, så tillvida att om samma värmemängd tas tillvara för annat ändamål så påverkas inte processen negativt. Eventuell påverkan blir istället positiv som ökad kylverkan i behövande processteg ifall kylningen mot ån fortsätter i samma omfattning som idag, med avseende på storlek på kylvattnets volymflöde. Eventuella förluster till omgivningen för det interna systemet har i detta fall ingen betydelse då det inte är den totala kylningen för varje processteg som beräknats utan endast avgiven effekt till ån. Vid beräkningar för totalt uppvärmningsbehov fö rsummades det avvikande värdet för fjärrvärme år 2006, för att istället skapa medelvärde över samtliga övriga år. Detta då ingen rimlig förklaring av den totala avvikelsen fanns ens bland berörda anställda.

21

6.2 Mätpunkter

6.2.1 Punktutsug från glasugnar De fyra glasugnarnas punktutsug är sammankopplade parvis till två fläktar som via ventilationstrummor just under taket i produktionslokalen som sedan utmynnar i två olika utblås. Mätutrustningen placerades vid utblås för ena utblåset varpå temperatur och lufthastighet mättes. Mätpunkt vid utblås istället för i direkt närhet till ugnarna valdes för att se mängden energi som lämnar lokalerna till ingen nytta. Den värme som avges från avgaserna och ventilationstrummorna medan dessa är under taket i produktionslokalen kommer till nytta i form av minskat uppvärmningsbehov från andra källor. Mätning av avgasernas temperatur och flöde mättes direkt efter att fläkten rengjorts. Detta för att se maximal energiförlust för avgaserna. Ifall fläkten inte rengjorts hade detta resulterat i sämre flöde och större osäkerhet i den verkliga energibesparingspotentialen. Då avläsningen utfördes manuellt skedde ingen loggning av mätdata under natt och helg. Mätutrustning vid mätning av avgaser var en basstation av modell WS2029LH, temperaturgivare av modell WT450H med mätintervall -30 till +70 C och osäkerhet på 0,1°C, samt flödeshastighetsgivare av modell WDS500 med mätintervall 0-127,5 km/h och osäkerhet på 0,5 km/h.

6.2.2 Kylvatten För kylvattnet fanns redan flödesmätare installerat som en del av det interna kontrollsystemet för både internt och externt kylvatten. Avläsningar av flödesmätaren gjordes manuellt för att sedan bilda medelvärde att använda i beräkningarna. Temperaturen däremot mättes på rörens utsida då det praktiskt inte var möjligt att placera mätare i det slutna systemet utan att störa produktionen och dess kylbehov. Givarna var av typen HOBO H8 Temp/extern med mätintervall mellan -20°C och 70°C och mätosäkerhet på 0,7°C. Mätdata loggades automatiskt med 30 minuters mellanrum under 6 dygn. Detta för att få med eventuella variationer i kyleffekten beroende på vilken del av processen som för stunden var igång. Temperaturgivarna isolerades sedan på utsidan för att minska påverkan från omgivande luft. Den egentliga skillnaden mellan maximal och minimal kyleffekt för kylvattensystemet är stor på grund av höga eleffekttoppar vid tillfällen då viss produktionsutrustning är på med maxeffekt. Dessa svängningar reduceras med hjälp av ackumulatortanken som gör systemet både trögare och jämnare i sitt kylbehov. Det innebär därigenom att kylningen mot ån inte känner av amplituden av svängningarna på samma sätt som det interna kylsystemet. Detta var en avgörande anledning till varför mätningarna utfördes på det externa kylvattnet istället för på det interna.

22

7 Resultat av effektbestämningar

7.1 Värmeförluster i avgaserna Temperaturen för avgaserna varierade mellan 29°C och 36,5°C samt lufthastigheten mellan 26 och 34 km/h, se bilaga 3. Detta resulterar i att den genomsnittliga effekten som uppskattningsvis skickas ut via avgaser är 7,2 kW/utblås, se figur 10, vilket årligen motsvarar totalt för båda ca 110 MWh. Effekten är beräknad som förlust för lokalen, alltså temperaturen i avgaserna relativt temperaturen för inomhusluften, 21°C, med ekvation (1) för massflödet ut genom fläkten och aktuell temperatur för avgaserna. 95%-igt konfidensintervall för medeleffekten ges av ekvation (8)-(10). Utifrån mätserien blir då detta intervall 6,87 - 7,45 kW.

Figur 11. Resultatdiagram för effekten ut av mätserien för avgaserna från glasugnar.

Oavsett om ugnarna används för produktion eller inte så är punktutsugen igång vilket innebär att stora delar av uppvärmd luft från lokalen konstant skickas ut. Det finns en viss nedgång i effekt över nätter och helg, något som beror av att produktionen inte är igång på samma sätt som dagtid.

23

7.2 Aktuell kyleffekt till Rickleån Det ingående kylvattnet höll jämn temperatur mellan 2,5°C och 4,2°C, se bilaga 2. Detta varierar dock ytterligare några grader beroende på årstiden. Det utgående kylvattne t däremot varierade mellan 4,2°C och 11,0°C, se figur 12. Minsta temperaturdifferensen mellan ingående och utgående flöde visade 1,3°C. Flödet var, likväl som ingående temperatur, konstant med endast mindre variation och med medelvärde på 26,6 m3 /h.

Figur 12. Ingående respektive utgående temperatur för kylvattnet från Rickleån.

Den effekten som kyls bort till Rickleån är igenomsnitt en effekt på ca 80 kW eller årligen ca 616 MWh, se figur 13. Detta från ekvation (1) för aktuella mätvärden och antaganden. Detta kan jämföras med det genomsnittliga årliga värmebehovet från fjärrvärme på 170,2 MWh.

Figur 13. Bortkyld effekt till Rickleån.

Grundbehovet av kylning till processen är ca 52 kW, med endast korta svackor, medan effekttopparna når drygt 220 kW. Lägsta uppmätta och beräknade värde för effekten är 38,5kW. Ett 95%-igt konfidensintervall för kylvatteneffekten ges utifrån ekvation (8)-(10), och ger i detta fall en medeleffekt mellan 75,0 och 84,1 kW.

24

8 Förslag till ny värmeåtervinning

8.1 Avgaser från glasugnar Från- tilluftsvärmeväxling, FTX, skulle kunna vara en lösning med vilken de varma avgaserna från glasugnarna värmer ingående tilluft. Den uppvärmda luften skickas sedan ut i befintligt luftburet system och de avkylda avgaserna från ugnarna åker ut i skorstenen som tidigare. En annan lösning är att sätta en frånluftsvärmepump på avgasflödet då det alltid finns viss värme att ta tillvara därifrån. Den uppvärmda luften skickas sedan ut i befintligt system och de avkylda avgaserna vidare ut i skorstenen, som ovan. För att någon av dessa ska kunna vara en rimlig lösning så kräver det att glasstoftet kan renas bort då det annars riskerar att förstöra värmeväxlaren, alternativt värmepumpen, eller i alla fall betydligt försämra dess funktion genom att bygga upp en beläggning på de värmeöverförande ytorna. Rening av avgaserna är önskvärt även ifall värmeåtervinningen inte realiseras, då det skulle minska nuvarande besvär med glasstoftet. En energisparande åtgärd utan allt för stora investeringar kan vara att styra efter behov ventilationsflödet från punktut sugen. Detta gör att det blir nödvändigt att täta eller i alla fall minska avståndet från ugn till punktutsug. För att detta inte ska påverka miljön i ugnen och dess känsliga process så krävs sannolikt en sänkning av flödeshastigheten. En sänkning av flödeshastigheten för fläkten med hjälp av varvtalsreglering ger i sin tur ytterligare energibesparing då mindre mängd el krävs för dess drift. Som följd av glasstoftet och att ingen rening finns att tillgå i dagsläget kommer ingen vidare ekonomisk analys av eventuell besparing vid energiåtervinning att utföras. Detta då rening av avgaserna behöver lösas innan energiåtervinning kan vara aktuellt.

25

8.2 Kylvatten Eftersom att kylvattnet är relativt kallt även om man ser till det interna systemet innan det värmeväxlas mot vatten från Rickleån, krävs någon typ av upparbetning av energin, med till exempel en värmepump för att kunna ta tillvara spillvärmen. Med en värmepump skulle drygt hela värmebehovet, från i dagsläget fjärrvärme på i genomsnitt 170 MWh/år kunna täckas. För värmeåtervinning ur kylvattnet kan det vara lämpligt att använda vatten från det interna kylvattensystemet då det håller en högre temperatur. Detta ger i sin tur att det krävs mindre energi att komma upp i önskad temperatur ut för värmepumpens kylmedium. Nackdel med en sådan lösning är att temperaturvariationen är större i det interna kylsystemet än för det externa. Lämplig placering av en värmepump är antingen i källaren intill den befintliga värmeväxlaren innan vattnet värmeväxlas mot Rickleån eller i anslutning till den befintliga ackumulatortanken. Sistnämnda ger även vinst med att vattnets temperatur i ackumulatortanken kan hållas något lägre. Ifall temperaturen i ackumulatortanken kan hållas konstant något lägre innebär det att säkerhetsmarginalen mot överhettning ökar. Det innebär även minskat pumparbete för cirkulationen i det interna kylsystemet då lägre temperatur kräver mindre flöde för att ge samma kyleffekt. Uppvärmningsbehovet är naturligt som störst under den kallare delen av året, och i detta fall levereras fjärrvärmen endast del av året. Visst uppvärmningsbehov finns dock hela tiden för tappvarmvatten. Detta innebär att elpatronen i dagsläget används periodvis. Med en värmepump installerad skulle den kunna leverera värme hela året i den omfattning som krävs för stunden. Vattnet som värms av värmepumpen kan sedan kopplas in direkt i systemet där fjärrvärmen gått in. Detta vore en smidig lösning då det skulle innebära mindre ombyggnad av uppvärmningssystemet, som i sin tur ger mindre investeringskostnad. Eftersom den mängd värme som kyls bort är betydligt större än värmebehovet så kommer kylbehov till Rickleån att kvarstå även om mindre till storlek. Då mindre flöde behövs för att kyla bort det som inte tas tillvara så kan det även ge ett minskat pumparbete för det externa flödet samt med det en minskad elförbrukning. Detta ifall lämpliga åtgärder vidtas.

26

8.3 Befintlig värmeåtervinning Den beräknade 20-åriga livslängden för värmeväxlare är något som befintliga FTX passerat med marginal. Med detta i åtanke skulle uppgradering i form av ny anläggning börja vara aktuellt inom överskådlig tid. Vid byte av värmeåtervinningsanläggning kan det vara att lämpligt att överväga den varma luften under taket i produktionslokalen som varm luft att värmeväxla mot ingående kall luft. En lösning med varmluft från produktionslokalen som värmeväxlas mot ingående friskluft ger att en mindre värmeväxlare behövs för att få ut samma värmeeffekt, detta då temperaturdifferensen mellan ingående och utgående luft skulle bli närmare 10°C större. Från ekvation (5)-(6) med 10°C varmare utgående luft och resterande temperaturer oförändrade innebär det att storleken för en ny värmeväxlare behöver vara ca 65 % av befintlig och ändå tillfredsställa samma uppvärmningsbehov. Detta med avseende på ingående temp, utgående temp för kallt respektive varmt flöde. I verkligheten innebär det dock att ingående luft skulle kunna värmas till önskad rumstemperatur direkt av värmeväxlingen och behöver på så vis inte stödvärmning av el eller annan värme i fallet med lika stor värmeväxlare som i dagsläget. Detta resonemang kan även tillämpas för avgaserna då dessa blivit tillräckligt rena från föroreningar. Effektivisering genom att uppgradera befintlig FTX blir nog aktuellt först då nuvarande system är i behov av att bytas ut då de fortfarande återvinner viss värme.

8.4 Kombinerad lösning Någon form av kombination mellan värmepump för kylvattnet och uppgradering eller helt utbyte av befintlig FTX är även det en möjlig lösning. Fördelen med en sådan lösning är att det kan räcka med en mindre värmepump än den i fallet då hela värmebehovet ska täckas med värmepumpen. Ny FTX kan då täcka en viss del av grunduppvärmningen medan värmepumpen sedan levererar resterande värme.

27

9 Ekonomi Med verktyget livscykelanalys, LCC [11], som är en beräkningsmall i Excel, skapas en uppfattning av en mer långsiktig effekt för en investering. Livscykelkostnaden beskriver en investerings kostnad under hela dess livslängd omräknat till dagens värde. LCC tar hänsyn till investeringskostnad, kalkylränta, energikostnader, underhållskostnader samt eventuellt restvärde. Vid jämförelse mellan olika utrustningar är den med lägst LCC också den som har minst totalkostnad under perioden alltså den billigaste lösningen. Vidare analyseras återbetalningstid för eventuell investering, årlig kostnad, samt vinst/förlust relativt fallet med oförändrat uppvärmningssätt med fjärrvärme. I detta fall är endast kostnader för investering, installation och energi medräknade, då underhållskostnader är svåra att uppskatta samt likvärdigt och av liten omfattning för samtliga lösningar, samt restvärde inte är av intresse eftersom försäljning vid avslutad användning inte är aktuellt. För följande beräkningar av LCC gäller kalkylränta 10 %, och totalt elpris på 68,7 öre/kWh. Resultatet utvärderas sedan mot dagens förbrukning runt 170,2 MWh fjärrvärme som årligen kostar ca 84 500 kr. Det totala elpriset består av kostnaden för el, nätavgift, elskatt samt en fast kostnad för säkring. Elpriset är aktuellt pris från ett utländskt bolag enligt avtal genom koncern, medan nätavgifter och säkringsavgifter är gällande för lokalt bolag [12]. Elskatten beräknas enligt given fördelning med 1 % av elförbrukningen med full skatt respektive 99 % med reducerad skatt. Investeringskostnad och prestanda för de olika värmepumparna finns redovisat i bilaga 5.

9.1 Värmepump Det första alternativet som studerats för att ta tillvara spillvärmen är med hjälp av en värmepump från Nibe, modell FIGHTER 1330, storlek 40 kW. Förutsättningar: Investeringskostnad värmepump 84 000 kr

Installationskostnad ca 30 000 kr [7] Totalkostnad 114 000 kr Brukningstid 15 år Elförbrukning 50 060 kWh/år COPHP = 3,4

Elförbrukningen grundar sig på det aktuella värmebehovet samt värmepumpens prestanda enligt COPHP och installationskostnaden är en uppskattning från lokal installatör.

28

Figur 14 visar att den absolut största delen av livscykelkostnaden för en värmepump är energikostnader, här består dessa energikostnader av elförbrukningen.

Figur 14. Fördelning av livscykelkostnad för värmepump 40 kW.

Byte från fjärrvärme till värmepump, enligt förutsättningar, ger en årlig uppvärmningskostnad på 34 390 kr, vilket motsvarar minskning med 50 140 kr jämfört dagsläget. Uppvärmnings-kostnaden består i detta fall av elförbrukning för värmepumpen. Figur 15 ger, trots en stor investering vid byte till värmepump, att livscykelkostnaden under de 15 år som värmepumpen kan anses hålla är lägre för nyinvesteringen. Återbetalningstid för investering av värmepump beräknades till 2,3 år mot alternativet att ha kvar befintlig uppvärmnings- lösning, se bilaga 4.

Figur 15. Jämförelse av livscykelkostnad för befintlig fjärrvärme (utrustning A) och investering av värmepump

(utrustning B).

29

9.2 Ny FTX Det andra alternativet till uppgradering av värmeåtervinning är installation av nytt värmeåtervinningsaggregat i form av från- tilluftsvärmeväxlare. I detta fall kan fjärrvärmen inte helt ersättas av investeringen varpå ekonomisk analys grundar sig i minskat fjärrvärmebehov, alltså totalt lägre rörlig kostnad medan den fasta kostanden för fjärrvärmen kvarstår. Förutsättningar: Investeringskostnad 21 450 kr Installationskostnad 10 000 kr Elförbrukning 1940 kWh/år Installationskostnaden består av ett grovt uppskattat värde för endast byte av befintligt aggregat där inga stora justeringar i övrigt behövs. Uppskattningen är gjord efter konsultation med ett flertal hantverkare i branschen. Elbehovet för aggregaten grundar sig i såväl fläktens förbrukning som själva aggregatets förbrukning. Nödvändig axeleffekt för fläkten är beräknad utifrån fläktkurva, se bilaga 6, samt ekvation (11) med antagande om verkningsgrad för fläkten på 0,8.

Aggregat: 403 W*4380h = 1765 kWh/år Fläkt: 40*4380h = 175 kWh/år Totalt: 1940 kWh/år

Figur 16 visar kostnadsfördelningen för en ny FTX. Med jämförelse med motsvarande bild för värmepumpen, ses här att största delen av livscykelkostnaden består av investeringskostnaden.

Figur 16. Fördelning av livscykelkostnad för ny FTX.

30

Möjlig återvunnen värmemängd ges från ekvation (1), med luftflöde 550 m3/h, temperatur in i värmeväxlaren 22°C och 12°C ut. Verkningsgrad för värmeväxlaren enligt tillverkaren 84 % och övriga egenskaper enligt tabellvärden för luft. Detta ger möjlig effekt på 1,55 kW. Med avseende på ett uppvärmningsbehov ca halva året, ger detta en drifttid på 4380 timmar. Detta ger i fall a) 1,55 kW * 4380 h * 0,358 kr/kWh = 2434 kr i minskad fjärrvärmekostnad. Elförbrukningen ökar istället med 1940 kWh/år vilket motsvarar 1333 kr. Detta ger en årlig uppvärmningskostnad på 1101 kr. Återbetalningstiden blir då 28,7 år. Livscykelkostnaden för ny FTX jämfört med kostnaden för fjärrvärme under motsvarande period ses i figur 17.

Figur 17. LCC för alternativet med befintlig uppvärmning med fjärrvärme (utrustning A) och alternativ med nytt

FTX (utrustning B).

Möjlighet finns att även ta tillvara den något varmare luften under taket i produktionslokalen. I detta fall antas utgående luft in i värmeväxlaren vara ca 5°C varmare än den luft som i dagsläget används. Detta ger teoretiskt 2,3 kW återvunnen värme, jämfört med ovan 1,55 kW. Med avseende på samma tidsperiod och elförbrukning som i fall a) ger detta 2,3 kW * 4380 h * 0,358 kr/kWh = 3654 kr minskad fjärrvärmekostnad. Istället ökad elkostnad, se ovan. Trots upprepade försök att få uppskattning av ökade installationskostnader vid extra rördragning fanns inte ens en grov uppskattning att erhålla varpå ingen ekonomisk analys kunnat göras för detta fall. Allmänna uppskattningen från tillfrågade hantverkare i ventilationsbranschen är att en sådan investering inte skulle vara lönsam som följd av besvärlig, och därigenom även kostsam installation.

31

9.3 Kombinerad lösning Det tredje och sista alternativet som studerats avser att helt ersätta den befintliga fjärrvärmen med nedan redovisad lösning. Detta innebär en värmepump av modell Nibe FIGHTER 1330 samt ny FTX. Brukningstid för värmepump 15 år och för FTX 20 år. Värmepumpen är en mindre modell än den i kap 9.1 och har maxeffekt på 30 kW. För denna storlek anges COPHP = 3,3. I detta fall är värmepumpen beräknad att täcka behovet upp till 150 000 kWh/år, maximal värmemängd för aktuell storlek på värmepumpen, och FTX dimensioneras att täcka resterande 20 200 kWh/år. Elförbrukningen för värmepumpen är beräknad utifrån det aktuella värmebehovet och värmepumpens COPHP. För FTX beräknades elförbrukningen utifrån nödvändigt fläktbehov samt nödvändig effekt för själva aggregatet, se kap 9.2. Fördel med kombinerad lösning är att FTX är tänkt att täcka en viss del av grundbehovet för att på så vis kunna gå ner en storlek i värmepump. Värmepumpen blir sedan det som tillgodoser resterande behov. I och med en mindre värmepump är tanken att den totala uppvärmningskostnaden ska minska även om den totala investeringskostnaden är högre än i fallet med enbart värmepump. Detta då värmeväxlare endast kräver en liten andel el jämfört med värmepump. 20 200 kWh/år motsvarar en nödvändig återvunnen effekt ut från värmeväxlaren på 4,6 kW, beräknat på att största delen av uppvärmningsbehovet är under vinterhalvåret, alltså ca 4380 timmar. Detta innebär en överdimensionering, men ifall detta även ska täcka ersättning av delar av befintligt system, kan denna överdimensionering vara nödvändigt. Förutsättningar: Temperaturdifferens för värmeväxlarens utgående flöde på 10°C kräver volymflödet 160 l/s för att få ut 1,6 kW med verkningsgrad för värmeväxlaren på 84 %. Detta innebär att det krävs 3 stycken FTX för att klara det aktuella värmebehovet som bör täckas.

Värmepump: Investeringskostnad 79 000 kr Installationskostnad 30 000 kr Elförbrukning 45 450 kWh/år

FTX: Investeringskostnad 3x21 450 kr Installationskostnad 3x10 000 kr Elförbrukning 3x1940 kWh/år

32

Figur 18 visar fördelningen för livscykelkostnaden för den kombinerade lösningen. I detta fall blir fördelningen naturligt ett mellanting mellan det i kapitel 9.1 och 9.2.

Figur 18. LCC-fördelning för kombinerad lösning.

Figur 19 visar LCC för den kombinerade lösningen. Detta innebär en årlig besparing kring ca 35 170 kr med avseende på direkta uppvärmnings- och elkostnader. Återbetalningstiden blir då 4,1 år.

Figur 19. LCC för befintligt system med fjärrvärme (utrustning A) och den kombinerade lösningen (utrustning B).

33

10 Mätosäkerhet Visst mätfel finns beroende av att mätpunkterna var på utsidan av rören för kylvatten, mätfelet är något reducerat tack vare isolering på utsidan av mätpunkterna, då detta minskar påverkan på resultatet från omgivningen. Storleken av detta fel är svårt att uppskatta. Tidsupplösningen av mätdata kan ge upphov till visst mindre fel då risken finns att perioden mellan mätningarna innehåller toppar eller dalar av värden. Val av tidsintervall för mätningarna gjordes dock med avseende på rådande förutsättningar. Placering av mätutrustning för avgaserna påverkar även resultatet, men på grund av svårtillgängligheten av bättre mätpunkt får detta duga som uppskattning av eventuell potential. Då såväl flödesmätare som temperaturmätare placerats vid fläktens utblås så finns viss risk för påverkan av aktuell vind och temperatur för utomhusluften. Mätperioden är dock för kort för att eventuell beläggning av glasstoft ska påverka resultatet i någon högre omfattning då givarna rengjordes med jämna mellanrum just av denna orsak. För avgaserna gjordes mätning och utvärdering endast på del av totalt energiflöde. Även om den icke uppmätta delen är likvärdig med den som blev uppmätt och utvärderad så finns ändå en viss avvikelse, varpå den uppskattade totala energipotentialen i avgaserna för befintligt system har viss osäkerhet. Alla dessa felkällor som är svåruppskattade till storlek innebär att ingen ytterligare utvärdering av total mätosäkerhet utförts. Ett konfidensintervall skapades för att få en viss uppskattning av spridningen i resultatet.

34

11 Resultat Nedan sammanfattas huvudresultaten. Den effekt som i genomsnitt avges som spillvärme via avgaserna från glasugnarna är ca 7,2 kW/utblås, eller totalt 14,4 kW. Detta sker under hela året då produktionen är i drift, vilket ger ca 7700 timmar per år, och motsvarar då energimängden 110 MWh årligen. Via kylvattensystemet värmeväxlas i genomsnitt 80 kW till Rickleån. Även kylvattnet genererar spillvärme kontinuerligt under produktionens driftperiod vilket motsvarar 616 MWh per år, enligt ovan. De värmeåtervinningsförslag som utvärderats är värmepump mot kylvattensystemet, nytt från- och tilluftsaggregat (FTX) samt en kombinerad lösning med en mindre modell värmepump och kompletterande FTX för att täcka upp för det totala värmebehovet. Föreslagen lösning med värmepump, att täcka värmebehovet, innebär en investeringskostnad på 114 000 kr vilket ger en årlig minskning av uppvärmningskostnaden med ca 50 140 kr och detta ger en återbetalningstid på 2,3 år. Installation av nytt från- och tilluftsaggregat ger en investeringskostnad på 31 450 kr vilket ger årlig minskning av uppvärmningskostnad på 1101 kr och motsvarar en återbetalningstid på 28,7 år. Den kombinerade lösningen innebär en investeringskostnad på 203 350 kr vilket ger minskad uppvärmningskostnad med 35 170 kr per år. Detta ger en återbetalningstid på 4,1 år.

35

12 Framtida arbeten

Eftersom att lämplig reningsutrustning för avgaserna från glasugnarna inte hann installeras under projektets gång skulle en ny utvärdering av dess energipotential kunna vara av intresse då sådan finns installerad och med tillfredsställande prestanda. Oavsett installation av värmepump så finns energibesparingspotential i minskat pumparbete genom varvtalsreglering av pumpen som pumpar vatten från ån. Skillnaden mellan grundnivå och topparna för kylningen är stora, medan åvattnet har mer eller mindre konstant flöde oavsett. Detta ger att pumpen levererar samma flöde oberoende på kylbehov för stunden. Med styrning av pumpens varvtal reglerat mot utgående temperatur på vattnet skulle ändå tillräcklig kylning mot processen kunna levereras utan att det interna kylvattnet blir för varmt. Önskemål finns redan i dagsläget om nytt styrsystem till ventilationen då den befintliga har stora steg vid justering. Detta innebär i praktiken att det ofta är för varmt eller för kallt för komforten på arbetsplatsen. Med en modernare styrutrustning kan då ventilationen anpassas för både en mer energieffektiv drift och en trevligare arbetsmiljö. I fallet med ny styrutrustning kan det även vara lämpligt med mer noggrann utvärdering över luftflöden i lokalen för att optimera dessa utifrån behov och önskemål. Vidare kartläggning för samtliga energiflöden skulle eventuellt resultera i förslag på effektiviseringar t.ex. tidsstyrning av belysning, nattsänkning av ventilation, tilläggsisolering av väggar och tak, tidsstyrda motorvärmaruttag för parkeringsplatserna samt framförallt ordentlig genomgång av samtliga energiförbrukare i lokalerna med förslag till åtgärder. Detta skulle i så fall kunna ge upphov till minskad elanvändning.

36

13 Diskussion Den första tanken vid uppstarten av examensarbetet var att försöka hitta lösning för att återvinna energi ur avgaserna från glasugnarna. Allteftersom arbetet fortlöpte blev dock energipotentialen i kylvattnet mer intressant, både på grund av glasstoftet som försvårar energiåtervinning men kanske framförallt att det visade sig finnas betydligt mer energi att återvinna i kylvattnet än i avgaserna. De antaganden som gjorts för beräkningarna är gjorda så att dessa ska ge en underskattning av beräknade energipotentialer hellre än överskattning. Om detta är fallet är svårt att säkert säga. I mätserierna fanns inga uppseendeväckande avvikelser utöver de förväntade. Dessa var effekttoppar som följd av vilka delar av processen som var igång. Det kan sägas att variationen för avgaserna var större än önskat varpå den momentana avvikelsen från medelvärdet är stor periodvis. För avgaserna fanns heller ingen tydlig grundnivå för effekten, som för kylvattnet. Nackdel med föreslagen lösning är ökad elförbrukning istället för minskad som vore önskvärt. Den totala energiförbrukningen blir dock avsevärt reducerad varför lösningen kan motiveras. För att kunna minska både energiförbrukningen och elförbrukningen behöver en mer omfattande kartläggning av samtliga poster utföras. Problemet är att de stora elförbrukarna är främst ugnar och pressar som kräver aktuell effekt för att prestera det som krävs. Detta innebär att de stora elförbrukarna inte går att påverka nämnvärt utan omfattande förändring av konstruktion. Ett lönsammare sätt att ta tillvara spillvärme från produktionslokalen skulle vara att suga luft under taket och istället värmeväxla den mot ingående luft. Denna lösning innebär inga eller i alla fall betydligt mindre problem på grund av glasstoft. Problem uppstod dock med att utvärdera lönsamheten då installationskostnader inte gick att få tag på trots upprepad kontakt med olika installatörer av ventilationssystem. Grundbehovet av kylvatten kan anses vara konstant över året, med undantag av toppar med större kylbehov. Effekttopparna för kylbehov sträcker sig över ca ett dygn åt gången och med något eller några få dygn mellan beroende på produktionsbelastning. Detta innebär att det alltid finns värme att ta tillvara för att värma lokalerna med. De beräkningar som utförts motsvarar mätvärden för en begränsad period. Trenden för produktionsvolymer tyder på ökande elbehov framöver för hela processen vilket i så fall även ger ökande kylbehov. Den beräknade grundeffekten kan dock täcka uppvärmningsbehovet för lokalerna. Vid beräkningarna för energibesparingspotentialen i kylvattnet beräknades den upptagna energimängden för vattnet från Rickleån. Då kylsystemet inte är helt idealt, utan har förluster mer eller mindre överallt så ger förenklingen att försumma förluster att det beräknade värdet är en överskattning av verkligheten. Förluster i systemet finns såväl som rörförluster för samtliga ledningar, men även vid värmeväxlaren då inte heller den är totalt isolerad. Vad som dock kan sägas är att med hänsyn till alla förluster i systemet så krävs ändå den beräknade kyleffekten, varpå samma energimängd teoretiskt kan tas tillvara till annat ändamål utan att påverka systemet mer än mindre uppvärmning av Rickleån.

37

De ekonomiska beräkningarna visade en högre livscykelkostnad för investering av värmepump relativt värmeväxlare, detta på grund av både investeringskostnad och elbehov för värmepumpen medan värmeväxlaren endast har investeringskostnad. Värmeväxlare ger totalt mindre värmeenergi och kan inte själv helt ersätta fjärrvärmen vilket ger att en viss uppvärmningskostnad kvarstår från fjärrvärme. Fjärrvärmen i sig blir då dyrare per kWh även om totala fjärrvärmekostnaden minskar, detta eftersom att den fasta kostnaden kvarstår trots mindre uppvärmningsbehov. Vid byte av befintlig FTX bör hänsyn tas till att viss energi återvinns i dagsläget även om det är liten mängd, varpå den energiåtervinning som en ny anläggning kan erbjuda inte enbart är vinst. Med detta i åtanke kan det vara lämpligt att överväga uppgradering av befintligt system, främst för korsströmsvärmeväxlaren som förväntas ha sämre livslängd och verkningsgrad än den roterande. De beräkningar som utförts för FTX har innefattat höga luftflöden. Med tanke på typen av industri och dess verksamhet är ljudkänsligheten inte stor. Till detta kan även nämnas att samtliga FTX i dagsläget är placerade i avskiljda rum varpå störningen mot verksamheten inte blir märkbar. Vid eventuellt byte antas att även ny utrustning placeras på samma eller motsvarande plats i byggnaden, alltså där den inte påverkar omgivningen med dess ljudnivå. Vid eventuell investering av ny värmeåtervinning är en mer detaljerad utredning att rekommendera då denna utredning endast är översiktlig för att identifiera potentialer samt ungefärligt uppskatta storleken av eventuell besparing. Den kombinerade lösningen är mer teoretisk och inte säkert hur den skulle kunna genomföras främst med avseende på antal FTX, då det i dagsläget redan finns ett antal av dessa varpå ventilationen inte säkert kan rymma fler aggregat. Alternativ till kombinerade lösningar är ifall att flera värmepumpar kombineras, till exempel en för kylvattnet och en för frånluften eller dylikt. Ifall framtiden inte ger förändring i uppvärmningssätt kan det föredras att få mer individuell mätning och debitering från den verkliga fjärrvärmeleverantören istället för som i dagsläget via grannindustrin. Detta för att lättare kunna kontrollera och ifrågasätta avvikelser som under år 2006. För att förbättra resultatet i projektet skulle vissa justeringar kunna utföras. Till exempel vore det lämpligt med längre mätserier, loggning av mätdata för avgaserna för att få tätare avläsningar samt för hela dygnet och alla dagar, även lördag och söndag. Önskvärt vore också med placering av mätpunkterna i kylvattenflödet istället för utanpå rören. Vidare vore det intressant att parallellt göra en mätserie på interna kylvattensystemet, lämpligt till exempel vid ackumulatortanken för att på så vis kunna se de verkliga svängningarna i interna temperaturer, samt den egentliga amplituden på de stora effekttopparna. Detta vore i så fall mest som kuriosa då det inte har betydelse för energimängden som kyls bort till förmån för fiskarna i Rickleån.

38

14 Slutsatser Att installera en värmepump i processens kylvattenflöde skulle spara ca 50 000 kr per år då ingen extern fjärrvärme längre behövs. Återbetalningstiden för installation av värmepump blir ca 2,3 år. Det totala elbehovet kommer dock att öka även om det totala energibehovet minskar avsevärt. Installation av värmepump tar även bort behovet av elpatron då värme från kylvatten alltid kommer att finnas tillgängligt till skillnad mot fjärrvärmen som endast levereras viss del av året. Den miljömässiga vinsten blir även i form av att mindre vatten från Rickleån behövs till kyla. Ett minskat behov av vatten från ån stämmer väl överens med företagets miljömål om att minska användning av naturens resurser då det ger mindre påverkan på lokalmiljön. För en kombinerad lösning med en mindre värmepump och ny FTX ger det en årlig besparing på 35 170 kr och återbetalningstid på 4,1 år. Även denna lösning innebär att fjärrvärmen helt kan ersättas, vilket var önskvärt. Denna lösning innebär såväl hög investeringskostnad och för lång återbetalningstid för att kunna rekommenderas. Eventuell värmeväxling av avgaserna från glasugnarna kan endast ske om lämplig reningsutrustning installerats först. Lämpligt vore att göra ny utvärdering av eventuell värmeväxlare i ventilationssystemet för avgaserna från glasugnarna när reningsutrustningen fungerar tillfredsställande. De beräkningar som ändå utförts på avgasflödet visar att sparpotentialen för energin i avgaserna finns. Eftersom att det redan finns värmeåtervinning för stor del av frånluften bortsett från avgaserna från glasugnarna så skulle främst effektivisering genom uppdatering med modernare värmeväxlare vara av intresse. Vidare utredning av energianvändningen för verksamheten skulle kunna ge upphov till fler besparingsförslag. Exempel på detta är styrning av ventilation och pumpar beroende på aktuellt behov för stunden.

39

15 Referenser

Litteratur: [1] Cengel Y (2003). Heat transfer – A practical approach. McGraw-Hill Companies Inc. ISBN 0-07-115150-8. s. 13, 679, 681 [2] Cengel Y, Boles M (2002). Thermodynamics An Enginering Approach. Fjärde upplagan. McGraw-Hill Companies. ISBN 0-07-112177-3. s. 565, 575 [3] Schaeffer R L, McClave J T (1995). Probability and Statistics for Engineers. Fjärde upplagan. Wadsworth Inc. ISBN 0-534-20964-5. s.367 [4] Gustafson B-A (1999). Kompendium i turbomaskinteknik. Chalmers Tekniska Högskola. Göteborg. ISSN 1101-9972. Flik 8 Personliga kontakter: [5] Tomas Holmström, Saint-Gobain Advanced Ceramics AB. [6] Anders Erixon, Saint-Gobain Advanced Ceramics AB. [7] Börje Lindgren, Lindgrens rör och mek. Internet: [8] Saint-Gobain, 2008-11-03 www.saint-gobain.com [9] Saint-Gobain, Ceramics, 2008-11-03 www.cerbec.com [10] Nibe värmepumpar, 2008-10-22 www.nibe.se [11] Energimyndigheten, 2008-10-11 www.Energimyndigheten.se [12] Skellefte Kraft AB, 2008-10-11 www.SkellefteKraft.se

40

16 Bilagor

Bilaga 1 - Energianvändning Saint-Gobain Advanced Ceramics AB, Robertsfors

Elförbrukning [kWh] 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Januari 90647 94637 105287 143743 155357 189361 210203 Februari 73467 83946 108638 141310 137291 181079 196635 Mars 82522 87387 127808 148435 166995 198690 190792 April 74534 94262 119868 140485 150393 180080 201604 Maj 66098 108537 135154 143197 173397 192787 217310 Juni 63738 82780 108933 145859 157918 182817 201258 Juli 19719 21304 34595 113976 101375 111318 75683 Augusti 74095 93054 119188 143451 173169 193623 181324 September 91662 88704 129665 142769 154313 194539 Oktober 87831 92735 140903 141547 179376 214810 November 91468 104512 139553 142088 172146 193709 December 73734 92985 132107 146512 170995 176116 Summa 889515 1044843 1401699 1693372 1892725 2208929 1474809 Fjärrvärmeförbrukning [MWh] 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Totalt 179 158 178 177 251 159

41

Bilaga 2 – Mätserie kylvatten

datum tid temp in temp ut effekt datum tid temp in temp ut effekt

10/31/08 12:55:24,0 4,15 6,62 75,55218984 2011-01-08 09:53:24,0 3,31 5,4 63,928776

10/31/08 13:23:24,0 4,15 7,03 88,0932416 2011-01-08 10:23:24,0 3,31 5,4 63,928776

10/31/08 13:53:24,0 4,15 7,03 88,0932416 2011-01-08 10:53:24,0 3,31 5,4 63,928776

10/31/08 14:23:24,0 4,15 7,83 112,5635865 2011-01-08 11:23:24,0 3,31 5,4 63,928776

10/31/08 14:53:24,0 4,15 8,23 124,7987589 2011-01-08 11:53:24,0 3,31 5,4 63,928776

10/31/08 15:23:24,0 4,15 9,03 149,2691038 2011-01-08 12:23:24,0 3,31 5,4 63,928776

10/31/08 15:53:24,0 4,15 9,03 149,2691038 2011-01-08 12:53:24,0 3,31 5,4 63,928776

10/31/08 16:23:24,0 4,15 9,03 149,2691038 2011-01-08 13:23:24,0 3,31 5,4 63,928776

10/31/08 16:53:24,0 4,15 9,42 161,198397 2011-01-08 13:53:24,0 3,31 5,4 63,928776

10/31/08 17:23:24,0 4,15 9,82 173,4335694 2011-01-08 14:23:24,0 3,31 5,4 63,928776

10/31/08 17:53:24,0 4,15 9,82 173,4335694 2011-01-08 14:53:24,0 3,31 5,4 63,928776

10/31/08 18:23:24,0 4,15 10,21 185,3628625 2011-01-08 15:23:24,0 3,31 5,4 63,928776

10/31/08 18:53:24,0 4,15 9,82 173,4335694 2011-01-08 15:53:24,0 3,31 5,4 63,928776

10/31/08 19:23:24,0 4,15 9,82 173,4335694 2011-01-08 16:23:24,0 3,31 5,4 63,928776

10/31/08 19:53:24,0 4,15 9,82 173,4335694 2011-01-08 16:53:24,0 3,31 4,99 51,387724

10/31/08 20:23:24,0 4,15 9,42 161,198397 2011-01-08 17:23:24,0 3,31 4,99 51,387724

10/31/08 20:53:24,0 4,15 9,03 149,2691038 2011-01-08 17:53:24,0 3,31 4,99 51,387724

10/31/08 21:23:24,0 4,15 9,03 149,2691038 2011-01-08 18:23:24,0 3,31 4,99 51,387724

10/31/08 21:53:24,0 4,15 8,63 137,0339314 2011-01-08 18:53:24,0 3,31 4,99 51,387724

10/31/08 22:23:24,0 4,15 8,23 124,7987589 2011-01-08 19:23:24,0 3,31 4,99 51,387724

10/31/08 22:53:24,0 4,15 7,83 112,5635865 2011-01-08 19:53:24,0 2,89 4,99 64,234655

10/31/08 23:23:24,0 3,74 7,83 125,1046382 2011-01-08 20:23:24,0 2,89 4,99 64,234655

10/31/08 23:53:24,0 3,74 7,83 125,1046382 2011-01-08 20:53:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-01-08 00:23:24,0 3,74 7,43 112,8694658 2011-01-08 21:23:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-01-08 00:53:24,0 3,74 7,43 112,8694658 2011-01-08 21:53:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-01-08 01:23:24,0 3,74 7,03 100,6342934 2011-01-08 22:23:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-01-08 01:53:24,0 3,74 7,03 100,6342934 2011-01-08 22:53:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-01-08 02:23:24,0 3,74 6,62 88,0932416 2011-01-08 23:23:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-01-08 02:53:24,0 3,74 6,62 88,0932416 2011-01-08 23:53:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-01-08 03:23:24,0 3,74 6,62 88,0932416 2011-02-08 00:23:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-01-08 03:53:24,0 3,74 6,22 75,85806916 2011-02-08 00:53:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-01-08 04:23:24,0 3,74 6,22 75,85806916 2011-02-08 01:23:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-01-08 04:53:24,0 3,74 6,22 75,85806916 2011-02-08 01:53:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-01-08 05:23:24,0 3,74 6,22 75,85806916 2011-02-08 02:23:24,0 2,89 4,15 38,540793

2011-01-08 05:53:24,0 3,74 6,22 75,85806916 2011-02-08 02:53:24,0 2,89 4,15 38,540793

2011-01-08 06:23:24,0 3,74 6,22 75,85806916 2011-02-08 03:23:24,0 2,89 4,15 38,540793

2011-01-08 06:53:24,0 3,74 5,81 63,3170174 2011-02-08 03:53:24,0 2,89 4,15 38,540793

2011-01-08 07:23:24,0 3,74 5,81 63,3170174 2011-02-08 04:23:24,0 2,46 4,15 51,693604

2011-01-08 07:53:24,0 3,31 5,81 76,46982778 2011-02-08 04:53:24,0 2,46 4,15 51,693604

2011-01-08 08:23:24,0 3,31 5,81 76,46982778 2011-02-08 05:23:24,0 2,46 4,15 51,693604

42

2011-01-08 08:53:24,0 3,31 5,81 76,46982778 2011-02-08 05:53:24,0 2,46 4,15 51,693604

2011-01-08 09:23:24,0 3,31 5,81 76,46982778 2011-02-08 06:23:24,0 2,46 4,15 51,693604

2011-02-08 06:53:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 03:53:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-02-08 07:23:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 04:23:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-02-08 07:53:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 04:53:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-02-08 08:23:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 05:23:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-02-08 08:53:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 05:53:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-02-08 09:23:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 06:23:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-02-08 09:53:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 06:53:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-02-08 10:23:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 07:23:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-02-08 10:53:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 07:53:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-02-08 11:23:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 08:23:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-02-08 11:53:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 08:53:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-02-08 12:23:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 09:23:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-02-08 12:53:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 09:53:24,0 2,89 4,57 51,387724

2011-02-08 13:23:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 10:23:24,0 3,31 4,99 51,387724

2011-02-08 13:53:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 10:53:24,0 3,31 4,99 51,387724

2011-02-08 14:23:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 11:23:24,0 3,31 4,99 51,387724

2011-02-08 14:53:24,0 2,89 4,15 38,5407932 2011-03-08 11:53:24,0 3,31 4,99 51,387724

2011-02-08 15:23:24,0 2,89 4,15 38,5407932 2011-03-08 12:23:24,0 3,31 5,4 63,928776

2011-02-08 15:53:24,0 2,46 4,15 51,69360358 2011-03-08 12:53:24,0 3,31 5,4 63,928776

2011-02-08 16:23:24,0 2,89 4,15 38,5407932 2011-03-08 13:23:24,0 3,31 5,4 63,928776

2011-02-08 16:53:24,0 2,89 4,15 38,5407932 2011-03-08 13:53:24,0 3,31 5,81 76,469828

2011-02-08 17:23:24,0 2,89 4,15 38,5407932 2011-03-08 14:23:24,0 3,31 5,81 76,469828

2011-02-08 17:53:24,0 2,89 4,15 38,5407932 2011-03-08 14:53:24,0 3,31 6,22 89,01088

2011-02-08 18:23:24,0 2,89 4,15 38,5407932 2011-03-08 15:23:24,0 3,31 6,22 89,01088

2011-02-08 18:53:24,0 2,89 4,15 38,5407932 2011-03-08 15:53:24,0 3,31 6,62 101,24605

2011-02-08 19:23:24,0 2,89 4,15 38,5407932 2011-03-08 16:23:24,0 3,31 6,62 101,24605

2011-02-08 19:53:24,0 2,89 4,57 51,38772427 2011-03-08 16:53:24,0 3,31 7,03 113,7871

2011-02-08 20:23:24,0 2,89 4,15 38,5407932 2011-03-08 17:23:24,0 3,31 7,03 113,7871

2011-02-08 20:53:24,0 2,89 4,57 51,38772427 2011-03-08 17:53:24,0 3,31 7,83 138,25745

2011-02-08 21:23:24,0 2,89 4,57 51,38772427 2011-03-08 18:23:24,0 3,74 8,23 137,33981

2011-02-08 21:53:24,0 2,89 4,57 51,38772427 2011-03-08 18:53:24,0 3,74 9,03 161,81016

2011-02-08 22:23:24,0 2,89 4,57 51,38772427 2011-03-08 19:23:24,0 3,74 9,42 173,73945

2011-02-08 22:53:24,0 2,89 4,57 51,38772427 2011-03-08 19:53:24,0 3,74 9,82 185,97462

2011-02-08 23:23:24,0 2,89 4,57 51,38772427 2011-03-08 20:23:24,0 3,74 10,21 197,90391

2011-02-08 23:53:24,0 2,89 4,57 51,38772427 2011-03-08 20:53:24,0 3,74 10,6 209,83321

2011-03-08 00:23:24,0 2,89 4,57 51,38772427 2011-03-08 21:23:24,0 3,74 10,6 209,83321

2011-03-08 00:53:24,0 2,89 4,57 51,38772427 2011-03-08 21:53:24,0 3,74 10,6 209,83321

2011-03-08 01:23:24,0 2,89 4,57 51,38772427 2011-03-08 22:23:24,0 3,74 10,99 221,7625

2011-03-08 01:53:24,0 2,89 4,57 51,38772427 2011-03-08 22:53:24,0 3,74 10,6 209,83321

2011-03-08 02:23:24,0 2,89 4,57 51,38772427 2011-03-08 23:23:24,0 3,74 10,6 209,83321

43

2011-03-08 02:53:24,0 2,89 4,57 51,38772427 2011-03-08 23:53:24,0 3,74 10,21 197,90391

2011-03-08 03:23:24,0 2,89 4,57 51,38772427 2011-04-08 00:23:24,0 3,74 9,82 185,97462

2011-04-08 00:53:24,0 3,74 9,42 173,7394487 2011-04-08 21:53:24,0 3,74 5,81 63,317017

2011-04-08 01:23:24,0 3,74 9,03 161,8101556 2011-04-08 22:23:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 01:53:24,0 3,74 8,63 149,5749831 2011-04-08 22:53:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 02:23:24,0 3,74 8,63 149,5749831 2011-04-08 23:23:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 02:53:24,0 3,74 8,23 137,3398107 2011-04-08 23:53:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 03:23:24,0 3,74 7,83 125,1046382 2011-05-08 00:23:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 03:53:24,0 3,74 7,83 125,1046382 2011-05-08 00:53:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 04:23:24,0 3,74 7,43 112,8694658 2011-05-08 01:23:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 04:53:24,0 3,31 7,03 113,7871037 2011-05-08 01:53:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 05:23:24,0 3,31 7,03 113,7871037 2011-05-08 02:23:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 05:53:24,0 3,31 6,62 101,246052 2011-05-08 02:53:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 06:23:24,0 3,31 6,62 101,246052 2011-05-08 03:23:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 06:53:24,0 3,31 6,22 89,01087953 2011-05-08 03:53:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 07:23:24,0 3,31 6,22 89,01087953 2011-05-08 04:23:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 07:53:24,0 3,31 6,22 89,01087953 2011-05-08 04:53:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 08:23:24,0 3,31 6,22 89,01087953 2011-05-08 05:23:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 08:53:24,0 3,31 6,22 89,01087953 2011-05-08 05:53:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 09:23:24,0 3,31 6,22 89,01087953 2011-05-08 06:23:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 09:53:24,0 3,31 6,22 89,01087953 2011-05-08 06:53:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 10:23:24,0 3,31 6,22 89,01087953 2011-05-08 07:23:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 10:53:24,0 3,31 6,22 89,01087953 2011-05-08 07:53:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 11:23:24,0 3,31 6,22 89,01087953 2011-05-08 08:23:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 11:53:24,0 3,31 6,22 89,01087953 2011-05-08 08:53:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 12:23:24,0 3,31 6,22 89,01087953 2011-05-08 09:23:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 12:53:24,0 3,31 6,22 89,01087953 2011-05-08 09:53:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 13:23:24,0 3,74 6,62 88,0932416 2011-05-08 10:23:24,0 3,74 5,81 63,317017

2011-04-08 13:53:24,0 3,74 6,62 88,0932416 2011-05-08 10:53:24,0 3,74 5,4 50,775966

2011-04-08 14:23:24,0 3,74 6,22 75,85806916 2011-05-08 11:23:24,0 3,74 5,81 63,317017

2011-04-08 14:53:24,0 3,74 6,22 75,85806916 2011-05-08 11:53:24,0 3,74 5,81 63,317017

2011-04-08 15:23:24,0 3,74 6,62 88,0932416 2011-05-08 12:23:24,0 3,74 5,81 63,317017

2011-04-08 15:53:24,0 3,74 7,03 100,6342934 2011-05-08 12:53:24,0 3,74 5,81 63,317017

2011-04-08 16:23:24,0 3,74 7,03 100,6342934 2011-05-08 13:23:24,0 3,74 5,81 63,317017

2011-04-08 16:53:24,0 3,74 7,03 100,6342934 2011-05-08 13:53:24,0 3,74 5,81 63,317017

2011-04-08 17:23:24,0 3,74 7,03 100,6342934 2011-05-08 14:23:24,0 3,74 6,22 75,858069

2011-04-08 17:53:24,0 3,74 7,03 100,6342934 2011-05-08 14:53:24,0 3,74 6,22 75,858069

2011-04-08 18:23:24,0 3,74 6,62 88,0932416 2011-05-08 15:23:24,0 3,74 6,62 88,093242

2011-04-08 18:53:24,0 3,74 6,62 88,0932416 2011-05-08 15:53:24,0 3,74 6,62 88,093242

2011-04-08 19:23:24,0 3,74 6,22 75,85806916 2011-05-08 16:23:24,0 3,74 6,62 88,093242

2011-04-08 19:53:24,0 3,74 5,81 63,3170174 2011-05-08 16:53:24,0 3,74 6,62 88,093242

2011-04-08 20:23:24,0 3,74 5,81 63,3170174 2011-05-08 17:23:24,0 3,74 6,62 88,093242

2011-04-08 20:53:24,0 3,74 5,81 63,3170174 2011-05-08 17:53:24,0 3,74 6,62 88,093242

44

2011-04-08 21:23:24,0 3,74 5,81 63,3170174 2011-05-08 18:23:24,0 3,74 6,62 88,093242

2011-05-08 18:53:24,0 3,74 6,62 88,0932416 2011-05-08 19:23:24,0 3,74 7,03 100,6342934 2011-05-08 19:53:24,0 3,74 7,03 100,6342934 2011-05-08 20:23:24,0 3,74 7,03 100,6342934 2011-05-08 20:53:24,0 3,74 7,03 100,6342934 2011-05-08 21:23:24,0 3,74 7,03 100,6342934 2011-05-08 21:53:24,0 3,74 7,03 100,6342934 2011-05-08 22:23:24,0 3,74 7,03 100,6342934 2011-05-08 22:53:24,0 3,74 7,03 100,6342934 2011-05-08 23:23:24,0 3,74 6,62 88,0932416 2011-05-08 23:53:24,0 3,74 6,62 88,0932416 2011-06-08 00:23:24,0 3,74 6,62 88,0932416 2011-06-08 00:53:24,0 3,74 6,22 75,85806916 2011-06-08 01:23:24,0 3,74 6,22 75,85806916 2011-06-08 01:53:24,0 3,74 5,81 63,3170174 2011-06-08 02:23:24,0 3,31 5,81 76,46982778 2011-06-08 02:53:24,0 3,31 5,81 76,46982778 2011-06-08 03:23:24,0 3,31 5,4 63,92877602 2011-06-08 03:53:24,0 3,31 5,4 63,92877602 2011-06-08 04:23:24,0 3,31 5,4 63,92877602 2011-06-08 04:53:24,0 3,31 5,4 63,92877602 2011-06-08 05:23:24,0 3,31 5,4 63,92877602 2011-06-08 05:53:24,0 3,31 4,99 51,38772427 2011-06-08 06:23:24,0 3,31 4,99 51,38772427 2011-06-08 06:53:24,0 3,31 4,99 51,38772427 2011-06-08 07:23:24,0 3,31 4,99 51,38772427 2011-06-08 07:53:24,0 3,31 4,99 51,38772427 2011-06-08 08:23:24,0 3,31 4,99 51,38772427 2011-06-08 08:53:24,0 3,31 4,99 51,38772427 2011-06-08 09:23:24,0 3,31 4,99 51,38772427 2011-06-08 09:53:24,0 3,31 4,99 51,38772427 2011-06-08 10:23:24,0 3,31 4,99 51,38772427 2011-06-08 10:53:24,0 3,31 4,99 51,38772427 2011-06-08 11:23:24,0 3,31 4,99 51,38772427 2011-06-08 11:53:24,0 3,31 5,4 63,92877602 2011-06-08 12:23:24,0 3,31 5,4 63,92877602 2011-06-08 12:53:24,0 3,31 5,81 76,46982778 2011-06-08 13:23:24,0 3,31 6,22 89,01087953 2011-06-08 13:53:24,0 3,31 6,22 89,01087953

45

Bilaga 3 – Mätserie Avgaser

vindhastighet T effekt vindhastighet T effekt

tid km/h °C kW tid km/h °C kW

2008-10-21 12:00 29 32,2 6,547968 2008-10-27 10:55 26 29,5 4,45536

2008-10-22 07:20 29 31,4 6,080256 2008-10-27 12:00 34 30,2 6,306048

2008-10-22 08:30 28 33,2 6,886656 2008-10-27 13:00 34 30,4 6,443136

2008-10-22 09:26 32 33,7 8,193024 2008-10-27 14:00 34 30,4 6,443136

2008-10-22 10:35 30 33,3 7,43904 2008-10-27 14:50 34 31,1 6,922944

2008-10-22 11:35 29 34,8 8,068032 2008-10-27 16:00 34 29,2 5,620608

2008-10-22 12:25 31 35,6 9,124416 2008-10-27 17:57 34 32,2 7,676928

2008-10-22 13:25 34 35,7 10,075968 2008-10-27 19:56 34 32,2 7,676928

2008-10-22 14:25 28 35,7 8,297856 2008-10-27 21:56 34 32 7,53984

2008-10-22 15:00 29 36,8 9,237312 2008-10-27 23:54 27 31,2 5,552064

2008-10-22 16:10 27 35,9 8,110368 2008-10-28 07:05 28 29,7 4,910976

2008-10-22 17:51 28 34,7 7,733376 2008-10-28 07:55 28 31,5 5,92704

2008-10-22 19:56 27 34,8 7,511616 2008-10-28 08:55 28 31,4 5,870592

2008-10-22 21:57 29 34,8 8,068032 2008-10-28 10:00 29 32,9 6,957216

2008-10-22 23:57 34 34,8 9,459072 2008-10-28 10:55 34 33,1 8,293824

2008-10-23 07:00 34 34,8 9,459072 2008-10-28 12:00 29 33,5 7,308

2008-10-23 08:00 27 34,2 7,185024 2008-10-28 13:00 29 33,2 7,132608

2008-10-23 09:00 34 34,2 9,047808 2008-10-28 14:00 30 33,6 7,62048

2008-10-23 10:00 34 34,9 9,527616 2008-10-28 15:00 31 34,7 8,561952

2008-10-23 10:45 26 34,2 6,918912 2008-10-28 17:53 30 32,4 6,89472

2008-10-23 12:00 34 34,6 9,321984 2008-10-28 19:53 31 34,8 8,624448

2008-10-23 13:00 34 33,1 8,293824 2008-10-28 21:56 30 35,5 8,7696

2008-10-23 14:00 26 35,1 7,390656 2008-10-28 23:54 28 35,6 8,241408

2008-10-23 14:45 27 34,5 7,34832 2008-10-29 07:05 30 31,5 6,3504

2008-10-23 16:00 34 33,6 8,636544 2008-10-29 08:00 30 32,4 6,89472

2008-10-23 17:51 27 33,2 6,640704 2008-10-29 09:15 30 34 7,8624

2008-10-23 19:59 28 34,5 7,62048 2008-10-29 10:05 30 34,5 8,1648

2008-10-23 21:51 31 33,6 7,874496 2008-10-29 11:00 29 34,5 7,89264

2008-10-23 23:53 28 34,2 7,451136 2008-10-29 12:00 28 33,8 7,225344

2008-10-24 07:15 27 35,8 8,055936 2008-10-29 13:00 30 34 7,8624

2008-10-24 08:05 34 35,8 10,144512 2008-10-29 14:00 28 33,8 7,225344

2008-10-24 09:00 34 35,2 9,733248 2008-10-29 15:00 29 33,5 7,308

2008-10-24 09:55 29 36,4 9,003456 2008-10-29 15:58 30 32,1 6,71328

2008-10-24 10:50 27 36,4 8,382528 2008-10-29 17:55 30 31,8 6,53184

2008-10-24 11:50 34 36,4 10,555776 2008-10-29 19:56 29 31,8 6,314112

2008-10-24 13:00 30 36,5 9,3744 2008-10-29 21:55 27 31,3 5,606496

2008-10-24 13:55 27 36,4 8,382528 2008-10-29 23:55 28 30,8 5,531904

2008-10-24 14:40 28 36,4 8,692992 2008-10-30 07:05 29 30,4 5,495616

2008-10-27 07:15 34 29,2 5,620608 2008-10-30 08:00 28 30,3 5,249664

2008-10-27 08:05 34 28,7 5,277888 2008-10-30 09:00 28 30,4 5,306112

2008-10-27 08:55 26 29,1 4,245696 2008-10-30 10:00 29 30,2 5,378688

2008-10-27 09:55 34 29,4 5,757696 2008-10-30 11:00 27 30,4 5,116608

46

2008-10-30 12:00 34 30,3 6,374592

2008-10-30 13:00 27 30,5 5,17104

2008-10-30 15:00 27 29,5 4,62672

2008-10-30 16:10 28 28,8 4,402944

2008-10-30 17:55 27 31,7 5,824224

2008-10-30 19:55 28 31,6 5,983488

2008-10-30 21:55 30 31,5 6,3504

2008-10-30 23:55 29 30,7 5,671008

2008-10-31 07:05 29 29,1 4,735584

2008-10-31 08:00 34 29,8 6,031872

2008-10-31 10:00 31 30,7 6,062112

2008-10-31 11:00 32 31,4 6,709248

2008-10-31 12:00 31 31,4 6,499584

47

Bilaga 4 - LCC-analys

Värmepump Nibe 40 kW (utrustning B) jämfört med fortsatt uppvärmning via fjärrvärme (utrustning A) för samma tidsperiod.

Ny FTX jämfört med minskat fjärrvärmebehov.

48

Kombinerad lösning, värmepump 30 kW och 3 stycken nya FTX som sedan jämförs med befintligt system med fjärrvärme. Föreslagen lösning förväntas täcka hela uppvärmningsbehovet.

Referens: Energimyndigheten, 2008-10-11 www.energimyndigheten.se

49

Bilaga 5 – Produktspecifikation Nibe Fighter 1330

* Enligt EN 255 för köldbärare in/värmebärare ut vid 0/35 °C samt 0/50 °C. Driveffekt för cirkulationspumpar är ej medräknad. Referens: Nibe värmepumpar, 2008-10-22 www.nibe.se

Rek ca-pris inkl moms: Typ Pris 30 kW 105,375 kr 40 kW 112,000 kr

Modell 40 kW 30 kW Avgiven* effekt 39,0 / 37,2 kW 30,8 / 29,5 kW Värmefaktor* (COP) 4,3/3,4 4,5/3,3

Höjd 1580 (exkl fot: 30-50 mm)

1580 (exkl fot: 30-50 mm)

Bredd 598 mm 598 mm Djup 625 mm 625 mm Nettovikt 356 kg 327 kg Spänning 400 V (3-fas+N) 400 V (3-fas+N) Köldmediemängd (R407C) 2 x 2,5 kg (R407C) 2 x 2,3 kg

RSK nr 624 66 19 624 66 18

50

Bilaga 6 – Produktspecifikation FTX

HERU 180S > Verkningsgrad 82–84%. > Programmerbar timer för hel och halvfartsdrift. > Justerbar termostat för start/stopp av rotor. > Justerbar termostat som vid för låg inblåsningstemperatur stoppar aggregatet. > Påsfilter i klass F5 eller F7. > Tryckvakter över filter. > 7-stegstransformatorer för individuell injustering av fläktarnas varvtal. Styrutrustning för HERU 180 S Styrutrustningen består av en microprocessorstyrd regulator som via en manöverenhet kan programmeras för: > Hel/halvfartsdrift via tidkanal. > Konstant tilluft eller rumsreglering. 1 = rotor av/på. 2 = rotor av/på och kanaleftervärme i sekvens. 3 = rotor av/på, kanaleftervärme samt kylvattenbatteri i sekvens . > Eftervärme i form av kanalbatteri för el- eller värmevatten. > Kyla i form av kylvattenbatteri. > Tryckvakt över filter. > 7-stegs transformatorer för individuell injustering av fläktarnas varvtal. > Inställning av börvärden. > Avläsning av temperaturer och temperaturverkningsgrad. > Ingång för förlängd dagdrift. > Ingång för rökdetektor som stoppar aggregat samt stänger uteluftsspjäll. > Larm för filtervakt samt frysskydd. > Utgång för summalarm.

51

Referens: USV ventilationsbutik, 2008-11-17 www.usv.se

Pris: 28.600:-