RAPPORT. Sanmina-SCI, Örnsköldsvik UPPDRAGSNUMMER BALTIC ENERGY SWECO SYSTEMS AB INSTALLATION ÖSTERSUND

Transkript

1 BALTIC ENERGY Sanmina-SCI, Örnsköldsvik UPPDRAGSNUMMER FÖRSTUDIE MILJÖANPASSAD VÄRME OCH KYLA ÖSTERSUND, SWECO SYSTEMS AB INSTALLATION ÖSTERSUND 1 (12) Sweco Bangårdsgatan 2 Box 553 SE Östersund, Sverige Telefon +46 (0) Fax +46 (0) Swe c o Sys te ms AB Org.nr Styrelsens säte: Stockholm J e ns Kö ps én Civiligenjör energiteknik Östersund Telefon direkt +46 (0) Mobil +46 (0) jens.kopsen@sweco.se

2 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 INLEDNING 3 2 INNEKLIMAT 3 3 OBJEKTS- OCH SYSTEMBESKRIVNING 3 4 MÄTNINGAR OCH IAKTTAGELSER 6 5 ÅTGÄRDSFÖRSLAG 9 6 SLUTSATSER 12 SANMINA-SCI, ÖRNSKÖLDSVIK 2 (12) JENK c:\users\jenk\desktop\sanmina-sci docx

3 1 INLEDNING Sanmina-SCI i Örnsköldsvik tillverkar elektriska komponenter för medicinteknisk utrustning. Anläggningen är i dag på m 2, men det finns planer på att utöka med ytterligare m 2 till m 2. Antalet anställda uppgår idag till 360 personer. En personalökning med ca 100 personer är planerad och kommer att ske inom de närmaste 2 åren. Stora krav ställs på inneklimatet i anläggningen. De problem som man kan befara beroende på utbyggnaden är framför allt att kapaciteten på befintlig kylanläggning blir otillräcklig. Syftet med föreliggande utredning är att kartlägga möjligheterna till att: Reducera toppeffektbehovet av kyla Effektivisera kylanvändandet Utöka frikyleanvändandet Underlag för förstudien har hämtats från besök i anläggningen. 2 INNEKLIMAT Kraven på inneklimatet är höga. Rumstemperaturerna ligger normalt på 21,5-23,5 C. Den relativa fuktigheten skall i ytmonteringen hållas i intervallet % RF. I övriga produktionsutrymmen skall den relativa fuktigheten hållas i intervallet % RF. För kontorsdelen ställs inga krav på luftfuktighet. 3 OBJEKTS- OCH SYSTEMBESKRIVNING På Sanmina-SCI har man under flera år jobbat med energieffektivisering inom fastigheten. Man har på några år kunnat reducera elanvändandet från ca MWh/år till ca MWh/år och värmeanvändandet från ca 900 MWh/år till dagens ca 250 MWh/år. Energieffektiviseringen har bland annat skett genom effektivare ventilationsdrift samt effektivare belysningsarmaturer. Värmeförsörjning sker via det kommunala fjärrvärmenätet. Via framförallt ventilationssystemet värmer man lokalerna vintertid. Vid mycket kall väderlek kompletteras värmetillförseln med ett mindre radiatorsystem. Inom byggnaden finns tre större ventilationsaggregat, LA01 (se bild 3.1), LA02 samt LA03. Dessa betjänar i tur och ordning; nya produktionshallen, kontor, samt den gamla 3 (12) c:\users\jenk\desktop\sanmina-sci docx

4 produktionshallen. Alla dessa tre ventilationsaggregat är försedda med kylavfuktningsbatterier för möjlighet till reglering av tilluftens luftfuktighet. LA01 och LA02 har roterande värmeåtervinnare, LA03 är försedd med en plattvärmeväxlare. Både LA01 och LA03 har återluftsfunktion, vilket innebär att frånluften kan återcirkuleras till tilluftssystemet för att reducera värmebehovet vintertid. Bild 3.1. LA01, luftbehandlingsaggregat av modern typ. Kylproduktion sker primärt med en utomhusplacerad kompressorkylmaskin som arbetar med R410A som köldmedium. Kylmaskinens nominella kyleffekt uppgår till 344 kw med en kylverkningsgrad (EER) på 2,7. Den kyleffekt som kylmaskinen levererar varierar emellertid mycket beroende på utomhustemperatur och utgående köldbärartemperatur. Vid 30 C på kondensorsidan och en utgående köldbärartemperatur på +2 C, vilket är köldbärartemperaturen sommartid, uppgår maximal kyleffekt till ca 305 kw. Höjer man istället utgående köldbärartemperatur till +7 C vid i övrigt samma förutsättningar, ökar maximal kyleffekt till ca 342 kw, samtidigt som även verkningsgraden ökar. Vid +10 C utgående köldbärartemperatur har maximal kyleffekt ökat till nästan 400 kw och verkningsgraden har ökat med över 20 % i jämförelse med förhållandena vid +2 C utgående köldbärartemperatur. För 2011 uppgick elanvändningen för kylmaskinen till 161 MWh. SANMINA-SCI, ÖRNSKÖLDSVIK 4 (12) JENK c:\users\jenk\desktop\sanmina-sci docx

5 Bild 3.2. Kylmaskinen, York YLAE 375 SE. Kyla används förutom till avfuktning i ventilationsaggregaten, även till komfortkylning via ventilation och kylbafflar placerade i de senast tillbyggda produktionsytorna. Kyla erfordras även av viss vätskekyld produktionsutrustning, såsom ugnar och lödmaskiner. Erforderlig kyleffekt för produktionsutrustning uppgår till ca 40 kw. På sensommaren då uteluften är varm och fuktig, är tillgänglig kyleffekt stundvis otillräcklig. Utgående köldbärartemperatur är då ca +2 C. Kyla behövs vintertid främst till produktionsutrustning. Vid låga utetemperaturer nyttjas inom anläggningen till stora delar frikyla. Med hjälp av köldbärarsystemet med glykolblandning kan kyla från uteluften tillvaratas i ventilationsaggregatens avfuktningsbatterier och skickas ut i systemet. På så sätt kan även ventilationsluften erhålla viss förvärmning. 5 (12) c:\users\jenk\desktop\sanmina-sci docx

6 4 MÄTNINGAR OCH IAKTTAGELSER Det märks att man inom företaget har arbetat effektivt med energieffektiviseringsåtgärder. Driftstrategier känns generellt genomtänkta och man har överlag tänkt på mycket. Vid platsbesöket gjordes dock ett antal iakttagelser, dessa följer nedan. KYLA Det råder ingen tvekan om att de tuffa kraven på rätt luftfuktighet i produktionslokalerna kostar mycket kylenergi till avfuktningen. Den låga köldbärartemperaturen bidrar till mycket stor kondensutfällning vid kylbatterierna, ibland sker onödigt mycket avfuktning. Den låga köldbärartemperaturen bidrar utöver stor andel latent effekt (kondensutfällning) till att den sensibla effektandelen (temperatursänkning av luft) är låg på grund av kylmaskinens ogynnsamma driftförhållande. Då ingen verksamhet förekommer i lokalerna står ventilationssystemen stilla. Dock finns en reglerfunktion som startar ventilationsaggregaten i produktionslokalerna för kylning om temperaturen i dessa överstiger 23,5 C. Tyvärr sker detta relativt frekvent under normal stilleståndstid, dvs. under t.ex. helger och under semesterperiod. Vi bedömer att denna gränstemperatur kan höjas. KÖLBÄRARSYSTEM Befintlig köldbärarpump, en tvillingpump på 2x7,5 kw (se bild 4.1), saknar frekvensstyrning och är i drift året om. SANMINA-SCI, ÖRNSKÖLDSVIK 6 (12) JENK c:\users\jenk\desktop\sanmina-sci docx

7 Bild 4.1. Köldbärarpump. KLIMATSKAL Soliga dagar blir det mycket varmt vid fönster mot sydfasaden. Solavskärmning är planerad och beräknas kunna reducera värmetillskottet under soliga dagar med ca 13 kw. Ny ljus takbeläggning nyttjas vid om- och tillbyggnationer av tak. Detta reducerar värmelagringen i taket. BELYSNING De flesta belysningsarmaturer är idag utbytta till moderna sådana med T5-lysrör och HFdon. Bytet av belysningsarmaturer i produktionslokalen har reducerat effektbehovet med ca 8 kw. 7 (12) c:\users\jenk\desktop\sanmina-sci docx

8 DATORER Det finns ca 450 datorer inom byggnaden. Flera av dessa är i drift även då inget behov föreligger. LA01 Detta ventilationsaggregat är modernt och har energieffektiva fläktar och effektiv värmeåtervinning. Dock noterades att aggregatets återluftsspjäll ej regleras med hänsyn till ute- respektive inneluftens luftfuktighet. LA02 Vid platsbesöket uppmättes temperaturverkningsgraden över aggregatets värmeåtervinning. Här noterades mycket låg värmeåtervinningsgrad och senare bekräftades detta då man konstaterade att värmeåtervinningen var ur funktion. Ventilationsaggregatet har fläktarna på samma sida om rotorerna. Detta resulterade i mycket stora luftläckage mellan aggregatets från- och tilluftssida. Ett luftläckage från frånluftssidan till tilluftssidan på 25 % uppmättes. Befintliga fläktar är av ineffektiv F-hjulstyp med framåtböjda skovlar. Aggregatet är försett med dubbla filterbankar på tilluftsidan. Behovet kan ifrågasättas. Nattkyledrift av aggregatet förekommer då extra kylning behövs inför nästkommande dag. Driften av nattkyla startar kl. 03:30. Tyvärr tycks detta driftläge aktiveras för ofta. Enligt loggade data startar värmeåtervinningen på morgonen efter att nattkylan har varit aktiverad. Detta indikerar att onödig fläktdrift förekommer. LA03 Detta ventilationsaggregat är ombyggt sedan ursprunglig konstruktion. Aggregatet nyttjar delflöden för återcirkulation och uteluftsflödet passar ett tillkopplat värmeåtervinningsaggregat med plattvärmeväxlare. Anledningen till att man valt rekuperativ (plattvärmeväxlare) värmeväxling beror på att man ej vill återföra de gaser som bildas vid lödning. Tilluftens temperaturverkningsgrad uppmättes till 44,5 % vid tillfället för platsbesöket. Det finns idag värmeväxlare av rekuperativ typ som medger avsevärt högre verkningsgrad. Momentana temperaturverkningsgrader på över 85 % och en årsverkningsgrad på ca 80 % bör vara möjligt utifrån gällande driftsförhållanden. Befintliga fläktar är av ineffektiv F-hjulstyp med framåtböjda skovlar. LA03 saknar batterier för att erhålla frikyla. Aggregatet är försett med trippla filterbankar på tilluftsidan. Behovet kan ifrågasättas. Aggregatet har ett värmebatteri som ej är i drift. Detta batteri leder till förhöjt tryckfall och därigenom ökad fläktenergi. SANMINA-SCI, ÖRNSKÖLDSVIK 8 (12) JENK c:\users\jenk\desktop\sanmina-sci docx

9 5 ÅTGÄRDSFÖRSLAG ÖKAD TOLERANS FÖR LUFTFUKTIGHET VID YTMONTERING TILL 50 % RF. I produktionslokalerna varierar kravet på luftfuktighet. I de flesta delar tillåts luftfuktigheten att variera mellan % RF, men vid ytmontering är kravet % RF. Eftersom produktionslokalen utgörs av en öppen yta utan skiljeväggar och luftbehandlingsaggregatet, LA03, betjänar denna stora yta med varierande luftkvalitetkrav, blir kraven på lägre luftfuktighet vid ytmonteringen dimensionerande. Om man vid ytmonteringen under den fuktigaste perioden av året kan tillåta en relativ luftfuktighet på 50 %, kan det maximala kyleffektbehovet och elenergianvändning till kylproduktion reduceras. Investering: Omprogrammering styr, 5 000:- Reducerad toppeffekt av kyla: 30 kw Minskad elanvändning: 10 MWh/år VARIABEL KÖLDBÄRARTEMPERATUR Genom att tillåta en variabel köldbärartemperatur beroende av innetemperatur och relativ luftfuktighet inne kan flera fördelar erhållas. Användandet av onödig avfukningsenergi reduceras, kylmaskinen går effektivare och användandet av frikyla kan ökas. Vid frikyledrift skall kompressorkylaggregatet stanna. Investering: :- Minskad elanvändning: 25 MWh/år HÖJT TEMPERATURBÖRVÄRDE PRODUKTIONSLOKAL Om temperaturen i produktionslokalen överstiger 23,5 C under stilleståndstid, t.ex. under kvällar och helger, startar ventilationsaggregatet LA03. Detta sker förhållandevis frekvent sommartid, varför gränstemperaturen föreslås höjas till 25 C. Investering: 5 000:- Minskad elanvändning: 3 MWh/år 9 (12) c:\users\jenk\desktop\sanmina-sci docx

10 TRYCKSTYRNING KÖLDBÄRARPUMP Genom att förse den ena av köldbärarpumpens motorer med frekvensreglering kan köldbärarflödet behovsanpassas. Då samtliga kylventiler i anläggningen har stängt helt stannar köldbärarpumpen. Investering: :- (avser frekvensomformare på en pump) Minskad elanvändning: 30 MWh/år AUTOMATAVSTÄNGNING PÅ DATORER Inom fastigheten finns ca 450 datorer. Vi bedömer att ca 10 % av dessa datorer är i drift utan att de används. Genom installation av mjukvara för automatisk avstängning av datorerna kan onödig eleffekt sparas. Mjukvaran möjliggör även automatiska programuppdateringar nattetid. Investering: :- Reducerad toppeffekt av kyla: Ca 10 kw Minskad elanvändning: 40 MWh/år Ökad fjärrvärmeanvändning: 10 MWh/år NYTT VENTILATIONSAGGREGAT LA02 Luftbehandlingsaggregatet LA02 är föråldrat och värmeåtervinningen är ur funktion. Byte till nytt aggregat förordas. Värmebesparingen baseras på 25 % återluftsflöde samt stillastående rotorer. Investering: :- Minskad elanvändning: 15 MWh/år Minskad värmevändning: 105 MWh/år BYTE TILLUFTSFLÄKT, LA03 Befintlig tilluftsfläkt är ineffektiv. Byte till ny dito förordas för minskad fläktelanvändning. Investering: :- Minskad elanvändning: 40 MWh/år. SANMINA-SCI, ÖRNSKÖLDSVIK 10 (12) JENK c:\users\jenk\desktop\sanmina-sci docx

11 SÄNKT UTELUFTSFLÖDE VID HÖG FUKTMÄNGD I LUFT, LA3 Luftsbehandlingsaggregatet LA03 har variabelt uteluftsflöde. Vintertid reduceras uteluftsflödet i syfte att sänka värmeanvändningen. Sommartid ökas uteluftsflödet. Frånluftsflödet är konstant över året, vilket medför att undertryck i produktionslokalen erhålls vintertid och övertryck erhålls sommartid. För att kunna reducera det maximala kyleffektbehovet förordas sänkt uteluftsflöde då uteluften är varm och mycket fuktig, dvs. då den absoluta fuktigheten är hög. På så sätt åtgår mindre energi till avfuktning av fuktig uteluft, medan den återcirkulerade luften kyls effektivt. Flödena reduceras så att hygienkrav upprätthålls. Investering: Omprogrammering styr, 5 000:- Reducerad toppeffekt av kyla: 60 kw Minskad elanvändning: 5 MWh/år ERSÄTT BEF. KYL- ELLER VÄRMEBATTERI MED NYTT KYLBATTERI, LA03 Kylkapaciteten via LA03 är stundvis otillräcklig. Önskemål om utökad kylkapacitet finns. Det värmebatteri som idag ej är i bruk föreslås demonteras och ersättas med ett nytt kylbatteri. Alternativt demonteras värmebatteriet och befintligt kylbatteri ersätts med nytt, djupare dito för ökad kylkapacitet. Vi bedömer att det senare alternativet ger upphov till lägre ventilationstryckfall. Investering: :- NYTT FRIKYLEBATTERI MED BY-PASSFUNKTION, LA03 LA01 och LA02 är försedda med frikylefunktion via kylbatterier placerade före värmeåtervinningsväxlarna. LA03 saknar denna funktion varför nytt frikylebatteri föreslås att placeras före luftintaget. Luftintaget kompletteras med by-passfunktion för reducerat tryckfall då frikylefunktionen ej nyttjas. Investering: :- Minskad elanvändning: 10 MWh EFFEKT-/ENERGIMÄTARE KYLMASKIN Elmätning av kylmaskinens kompressorenergi sker idag. Ddock sker ingen mätning av kylmaskinens kyleffekt. Energimätare för mätning av kylenergi förordas för möjlighet till bättre överblick av driftförhållanden. Eventuella fel som medför dålig verkningsgrad kan med hjälp av kylenergimätaren i kombination med kompressorenergimätningen upptäckas tidigare. Kompletteras i driftbild med verkningsgradsmätning. Investering: : (12) c:\users\jenk\desktop\sanmina-sci docx

12 6 SLUTSATSER Syftet med föreliggande utredning var att kartlägga möjligheterna till att: Reducera toppeffektbehovet av kyla Effektivisera kylanvändandet Utöka frikyleanvändandet Utredningen har visat att det är möjligt att reducera toppeffektbehovet av kyla genom att reducera avfuktningen av tilluft. Denna process kräver idag mycket kyleffekt. Genom att tillåta en högre köldbärartemperatur kan flera fördelar erhållas. Kylmaskinen får mer fördelaktiga driftsförhållanden vilket möjliggör högre kyleffektuttag med ökad verkningsgrad. Kondensutfällningen vid kylning av tilluft reduceras vid ökad köldbärartemperatur. Möjligheten att utnyttja frikyla under en längre period kring höst och vår ökar dramatiskt med ett höjt börvärde för köldbäraren vid lägre utetemperaturer. Utöver detta har i utredningen ett flertal värme- och elenergibesparande åtgärder redovisats. SANMINA-SCI, ÖRNSKÖLDSVIK 12 (12) JENK c:\users\jenk\desktop\sanmina-sci docx