Energieffektivitet. Henrik Held ITT Water & Wastewater Borlänge oktober, VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

Transkript

1 Svenskt Vatten Utbildning Energieffektivitet Henrik Held ITT Water & Wastewater Borlänge oktober, 2011 VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

2 AGENDA 1. Potential för energibesparing Effekter och verkningsgrader, Motor-Pumphjul-Rörsystem Rörsystem, Nyckeltal (Specifik energi, processkrav, drifttid etc) 2. Energibesparing i befintlig anläggning Rätt dimensionerad flöde/tryck, Process- och/eller energikrav? 3. Energibesparing i ny anläggning Process- och/eller energikrav? Rätt dimensionerad flöde/tryck 4. LCC System & inte produkt, Räkneexempel 5. EU s Ekodesign - Elmotordirektivet Omfattning, Innebörd, klassning (Eff, IE, etc) VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

4 Effekter & Verkningsgrader gg 4

5 Effekter 5

6 Olika Effekter = Ineffekt ( = Axeleffekt ) = Vätskeffekt 6

7 Olika Effekter Hydraulisk effekt (Vätskeeffekt), W P hydr = g * ρ * Q * H Ineffekt (Elektrisk k effekt), W g = 9,81 m/s2 ρ : Vätskans Densitet, t kg/m3 Q : Vätskeflöde, m3/s H : Totaltryck, m P 1 = P in = 3 * U * I * cosφ U : Spänning, V I : Ström, A 1 in φ Axeleffekt (Märkeffekt), W P 2 = P axel = M * ω Cosφ : Eftersläpning M : Vridmoment, Nm ω : Varvtal, rad/s VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

8 Verkningsgrader gg 8

9 Olika Verkningsgrader gg P 1 (P in) ) P 2 (P axel ) 9

10 Olika Verkningsgrader gg Hydraulisk verkningsgrad (η hydr ) η hydr = P hydr P 2, axel Total verkningsgrad (η tot ) η tot = P hydr P 1, in Notera att η tot t = η hd hydr x η motor!!! VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

11 Tänk Totalverkningsgrad!!! gg Hydraulisk verkningsgrad (η hydr ) η hydr = P hydr P axel Ttl Total verkningsgrad ki d(η tot ) η tot = P hydr P in VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

12 Process och/eller energikrav? Processkrav Energikrav Kontrollera processer Hålla jämnt tryck vid varierat flöde Hålla jämn nivå i en tank Hålla konstant flöde Energibesparing Energioptimering g 12

13 Process och/eller energikrav? System och inte Produkt P 1 (P in) ) P 2 (P axel ) 13

14 Process och/eller energikrav? System och inte Produkt P 1 (P in ) P hydr P 2 14

15 Process och/eller energikrav? Pump- & Systemkurva Totaltryck: H tot = H stat + H f,tot H Dämd punkt Friktionsförluster rör Punktförluster Driftpunkt H f,tot = H f,punkt + H f,dyn H Hf-tot H f,tot ~ v 2 H Hstat Q 15

16 Process och/eller energikrav? Affinitetslagar Förhållande Tryck (H) & Flöde (Q) Förhållande Tryck (H) & Frekvens (f) H 1 Q 1 2 H 1 f 1 2 ~ ~ H 2 Q 2 H 2 f 2 Förhållande Flöde (Q) & Frekvens (f) Förhållande Effekt (P) & Frekvens (f) Q 1 f 1 P 1 f ~ ~ 1 Q 2 f 2 P 2 f 2 3 VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

17 Process och/eller energikrav? Processkrav Energikrav Kontrollera processer Hålla jämnt tryck vid varierat flöde Hålla jämn nivå i en tank Hålla konstant flöde Energibesparing Energioptimering g 17

18 Energikrav Strypreglering By-pass reglering On/off reglering Varvtalsreglering 18

19 Energikrav On/off eller VFD? Fysiska (affinitets) lagar Q = xq n x n Q = Qx n x n H x H = n x n 2 H x = Hx n x n 2 P x P = n x n 3 P x = Px n x n 3 19

20 Affinitetslagar: Energikrav On/off eller VFD? Denna energibesparing är möjlig pga affinitets- lagarna för rotodynamiska (centrifugal) pumpar. Varvtalsrelgering ger: en ändring linjärt med flödet en ändring kvadratiskt till trycket och en ändring kubiskt till energiförbrukningen Jämfört med andra regleringsmetoder g såsom bypass, strypning eller on/off ger varvtalsreglering en väsentligt högre energibesparing vid delbelastning. 20

21 Energikrav On/off eller VFD? (m) 35 VFD-reglering för olika systemkurvor % 70% 78% BEP 83% 85% 20 85% 83% % 50Hz Hz 30Hz 20Hz (l/s) 21

22 Energikrav On/off eller VFD? Fördelarna med användning av VFD för pumpar Väsentligt Energbesparing Ingen Y/D-start Ingen extra ventiler cos phi ~ 1 Inbyggd kontroll för att hantera pumpsystemet Uppkopplingsbar till överordnat system Steglös reglering Minskar mekanisk åverkan Undviker tryckslag Minskar antal Start och Stopp Minskar Startströmmen 22

23 Olika Verkningsgrader gg Hydraulisk verkningsgrad (η hydr ) η hydr = P hydr P 2, axel Total verkningsgrad (η tot ) η tot = P hydr P 1, in Notera att η tot t = η hd hydr x η motor x η FRO!!! VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

24 Processkrav On/off eller VFD? Relgering på kostant tryck Reglering enligt systemkurva Reglering på konstant flöde Varvtalsreglering 0-100% (utan systemkurva) 24

25 Nyckeltal alt. Dimensioneringskriterier? i i it i Processkrav Energikrav Kontrollera processer Hålla jämnt tryck vid varierat flöde Hålla jämn nivå i en tank Hålla konstant flöde Energibesparing Energioptimering g 25

26 Energikrav - Nyckeltal Specifik energi = Inmatad effekt (kw) Pumpad volym (m3/h) 26

27 Exempel: Specifik Energi Val av mindre eller större pump? m 3 skall pumpas / år Mindre pump: Ger 10 l/s vid 10 m tot =50% Större pump: Ger 20 l/s vid 28 m tot =70% Vilken är mest fördelaktig (ur energisynpunkt)? 27

28 Specifik energi (Es) Energikrav - Nyckeltal Es = Inmatad Effekt (kw) / Pumpad volym (m3/hr) E S Energi Volym Pt Qt gqh 1 Q tot H tot g Energi = P x t t = Tid Tid t = V/Q V = Pumpad vätskevolym 28

29 Exempel: Specifik Energi Parameter Enhet Liten Stor Pump Pump Q l/s (m 3 /h) 10 (36) 20 (72) Högre flöde => Större tryck! Större tryck = > Mer förluster! Mer förluster = > Högre effektbehov! H m η 0,5 0,7 P=ρgQH/η kw 1,96 7,85 t=v/q H E=Pt kwh E s =ρgh/η kwh/m 3 0, ,1090 Man skall alltid försöka minimera den specifika energin! 29

30 Specifik energi, e Energikrav - Nyckeltal Es = Inmatad Energi / Pumpad volym Es = P x t / Q x t = ((Q H g)/ tot ) / Q Es = (H/ tot ) * g => Totaltryck och Total verkningsgrad viktigt! Exempel: Större pump 28/0,7 = 40 Mindre pump 10/0,5 = 20 30

31 Energy gconsumption g Sjölunda j WWTP Energiförbrukning på Sjölunda ARV 0,43 kwh/m3 31

32 Nyckeltal alt. Dimensioneringskriterier? i i it i Processkrav Energikrav Kontrollera processer Hålla jämnt tryck vid varierat flöde Hålla jämn nivå i en tank Hålla konstant flöde Energibesparing Energioptimering g 32

33 Dimensioneringskriterier VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

34 Rotodynamiska pumparp Prestandakurva för en pump: VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

35 Förträngningspumpar g p PC pump performance curves Head (m) Flow (l/min) 35

36 Prestandakurva för en pump Flöde Tryck Toleranser Axeleffekt Motoreffekt Hydraulisk verkningsgrad (Pumpverkningsgrad) Total verkningsgrad NPSHre Arbetsområde 36

37 De streckade linjerna visar toleransbandet enligt vald teststandard. I detta fallet ISO9906/annex A.2. Ineffekt Axeleffekt Notera att motorverkningsgraden är beroende av lasten, dvs om Pumpkurva NPSHR (m) pumpens axeleffekt i dess driftpunkt är 5,75KW är lasten 5,75/7,5 5 = 76,7%, 7% vilket motsvarar ca 3/4-LAST och ger Hydraulisk Verkningsgrad (%) då enligt tabellen en Total motorverkningsgrad på 86,0%. Verkningsgrad (%) 37

38 Dimensioneringskriterier Exempel: Vattenhastighet (>0,7m/s & 1,5-2,5m/s i PSTN) Omsättningstid (>2gg/dygn) Skälig investeringskostnad Effektmarginal (viskositet) Olika sumpnivåer Lägsta kostnad vid normalt flöde Minimera förlusterna Hög pumpverkningsgrad, låg specifik energi Hantera toppflöden NPSHre << NPSHav VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

39 Benchmarking och nyckeltal vid avloppsreningsverk SVU-rapport Nr För gratis nedladdning på 39

40 Andra nyckeltal - ARV 40

44 Energibesparing gbef. anläggning g Produkt och/eller system? P 1 (P in ) P hydr P 2 44

45 Räkneexempel: Bef. anläggning g Blandslam l 5% TS, driftpunkt 70m3/tim vid 37m Pumptyp pyp Centrifugal Excenter (PC) Flöde, Q (m3/tim) 77,4 70 Tryck, H (m) 37,6 37,0 Ineffekt, P1 (kw) 14,2 13,5 Specifik energi (kwh/m3) 0,1835 0,1929 Pris (SEK) , ,00 45

47 Energibesparing gny anläggning g Produkt och/eller system? P 1 (P in ) P hydr P 2 47

48 Räkneexempel: Ny anläggning g Dimensionering av avloppspumpstation inkl tryckledning: Q = 100m3/tim Hstat = 7,3m Rörgalleri: L=5m, RF DN150, k-fot, T-rör, 90gradskrök, avst- & backventil Tryckledning: L=3026m, PE PN6 DN180 H stat 48

49 Räkneexempel: Ny anläggning g Dimensionering av avloppspumpstation inkl tryckledning Förutsättningar: Q=100m3/tim; Hstat=7,5m; Rörgalleri RF DN150 Rördim, PE PN6 DN 180 DN 200 DN 225 DN 250 V-hastighet (m/s) 16 1,6 13 1,3 10 1, ,75 Q (m3/tim) 100,3 99,0 98,0 102,6 Ineffekt (kw) 53,9 20,4 11,4 8,5 49

50 Räkneexempel: Ny anläggning g Dimensionering av avloppspumpstation inkl tryckledning Förutsättningar: Q=100m3/tim; Hstat=7,5m; Rörgalleri RF DN150 Rördim, PE PN6 DN 180 DN 200 DN 225 DN 250 V-hastighet (m/s) 16 1,6 13 1,3 10 1, ,75 Q (m3/tim) 100,3 99,0 98,0 102,6 Ineffekt (kw) 53,9 20,4 11,4 8,5 Specifik Energi (kwh/m3) 0,5374 0,2061 0,1163 0,

51 Räkneexempel: Ny anläggning g Dimensionering av avloppspumpstation inkl tryckledning Förutsättningar: Q=100m3/tim; Hstat=7,5m; Rörgalleri RF DN150 Rördim, PE PN6 DN 180 DN 200 DN 225 DN 250 V-hastighet (m/s) 16 1,6 13 1,3 10 1, ,75 Q (m3/tim) 100,3 99,0 98,0 102,6 Ineffekt (kw) 53,9 20,4 11,4 8,5 Specifik Energi (kwh/m3) 0,5374 0,2061 0,1163 0, Investering (SEK) , , , ,00 51

52 Räkneexempel: Ny anläggning g Dimensionering av avloppspumpstation inkl tryckledning Förutsättningar: Q=100m3/tim; Hstat=7,5m; Rörgalleri RF DN150 Rördim, PE PN6 DN 180 DN 200 DN 225 DN 250 V-hastighet (m/s) 16 1,6 13 1,3 10 1, ,75 Q (m3/tim) 100,3 99,0 98,0 102,6 Ineffekt (kw) 53,9 20,4 11,4 8,5 Specifik Energi (kwh/m3) 0,5374 0,2061 0,1163 0, Investering (SEK) , , , ,00 Installation (SEK) , , , ,00 52

54 LCC Livscykelkostnad VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

55 Elpriser Energi Certifikat Utsläppsvillkor Miljö och hållbar utveckling 55

56 LCC (Livscykelkostnad) Totalkostnaden för ägarskapet av ett system LCC är verktyg att användas för att välja den mest optimala lösningen för att skapa ekonomiska och miljömässiga värden under drifttiden av ett system 56

57 Definition av LCC-begrepp Snabbt & enkelt: Pay-back time (Återbetalningstid) Omfattande & detaljerat: LCC = C ic + C in + C e + C o + C m + C s + C st + C d 57

58 Pay-backmetod Enkel och vanlig Betonar likviditeten Lämplig vid korta återbetalningstider 3-5 år Favoriserar investeringar med stora positiva betalningsströmmar i början av ek livslängd Ej lämplig li vid långsiktiga investeringar i med stora framtida betalningsströmmar Ej hänsyn att belopp är olika värt vid olika tidpunkter Snabbast återbetalning är bästa alternativ! 58

59 Exempel: Pay-backtid Sammanställ fakta Pay-backtid = Investering/Årlig besparing Investeringskostnad = kr Driftnetto, årlig= = kr Livslängd = 10år Pay-backtid = / = 4,5 år 4,5 år < 10 år lönsam! 59

60 Exempel 1a: Pay-backtid Ersätta befintlig slampump Förutsättningar: Förtjockat slam med 5% TS Drifttimmar = 610h/år Elpris = 0,97 SEK/KWh Pay-backtid = / = 3,3 33 år PC pump Centrifugal pump Investering Årlig besparing Investeringskostnad, SEK Installationskostnad, SEK Servicekostnad, SEK/år Ineffekt, KW 13,5 14,2 - - Energikostnad, SEK/år (610 x 0,97 x Ineffekt ) Summa: SEK SEK/år 60

61 Exempel 1b: Pay-backtid Ny extra slampump Förutsättningar: Pay-backtid = / = 0,9 år Förtjockat slam med 5% TS Pay-backtid > 0 Drifttimmar = 610h/år Centrifugal pumpen är att föredra! Elpris = 0,97 SEK/KWh PC pump Centrifugal pump PC pump Centrifugal pump Investering Årlig besparing Investeringskostnad, SEK Installationskostnad, SEK Servicekostnad, SEK/år Ineffekt, KW 13,5 14,2 - - Energikostnad, SEK/år (610 x 0,97 x Ineffekt ) Summa: SEK SEK/år 61

62 Pay-back time, exempel 2 Resultat (sammanställt av beställaren) Jämförelse av Årliga Energikostnader 100% 90% 80% 70% 60% 50% P1 P2 P3 P4 P5 P6 Ny PSTN Fabrikat A Fabrikat B 62

63 Pay-back time, exempel 2 Resultat (sammanställt av beställaren) Totalkostnad (Inköpspris + Energikostnader) Drifttid (år) Fabrikat A Fabrikat B 63

64 LCC-kalkyl Direkta kostnader lätta att identifiera Vanlig investeringskalkylering oftast inriktad på endast direkta kostnader Används vid försäljning, förvaltning, kalkylering, upphandling Kombination av tekniskt kunnande och ekonomiskt tänkande Vad finns under ytan?? 64

65 Vad ingår i LCC Ekvationen? LCC = C ic +C in +C e +C o +C m +C s +C env +C d LCC = livscykelkostnaden C ic = inköpspris (pump, ventiler, rör etc) C in = installations- och överlämningskostnader (inkl utbildning) C e = energikostnaden (förväntade driftkostnader för systemet) C o = operativa kostnader (arbetskostnad för normal övervakning) C m = underhåll och reparationskostnader (förebyggande åtgärder) C s = stilleståndskostnader (industri, samt korrigerande åtgärder) C env C d = miljökostnader alt viteskostnader av villkor, etc. = avvecklings- och skrotningskostnader 65

66 Kostnadsfördelning inom LCC Installation 18% Produkt 5% Miljö 7% Stillestånd 9% Drif t Underhåll 9% 20% Energi 32% Installation+Produkt+Energi+Underhåll 75% av LCC-värdet 66

67 Vem ingår i LCC Ekvationen? LCC = Inköp = Inköp = Drift = Drift = U-håll= U-håll= Drift Drift LCC = Inköp + Drift + Underhåll livscykelkostnaden inköpspris (pump, ventiler, rör etc.) installations- och överlämningskostnader (inkl utbildning) energikostnaden (förväntade driftkostnader för systemet) operativa kostnader (arbetskostnad för normal övervakning) underhåll och reparationskostnader (förebyggande åtgärder) stilleståndskostnader (industri, samt korrigerande åtgärder) = miljökostnader alt viteskostnader vid bräddning etc. = avvecklings- och skrotningskostnader 67

68 Ansvarsfördelning inom LCC Underhåll Inköp 18% 0% 23% Drif t 59% 68

69 Förenklad praktisk LCC-modell Förenklad praktisk modell: Underhåll LCC = C Inköp ic + C in + C e + C m 18% 0% 23% LCC = Inköp + Drift + Underhåll LCC = livscykelkostnaden C in = installation (Inköp) C ic = inköpspris (Inköp) C e = energikostnaden (Drift) Drif t 59% C m = underhåll och reparationskostnader (Underhåll) 69

70 Viktigt i samband med LCC LCC är ett verktyg för att utvärdera två eller flera olika system vilket kräver: Alternativa tekniska lösningar Väldefinierade förutsättningar Resultatet blir inte bättre än den ingångsdata som används 70

71 Alternativa tekniska lösningar EXEMPEL: LCC startar med ett SYSTEM, inte enskilda PRODUKTER! Byta ut en pump med 70% mot en med 80% verkningsgrad sparar nästan 14% i elkostnad....men, i ett feldimensionerat pumpsystem kommer även en effektiv pump att operera ineffektivt och besparingen går förlorad!!! 71

72 System och inte Produkt 72

74 System och inte Produkt Energi, kemikalier etc. Investering Markbehov Biofilm, Högbel Aktivslam Biologisk Lågbelastad Membran, etc + kemikalier N-rening Bio N-rening 74

76 Väldefinierade förutsättningar Fem parametrar för beställaren att ange: Drifttimmar Livslängd Energipris Räntesats Inflation 76

77 Nuvärdesmetoden Alla värden flyttas till tidpunkten 0år, dvs då grundinvesteringen g sker!! Restvärde flyttas till tidpunkten 0år Lika stora inbetalningsöverskott varje år a a a a a a a a a a R år G Driftnetto (a) = kr Investering (G) = kr Restvärde (R) = kr Kalkylränta (r) =15% Livslängd (n) =10 år 77

78 Nuvärdemetoden Alla betalningsströmmar görs om till samma tidpunkt tidpunkten för grundinvesteringen Investering är lönsam om: Kapitalvärdet är lika med eller större än 0! Alternativ med högst kapitalvärde är fördelaktigast! När? Investeringar av engångskaraktär ktä Teoretiskt tilltalande Kan vara missvisande då projekt med små grundinvesteringar och små kapitalvärden missgynnas till förmån av investeringar med stora grundinvesteringar g och kapitalvärden 78

79 Väldefinierade förutsättningar Fem parametrar för beställaren att ange: Drifttimmar Livslängd Energipris Räntesats Inflation 79

80 Väldefinierade förutsättningar Exempel på livslängd för produkter i system: Produktsystem, Livslängd Drifttimmar/år typ (år) (hr) Avloppspump* Byggpump* Industripump* Omrörare* Renvattenpump Doseringspump Blåsmaskin * Baserat på MVD s PSR (ProduktSpecifika Regler) 80

81 Väldefinierade förutsättningar Exempel på ingångsvärden: Räntesats = 6% Kalkylränta = 4% Inflation = 2% Energipris = 0,97SEK/kWhr (Medelvärde från Svenskt Vattens VASS-databas för år2007. År2006 och år2005 var medelvärdet 0,91 resp 0,73 SEK/kWhr) 81

82 Kalkylränta Speglar värdet av ett belopp flyttat i tiden Gäller hela livslängden Kan utgöra Låneränta på långfristigt kapital Ränta företaget förlorar gm att använda sparade pengar Avkastning andra investeringar i företaget förväntas ge Hög kalkylränta högre krav på investeringens lönsamhet 82

83 Kalkylränta Beräknas ofta genom genomsnittlig finansieringskostnad Kan bestå av Låneränta på långfristigt kapital Ränta företaget förlorar gm att använda sparade pengar Avkastning andra investeringar i företaget förväntas ge Justeras med hänsyn till risk Hög risk högre kalkylränta Ränta EK högre för att ersätta risk Riskkapital (EK) får del i vinsten sist efter alla intressenter EK ska täcka förluster Inflation Nominell ränta (innehåller inflation) löpande penningvärde Real ränta fast penningvärde 83

84 VARIMS LCC modell version1.0 Förenklad praktisk modell: LCC = C ic + C in + C e LCC = livscykelkostnaden C in = installation C in C ic = inköpspris (pump, ventiler, rör etc) Installation 18% Miljö 7% Stillestånd 9% Drif t 9% Produkt 5% Underhåll 20% C e = energikostnaden (förväntade driftkostnader för systemet) Energi 32% 84

85 Användning av LCC Att tänka på: LCC utförs på ett system inte enskild produkt LCC-utvärdering föregås av systemdesign mha tex Specifik energi (inmatad effekt-kw kw / kapacitet-m3/hr) t Undvik att överdimensionera!! Jämförelse mellan olika produkttyper kan kräva ytterligare moduler, tex Cin (underhåll/reparation) 85

86 Besök LCC Summering VARIM s LCC modell 86

87 Räkneexempel: Ny anläggning g Dimensionering av avloppspumpstation inkl tryckledning: Q = 100m3/tim Hstat = 7,3m Rörgalleri: L=5m, RF DN150, k-fot, T-rör, 90gradskrök, avst- & backventil Tryckledning: L=3026m, PE PN6 DN180 H stat 87

88 Räkneexempel: Ny anläggning g Dimensionering av avloppspumpstation inkl tryckledning Förutsättningar: Q=100m3/tim; Hstat=7,5m; Rörgalleri RF DN150 Rördim, PE PN6 DN 180 DN 200 DN 225 DN 250 V-hastighet (m/s) 16 1,6 13 1,3 10 1, ,75 Q (m3/tim) 100,3 99,0 98,0 102,6 Ineffekt (kw) 53,9 20,4 11,4 8,5 Specifik Energi (kwh/m3) 0,5374 0,2061 0,1163 0, Investering (SEK) , , , ,00 Installation (SEK) , , , ,00 88

89 Räkneexempel: Ny anläggning g VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

90 Räkneexempel: Ny anläggning g VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

91 Anpassning av VARIMs LCC modell Framtida årliga elprisökningar För att korrigera för framtida årliga elprisökningar, subtrahera %-satsen från Kalkylräntan Kalkylränta, korr = Räntesats Inflation elprisökning Ex. Årlig elprisökning = 2% ger Kalkylränta = = 4% Viktad ineffekt (P1; P-in) P-in, viktat = 1 x P Q100% + 2 x P Q50% + 1 x P Q10% 91

92 Användning av LCC Att tänka på: LCC utförs på ett system inte enskild produkt LCC-utvärdering föregås av systemdesign mha tex Specifik energi (inmatad effekt-kw kw / kapacitet-m3/hr) Undvik att överdimensionera!! Jämförelse mellan olika produkttyper per kan kräva ytterligare moduler, tex Cin (underhåll/reparation) Payback mallar, a se Utbildningar/, Rubrik Utbildning inom energieffektivisering november 2010 Henrik Held Kalkylmallar LCC mall, se 92

93 LCC i verkligheten.. VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

94 Få det man betalar för! Provning Väl definierat i i förfrågan f hur mätning skall ske var i anläggningen och med vilken typ av instrument 94

95 Få det man betalar för! Referenser Provning SS-EN ISO 9906 ersätter ISO

96 Prestanda - Vite alternativt bonus baserad på Livscykelkostnad Prestationsvite Vite = LCC E BES LCC E -m tol x x LCC E LCC E Prestationsbonus Bonus = LCC E - LCC BES E -m tol LCC LCC E x x LCC E 96

97 Prestanda - Vite alternativt bonus baserad på Livscykelkostnad LCC E BES LCC E M tol = Genom kontroll uppmätt livscykelkostnad = I anbudet uppgett livscykelkostnad = Provningstolerans/mätfel = Faktor för känslighetskorrigering 97

98 Prestanda - Vite alternativt bonus baserad på Livscykelkostnad Prestationsvite skall inte överstiga...% av den, för leveransen i sin helhet, kontrakterade och garanterade livscykelenergikostnaden. l ik 98

99 Prestanda - Vite alternativt bonus baserad på Specifik Energi Prestationsvite Vite = E S BES E S -m tol x x Y x Z E S Prestationsbonus Bonus = E S - E BES S -m tol x x Y x Z E S 99

100 Prestanda - Vite alternativt bonus baserad på Specifik Energi E BES S E S M tol Y Z = Genom kontroll uppmätt Specifik Energi = I anbudet uppgett Specifik Energi = Provningstolerans/mätfel = Faktor för känslighetskorrigering = Elpris Ep i SEK/KWh = Kapacitet x årliga drifttimmar i m3/år 100

101 Prestanda - Vite alternativt bonus baserad på Specifik Energi Prestationsvite SEK/KWh x m3/hr x h/år Vite = 0,1163-0,1000-0,09 x 1 x 1,5 x 98 x ,1000 Prestationsbonus SEK/år Bonus = 0,1000 0, ,0909 x 1 x 1,5 x 98 x , SEK/år 101

103 Ekodesign elmotorer, verkningsgrader och specifik energi Innehåll: Vad är EU s ekodesignkrav på elmotorer Vad innebär begreppen IE och Eff Undantag av ekodesignkravet från integrerade maskiner Förklaring av begreppet specifik energi Exempel med specifik energi Hur möta frågor från kund och konsult? 103

104 EU s ekodesignkrav på elmotorer..bakgrund EU-kommissionen fick av Europaparlamentet och ministerrådet i t år 2005 ett direktiv att fastställa täll kraven på ekodesign för energianvändande produkter som står för betydande försäljningsvolymer och har betydande miljöpåverkan EU- EU-kommissionen i har därmed d utarbetat t t en FÖRORDNING (nr 640/2009) som antogs i juni 2009 mot följande bakgrund: I Industrier står elmotorer för 70% av det totala eluttaget. För att förbättra energieffektiviteten anges verkningsgraden g som en viktig faktor Den viktigaste miljöaspekten under en elmotors alla livscykelfaser är dess elförbrukning under användningsfasen 104

105 Förordningen anger kraven: Från och med den 16 juni 2011 ska motorer minst uppfylla effektivitetskraven it t k i verkningsgradsnivå i IE2 Från och med den 1 januari 2015: Motorer med en märkeffekt på 7,5 375 kw ska minst uppfylla effektivitetskraven i verkningsgradsnivå IE3 eller uppfylla verkningsgradsnivå IE2 enligt och vara försedda med varvtalsreglerare. Från och med den 1 januari 2017: Alla motorer med en märkeffekt på 0, kw ska minst uppfylla effektivitetskraven it t k i verkningsgradsnivå i IE3 eller uppfylla verkningsgradsnivå g IE2 och vara försedda med varvtalsreglerare. 105

106 Undantag i förordningen I samma förordning, artikel 1 (sid 19/127), framgår att den inte gäller för: Motorer som är konstruerade för att fungera helt nedsänkta i en vätska Motorer som är inbyggda i en produkt (till exempel växel, pump, fläkt eller kompressor) och vars energiprestanda inte kan testas fristående från produkten Förordningen gäller dessutom enbart motorer som Har 2 6 poler Har en märkeffekt kt mellan 0,75 kw och 375 kw Har en märkspänning upp till 1000 V 106

107 IE..och Eff och när de gäller Harmonized Global efficiency Standard Proposal Efficiency i Levels Efficiency i Classes Where / When required Per IEC Mandatory now Future Global 2008 Super Premium efficiency IE4??? Premium efficiency ( NEMA Premium ) IE3 USA 2011 USA Korea 2008 Canada Brazil 2009 High efficiency ( EP Act/ Eff1 ) IE2 Mexico China 2011 Australia Europe 2011 New Zealand China Brazil Standard efficiency ( Eff2 ) IE1 Costa Rica Israel Taiwan 107

108 Energy efficiency classes - EN : 2008 Källa: Eco-design preparatory study - Motors, Almeida et al. 108

109 =IE3 =IE2 Source: Eco-design preparatory study - Motors, Almeida et al. 109

111 Olika Verkningsgrader Elmotorns verkningsgrad (η motor ) = Ineffekt η hd = η hydr P axel P 1,in = Axeleffekt = Vätskeeffekt Hydraulisk verkningsgrad (η hydr ) Total verkningsgrad (η tot ) P hydr P hydr η tot = η hydr = P 1i 1, in P 2, axel η tot = η hydr x η motor VARIM en branschförening inom Teknikföretagens Branschgrupper

112 Specifik energi (Es) Energikrav - Nyckeltal Es = Inmatad Effekt (kw) / Pumpad volym (m3/hr) E S Energi Volym Pt Qt gqh tot 1 Q H tot g Energi = P x t t = Tid Tid t = V/Q V = Pumpad vätskevolym 112

113 Exempel fel dimensionerad pump Två olika pumpar samma driftpunkter: 1) 50,6 l/s & 20,3 m tot= 67,1% kW hydraul= 76,4 % motor = 88 % Es= 0, ) 50,3 l/s & 20,1 m kW tot= 42,6 % hydraul= 47,1 % motor = 90,5% Es = 0,128 Specifik energi påverkas kraftigt av totalverkningsgraden. Motorverkningsgraden en relativt liten inverkan. 113

114 Kom ihåg! Specifik energi! Specifik energi, Es = Inmatad Effekt Pumpad volym kwh / m3 114