Bakgrund till Miljömärkning av Kompressorer. Version

Transkript

1 Bakgrund till Miljömärkning av. Version Inledning Relevans Potential Styrbarhet Marknad Produktion Andra märkningar...5

2 2 Bakgrundsdokument 1 Inledning Inom industrin används tryckluft till en mängd olika applikationer; för att driva handverktyg t.ex. skruv- och mutterdragare, slipmaskiner, spikpistoler, etc, för att blåsa rent, syresättning i kemisk industri, blästring, sprutmålning, andningsluft inom sjukvården etc. 2 Relevans Tryckluftsproduktion är energiintensivt. C:a 3%, eller 1,7 TWh av den totala elenergin som Sveriges industri använder går till tryckluftsproduktion, på europeisk basis räknar man med 10%, eller 80 TWh. Som jämförelse kan nämnas att en kärnkraftsreaktor producerar ca 4 TWh /år. De flesta kompressorer är idag oljeinsprutade (oljan används för smörjning och kylning), vilket resulterar i dels att tryckluften innehåller rester av olja, och dels i ett avfall i form av kondensvatten/olje-emulsionoch begagnade oljefilter som klassas som farligt avfall. Buller från kompressorer kan vara ett arbetsmiljöproblem. 3 Potential Genom att använda vissa typer av kompressorer är det möjligt att uppnå stora miljövinster. Varvtalsreglerade kompressorer ger stora möjlighet att spara energi. Genom att använda oljefria kompressorer undviker man problem med förorening av tryckluft och kondensvatten. Genom att kombinera dessa två typer med varandra får man kompressorer som är betydligt bättre ur miljösynpunkt än övriga, och alltså är lämpliga för miljömärkning. Detta beskrivs närmare här. På energisidan finns stor potential för effektivisering, främst genom två åtgärder: 1. Behovet av tryckluft varierar i de flesta installationer kraftigt över tiden på dygnet och arbetsveckan. Figuren nedan illustrerar hur det kan se ut vid en typisk kompressorinstallation, där varje kurva representerar tryckluftbehovet över dygnet en dag i veckan. (Bild från Atlas Copco). Genom att använda s.k. varvtalsreglerade kompressorer så säkerställer man att kompressorn vid varje tillfälle producerar precis så mycket tryckluft som behövs vid

3 Bakgrundsdokument 3 rätt tryck. På detta sätt kan man spara upp till 35% av elenergin för installationen. Dessutom blir livslängden på rörliga delar längre, eftersom den genomsnittliga rotationshastigheten blir lägre. Vid fullast drar dock varvtalsreglerade kompressorer något (c:a 4%) mer energi än konventionella kompressorer. Vid installationer med fler än en kompressor bör därför "basförbrukningen" skötas av konventionella kompressorer som alltid går vid fullast, och en varvtalsreglerade kompressor används som "Top up" och hanterar toppar och fluktuationer. För optimala energiprestanda är det alltså viktigt att hela installationen är korrekt dimensionerad och optimerad. Ett krav om att kunder informeras om detta, och att producenten ska kunna erbjuda optimeringstjänster är därför infört i kriterieförslaget. Eftersom varvtalsreglerade kompressorer reglerar arbetstrycket med större noggrannhet än konventionella reglersystem så kan det genomsnittliga arbetstrycket i systemet sänkas, vilket ger en energibesparing på c:a 7% om trycket sänks med 1 bar. Det finna flera olika tekniker för varvtalsreglering, både mekaniska och elektriska, bland de elektriska kan nämnas: - Likströmsdrifter som är bra beprövat men är nästan ute från marknaden eftersom det är för dyrt. - Spänningreglering har aldrig slagit igenom eftersom varvtalsområdet är för begränsat. - "Reluktansmotorn" (SR, Switched Reluctance) En gammal uppfinning (1840) som fått ett lyft i och med elektroniken som kan styra motor. Enkelt är det en "stegmotor" som pulsas fram delar av ett varv av ett styrsystem. exv 5 pulser=1 varv. Det är oftast lite mindre motorer som används (Max 100 kw). Verkninsgrad runt 90%. Utrustningen tas fram och anpassas efter applikationen. Det är en udda maskin, relativt dyr, specialtekniker för service, hög ljudnivå, specialanpassade motorer för varje typ av applikation. - Frekvensomriktardrift är känd och etablerad teknik som blivit en standardlösning för varvtalsdrift världen över. Verkningsgrad över 90%. Finns för "alla storlekar" av motorer 0,5-900 kw. 2. När man komprimerar luft så värms den. Denna värme måste kylas bort, antingen med luft eller vatten. Drygt 90% av den tillförda energin i större vattenkylda, oljefria kompressorer kan återvinnas som 90ºC varmvatten. Detta varmvatten kan sedan användas t.ex. för att värma lokaler, processer och tappvarmvatten. I de nordiska länderna är det sedan länge praxis med energiåtervinning. Genom att använda oljefria kompressorer undviker man problemen med oljeföroreningar i tryckluft och kondensvatten, inget behov för filtrering,, och uppnår dessutom en betydligt lägre oljeförbrukning. Oljeinsprutade kompressorer är däremot något mer energieffektiva än oljefria kompressorer främst pga internt läckage i kompressionsutrymmet hos oljefria kompressorer, och att kompressionen i oljeinsprutade kompressioner oftast sker i ett steg mot normalt två, med mellankylning, i oljefria. Men eftersom man undviker problem med oljeförorenat kondensvatten och tryckluft så är oljefria fördelaktiga ur miljösynpunkt.

4 4 Bakgrundsdokument 4 Styrbarhet Inom EU har ett program för ökad energieffektivisering av elmotorer inom industrin inletts (Motor Challenge Programme) Syftet är att hjälpa industrin att ställa om från konventionella elmotorer i pumpar, fläktar, kompressorer etc. till moderna, ofta varvtalsstyrda motorer. Dessa motorer står idag för 70% av den europeiska industrins elförbrukning (kompressorer står för 17% av dessa), och effektiviseringar på uppemot 30% anses möjliga med enkla medel. Genom Svanmärkningen vill vi visa, och styra över industrin mot energieffektiva varvtalsreglerade kompressorer, kanske som ett led i det nämnda motorprogrammet. Krav fokuserar på följande: 1. Kompressorn ska vara utrustad med ett system för att steglöst anpassa drivmotorns varvtal efter luftförbrukningen, så att arbetstrycket hålls konstant över hela kompressorns kapacitetsområde. 2. na ska kunna installeras så att överskottsvärmen kan återanvändas till uppvärmning av tappvarmvatten eller lokaler. 3. Kompressorn ska vara konstruerade för oljefri drift. Kraven kan dokumenteras med teknisk dokumentation av kompressorn, med beskrivning av vartalsregleringssystemet, kompressionsmetoden och värmeåtervinningsmöjligheterna. Varvtalsreglerade kompressorer är något dyrare i inköp än konventionella, typiskt kring 15% dyrare. Att vid byte av kompressorer installera varvtalsreglerade kompressorer, i stället för konventionella, är dock en investering som i de flesta fall betalar sig inom en treårsperiod, så det finns, förutom miljöaspekterna, även starka ekonomiska drivkrafter. Oljefria kompressorer är något dyrare än oljinsprutade, men är billigare i drift bl.a. pga lägre oljeförbrukning, mindre behov för filter och filterbyte, inget behov för rening av kondensvatten och lägre kemiskt slitage på slangar, packningar etc. De flesta tillverkare jobbar med att minska bullret från kompressorerna. Det är däremot svårt att hitta lämpliga kravnivåer för buller eftersom bullernivåerna bland annat är beroende av motorstorlek, kompressionsmetod, kylsystem etc. Kravet blir därför enbart ett redovisningskrav, där buller ska mätas och redovisas. Bullret ska mätas och redovisas som Ljudtryck på 1m avstånd enligt Pneurop PN8NTC2, vilket är en metod framtagen av den europeiska branschorganisationen Pneurop. Eftersom dimensioneringen av hela installationen är så viktig så ställs det krav på att licensinnehavaren informerar kunden om detta.

5 Bakgrundsdokument 5 5 Marknad. Det finns ingen officiell statistik på kompressormarknaden, men en uppskattning som troligen inte är i överkant är att det totala antalet installerade kompressorer i Sverige är : kw: c:a enheter kw: c:a 2000 enheter Siffror för övriga Norden har tyvärr inte kunnat hittas, möjligen kan man göra en mycket grov gissning baserat främst på folkmängd, som ger att det då totalt ( kw) skulle finnas cirka installerade kompressorer i hela Norden. Den totala försäljningen per år i Sverige räknas i hundratals, livslängden för installerade kompressorer kan ligga på 15 år. SCBs importstatistik för år 2001 visar att den totala importen till Sverige av stationära skruvkompressorer uppgick till 101Mkr, totalt 1609 st. Statistiken omfattar alla storlekar, utföranden och användningsområden (förutom för kyl- och frysutrustning och flygplan), men inte andra typer av rotationskompressorer eller kolvkompressorer. De största tillverkarna är: Atlas Copco, Ingersoll-Rand, Kaeser, Boge, CompAir, Alup, Gardner-Denver, Mattei, Ceccato, Sullair, Hitachi och Kobelco. Samtliga av dessa har sedan länge oljefria kompressorer i sitt program, och de flesta säljer även varvtalsreglerade kompressorer, kombinationen oljefria varvtalsreglerade kompressorer är något ovanligare, men förekommer. Vid varje affär diskuteras miljöaspekten, men den hamnar lätt litet i skymundan. Svanmärkningen kan dock hjälpa till att lyfta fram miljödiskussionen, speciellt hos kunder med miljöengagemang, t.ex. genom ISO certifiering. 5.1 Produktion Den mesta produktionen och produktutvecklingen sker i Belgien, Tyskland, Storbritannien, Frankrike, Italien, USA och Japan. En producent (Gardner-Denver) har produktion i Finland. 5.2 Andra märkningar Inga andra produktmärkningar finns, men flera tillverkare är ISO certifierade.