Energikartläggning/analys Varför?

Transkript

1 Energikartläggning/analys Varför? Genom att kartlägga energianvändningen får man kunskap om hur energisystemet ser ut i verksamheten. En ökad kompetens leder till bättre kontroll på de energiflöden som finns i verksamheten och därmed ökade möjligheter att se energieffektiviserande åtgärder. Energieffektivisering minskar energianvändningen och därmed minskas miljöbelastningen.

2 Energikartläggning/analys En energikartläggning skall visa hur den köpta energin fördelar sig på olika processer i verksamheten. Börja med att identifiera vilka olika processer som finns i verksamheten. Gör sedan kartläggning för att se hur mycket energi som går till varje process. Det görs genom analys av energistatistik mätningar och manuella beräkningar. Besök företaget under icke produktionstid för att hitta tomgångseffekter. (Eventuellt se timvärden) Analysera resultaten med syftet att hitta kostnadseffektiva åtgärder som minskar energianvändningen. Presentera resultaten. Timvärden el Exempel el Elenergianvändning före och efter åtgärd

3 El-statistik för år 2008 Timvärden Enhet Benämning Med Min Max 'Energi kwh' kwh/h Effekt 60,60 8,00 144, ,50

4 160 Energibalans Energi [MWh]

5 Vad skall/bör ingå i en energikartläggning/analys En nulägesbeskrivning av verksamheten och processerna Total energianvändning per energislag Fördelning av energin på verksamhetens olika processer Möjliga åtgärder för energieffektivisering Minskad energianvändning (eventuellt investering) En tydlig beskrivning hur man kommit fram till resultaten Nyckeltal Ex. MWh/m2, MWh/ton, MWh/omsatt kkr

6 Processer som förväntas ingå i en energikartläggning Klimatskalet Värmesystem (värmekälla samt distribution) Komfortkyla Ventilation Belysning Kontor/administration Interntransport Tryckluft Produktionsprocesser

7 Konkreta exempel på energieffektiva åtgärder samt besparingspotentialer

8 Varvtalsstyrning Varvtalsstyrning innebär att varvtalet hos en roterande motor av någon form styrs. Idag används vanligen frekvensomriktare för att styra varvtalet. Normalt går en pumpmotorn på 50 Hz (50 varv/minut). Motorn ger en viss effekt Detta ger ett flöde. Om vi vill ha ett mindre flöde kan vi strypa flödet med en ventil. Motorn har ungefär samma effektuttag. Ett annat sätt att minska flödet är att sänka varvtalet på motorn. Motorns effektuttag sjunker markant

9 Effektuttag vid stryp alternativt varvtalsreglerig för en fläkt Sänker vi flödet med 40 % genom strypning minskar effektuttaget hos en fläkt med ca 22 % om vi däremot reglerar varvtalet så minskar effektuttaget med ca 78 %. Vid byte av fläktar och pumpar bör man oftast välja en med frekvensstyrning vilket möjliggör energieffektiv behovsstyrning.

10 Installation av behovsstyrning på befintliga cirkulationspumpar I detta fall minskade elenergianvändningen med 40% Mätning av flöde och temperatur Spjäll som reglerar flödet styrs av temperatur. Lågt flöde ger lägre tryck vilket ger en signal till frekvensomformaren att sänka varvtalet på motorn

11 Effektuttag vid stryp alternativt varvtalsreglerig för en cirkulationspump Effektkurva vid strypreglering Effektkurvor vid varvtalsreglering Installation av tryckstyrda cirkulationspumpar inklusive sommarstopp sparar upp till 85 procent.

12 Ventilation Processventilation Tar hand om föroreningar och överkottsvärme så nära källan som möjligt Allmänventilation Skapa ett bra klimat med lagom temperatur och låga halter av föroreningar Process och allmänventilation bör samarbeta för att hålla ett bra klimat med låga föroreningshalter

13 Ventilation S F FT FTX

14 Energikostnader för ventilation Värmeförluster Fläkteffekter

15 Elektrisk effekt Spänning * Ström = Effekt Volt Ampere Watt

16 Elektrisk energi Effekt * Tid = Energi Watt (W) (s eller h) Ws, Wh

17 Mätning av ström och luftflöden För att ta reda på ventilationsaggregatets energianvändning måste vi mäta fläktarnas effektuttag och luftflödet Strömmätning Luftflödesmätning Effekten= Spänning *Ström* cos

18 Elenergi till fläktar Drifttid mellan Fläktarnas effektuttag 1,58 kw Fläktarnas drifttid 17h/d E=p [kw]*t [h] P=effekten [kw] t=drifttiden [h] Enhet Benämning Med Min Max Energi [kwh] kw Effekt 1,00 0,00 1,61 531,97 E=1,58 [kw]*6205[h]/år=9804kwh/år

19 Värmeförluster (E v ) Storleken på ventilationsförlusterna beror på ventilationsflödet, luftens egenskaper eventuell värmeåtervinning inne/utomhustemperatur samt drifttiden. E v =q [m 3 /s]* [kg/m 3 ]*cp [kj/kg o C]* (1- )* (Tg-Tm) [ o C] *t [h] q=vent.flöde =luftens densitet cp= specifik värmekapacitet luft =verkningsgrad värmeväxling T g =gränstemperatur T m =medeltemperaturen på orten t=drifttiden Exempel: Hur stora är ventilationsförlusterna i en 1000 m 2 byggnad med luftflödet 690 l/s i en ort där medelårstemperaturen är 6,9 o C. Ingen värmeåtervinning finns. E v =0,69 [m 3 /s]*1,2 [kg/m 3 ]*1 [kj/kg o C]* (1-0)* (17-6,9) [ o C] *6205 [h]/år=51891 kwh/år

20 Är fläktarna energieffektiva? SFP = Specifik fläkteffekt (kw/m³/s) q = luftflöde (m³/s) P = Fläkteffekt (kw) Våra fläktar: SFP = 1,5 SFP = 2,0 SFP = 2,5 SFP = 4,0 Mycket eleffektivt Eleffektivt Mindre eleffektivt Dåligt 1,58kW/0,69m 3 s=2,3kw/m 3 s

21 Åtgärd för att minska fläktarnas energianvändning Anpassa drifttiden på ventilationen till tider då lokalen är befolkad. Vi går från 17h/d till 10 h/d under vardagar 240 d/år. Ny årlig drifttid 2400 h/år. Observera: För att detta ska vara möjligt måste byggnaden vara tom på folk under tiden ventilationen inte är på. Det får inte förekomma onyttiga emissioner i byggnaden m.m. E=p [kw]*t [h] Ny energianvändning E=1,58 [kw]*2400 [h]=3792kwh/år Minskad elenergianvändning E =9804kWh/år- 3792kWh/år=6012kWh/år Relativt bra besparing för en minimal investering

22 Åtgärden ger minskade värmeförluster Ny årlig drifttid: 2400 [h]/år E v =0,69 [m 3 /s]*1,2 [kg/m 3 ]*1 [kj/kg o C]* (1-0)* (18-6,9) [ o C] *2400 [h]/år =22058 kwh/år Nya värmeförluster:22058 kwh/år Minskade värmeförluster blir 51891kWh/år kwh/år=29833 kwh/år* *Förutsatt att inget självdrag sker under tiden ventilationen är avstängd. Infiltrationen finns fortfarande kvar i båda fallen. Stor besparing för en minimal investering

23 En ytterligare åtgärd för att minska värmeförlusterna Det finns plats att installera en roterande värmeväxlare med en verkningsgrad på 80 %. Kostnaden är Nya värmeförluster är nu 0,2*22058 kwh/år=4412 kwh/år

24 Total minskad energianvändning efter åtgärder Diagramrubrik Energi kwh/år h Med värmeväxling El Fjv

25 Hur presenterar vi resultatet Utan hänsyn tagen till tidsreduceringen Minskad energianvändning där även tids reduceringen finns med Projektbeteckning>>>>>>>>>>>>>>>>> > Byte av FTsystem till FTXsystem Kvantitet Enhet Mängduppgift 1 hus Kalkylränta 4,0% real Kalkylperiod 20 år Unerhållskostnad prisutveckling per år real Energislag Fjv kwh Energipris rörligt 0,80 kr per kwh Energiprisutveckling per år 2,0% real <<<Om fler energislag: tryck + FT-system FTX-system Investeringskostnad kr Underhållskostnad kr per år Underhållskostnad, periodisk år 0 kr Underhållskostnad, periodisk år 10 kr Underhållskostnad, periodisk år 20 kr <<<Om fler uh-kostnader: tryck + Energianvändning kwh per mängdenhet och år , ,0 Energikostnad kr per år <<<Om fler energislag: tryck + Summa nuvärde, investering och underhåll Summa nuvärde, energikostnader Summa nuvärde, alla kostnader Differens: Besparingskostnad kr per kwh 0,28 LÖNSAMT Energikostnad (mv ) kr per kwh 0,80 Projektbeteckning>>>>>>>>>>>>>>>>>> Byte av FT-system till FTX-system Kvantitet Enhet Mängduppgift 1 hus Kalkylränta 4,0% real Kalkylperiod 20 år Unerhållskostnad prisutveckling per år real Energislag Fjv kwh Energipris rörligt 0,80 kr per kwh Energiprisutveckling per år 2,0% real Energislag 2 El Energipris rörligt 1,00 kr per kwh Energiprisutveckling per år 2,0% real Energislag 3 Energipris rörligt kr per kwh Energiprisutveckling per år real <<<Om fler energislag: tryck + FT-system FTX-system Investeringskostnad kr Underhållskostnad kr per år <<<Om fler uh-kostnader: tryck + Energianvändning kwh per mängdenhet och år , ,0 Energikostnad kr per år Energianvändning 2 kwh per mängdenhet och år 9 804, ,0 Energikostnad 2 kr per år Energianvändning 3 kwh per mängdenhet och år Energikostnad 3 kr per år 0 0 Summa energikostnad kr per år Summa energianvändning kwh per år Energikostnad medelvärde kr per kwh 0,83 <<<Om fler energislag: tryck + Summa nuvärde, investering och underhåll Summa nuvärde, energikostnader Summa nuvärde, alla kostnader Differens: Besparingskostnad kr per kwh 0,09 LÖNSAMT Energikostnad (mv ) kr per kwh 0,83

26 Hur presenterar vi resultatet Utan hänsyn tagen till tidsreduceringen Installera en roterande vvx i befintligt ventilationsaggregat Minskade fjvkostnader Kapitalkostnad (ränta, avskrivning) Drift- och underhållskostnader År 1 [kr] Resultat år Minskad energianvändning där även tidsreduceringen finns med Tidsreducering och installation av en roterande vvx i befintligt ventilationsaggregat År 1 [kr] Minskade fjvkostnader Minskade elkostnader Kapitalkostnad (ränta, avskrivning) Drift- och underhållskostnader Resultat år Avkastning på kapital: ca 7 % Avkastning på kapital: ca 52 %

27 Tidstyrd ventilation Enkel, billig och effektiv metod, som har brister. Styrning sker efter förmodat behov ej verkligt. Tidur eller timer. Kan kopplas till belysningen. När man tänder belysningen så startar också ventilationen. Av/på eller tvåhastighetsdrift på fläktmotorn.. Passar bra i lokaler med en jämn belastning såsom ett kontor där det jobbar 10 personer mellan och

28 Behovsstyrd ventilation Spjäll som reglerar flödet styrs av temperatur och CO 2 i lokalen. När ingen är i lokalen är flödet lågt. Lågt flöde ger lägre tryck vilket ger en signal till frekvensomformaren att sänka varvtalet på motorn Rätt mängd luft vid rätt tillfälle. Passar bra i lokaler med ojämn belastning i lokalerna såsom skolor idrottshallar och konferenslokaler

29 Årstidsanpassad ventilation Genom en kraftig reduceringen av luftomsättningarna vintertid erhålles stora energibesparingar. Besparingar på uppvärmningssidan blir stora framförallt om man inte har värmeåtervinning. Besparingar på elsidan då fläktarna varvas ner stora delar av året.

30 Värmeåtervinning från avloppsvatten För att duscha 5 minuter går det åt ungefär 50 liter ca 40 gradigt varmvatten. Hur mycket energi sparar man per dusch om man investerar i en värmeväxlare för avloppsvatten? Mängden energi beror på Vattnets egenskaper mängden vatten som ska värmas samt temperaturskillnaden cp= specifik värmekapacitet för vatten E = Cp[ Wh/kg o C] * m[ kg] * T[ o C] E=1,16[ Wh/kg o C] *50[ kg] * (40-10) [ o C]=1740 Wh E=1,16[ Wh/kg o C] *50[ kg] * (40-27) [ o C]=754 Wh

31 Minskad energianvändning efter åtgärd Vi antar att duschen används fyra gånger per dag under året vilket ger 1460 duschar. Total minskad energianvändning med återvinning blir då 1440 kwh/år Minskad energianvändning ca 1 kwh/dusch Energi kwh/år Energianvändning 1460 duschar/år utan återvinning Fjärrvärme 1100 Energianvändning 1460 duschar/år med återvinning Fjärrvärmen kostar 0,8 kr/kwh vilket ger en minskad kostnad på 1168kr/år.

32 LCC-kalkyl

33 Kalkylförutsättningar: Investering 5000 Ränta 4 % Avskrivningstid 5 år Installera en återvinning År 1 [kr] Kalkylförutsättningar: Investering 5000 Ränta 4 % Avskrivningstid 10 år Installera en återvinning År 1 [kr] Minskade fjvkostnader Minskade fjvkostnader Kapitalkostnad (ränta, avskrivning) Resultat år 1-48 Kapitalkostnad (ränta, avskrivning) -700 Resultat år Avkastning på kapital: Avkastning på kapital: ca 9 %

34 Är min belysning energieffektiv Belysningsstyrkan visar om belysningen är bra Fördelen att räkna belysningen för hand är att man upptäcker felaktigheter 1. Räkna ljuskällor 2. Läs av effekten 3. Räkna ut total installerad effekt i lokalen 4. Mät upp arean på lokalen 5. Räkna ut W/m 2 6. Jämför Riktvärden för önskad installerad effekt (W/m2) med energieffektiv belysning Har man hög installerad effekt och dålig belysningsstyrka bör man fundera på att byta till en effektivare belysning.

35 Exempel på energieffektiv belysning Närvarodetektor Armatur 1x40W med dimbara HF-don för DALI (Digital Adressable Lighting Interface) KNX-DALI Gateway

36 Belysning i en industrilokal 420st armaturer med högtrycksnatriumlampor. Total installerad effekt 189 kw. Styrning med tryckknappar, per lina få grupper. Drifttid 8760 h/år 18,3 W/m 2 Energianvändning kwh/år

37 Belysning i samma industrilokal efter åtgärd 1120 st T5 Eco Saver lysrör. Total installerad effekt 82 kw 7,9 W/m 2 Sektionering i olika zoner Varje zon styrs efter behov Ex lager 25%, gångar 50%. Ny beräknad energianvändning kwh/år

38 Resultat vid byte till energieffektiv belysning vid 3-skift Totaleffekten har halverats från 189 kw till ca 89 kw. Minskad energianvändning kwh/år Investering ca 1,800 kkr (3 200 kr/armatur). Återbetalningstiden är under tre år (rörligt elpris på 60 öre) Tidigare betalade man ca kr/år till ingen nytta!!

39 Resultat vid byte till energieffektiv belysning vid 1-skift Totaleffekten har halverats från 189 kw till ca 89 kw. Minskad energianvändning kwh/år Investering ca 1,800 kkr (3 200 kr/armatur). Återbetalningstiden är nu 11 år (rörligt elpris på 60 öre)

40 3-skift Mata in data i grå fält! För känslighetsanalys tryck + ovan Projektbeteckning>>>>>>>>>>>>>>>>>> Styrning av belysning Kvantitet Enhet Mängduppgift 1 hus Kalkylränta 4,0% real Kalkylperiod 20 år Unerhållskostnad prisutveckling per år real Energislag El kwh Energipris rörligt 0,60 kr per kwh Energiprisutveckling per år 3,0% real <<<Om fler energislag: tryck + Innan Med styrning Investeringskostnad kr Underhållskostnad <<<Om fler uh-kostnader: tryck + kr per år Energianvändning kwh per mängdenhet och år , ,0 Energikostnad kr per år <<<Om fler energislag: tryck + Summa nuvärde, investering och underhåll Summa nuvärde, energikostnader Summa nuvärde, alla kostnader Differens: Besparingskostnad kr per kwh 0,10 LÖNSAMT Energikostnad (mv ) kr per kwh 0,60

41 1 skift Mängduppgift 1 hus Kalkylränta 4,0% real Kalkylperiod 20 år Unerhållskostnad prisutveckling per år real Energislag El kwh Energipris rörligt 0,60 kr per kwh Energiprisutveckling per år 3,0% real <<<Om fler energislag: tryck + Innan Med styrning Investeringskostnad kr Underhållskostnad <<<Om fler uh-kostnader: tryck + kr per år Energianvändning kwh per mängdenhet och år , ,0 Energikostnad kr per år <<<Om fler energislag: tryck + Summa nuvärde, investering och underhåll Summa nuvärde, energikostnader Summa nuvärde, alla kostnader Differens: Besparingskostnad kr per kwh 0,35 LÖNSAMT Energikostnad (mv ) kr per kwh 0,60

42 Exempel på åtgärdsförslag I ett parkeringshus på 3200 m 2 finns 200 armaturer med konventionella driftdon (dessa drar 25% av lysrörets effekt), 2 st lysrör på 36 W i varje. Installerad effekt: 200x 2 x 36 W x 1,25 = 18kW Belysningen är tänd dygnet runt, 8760 timmar per år. Årlig energianvändning: 18kW*8760h/år= kwh/år Nuvarande elpris (rörlig del): 70 öre/kwh. Årlig driftkostnad: kwh/år x 0,70 kr/kwh = kr (underhåll är ej medräknat) Belysningen i parkeringsgaraget ska bytas ut. Ljuskraven är inte så höga så den installerade effekten bör bli högst 5 W/m 2. Installerad effekt: m 2 x 5 W/m 2 = 16 kw. Eftersom garaget främst används morgon och kväll antar vi att vi kan reducera energibehovet kraftigt med närvarostyrning. Vi antar en reduktion på 70 %. Garaget har inget insläpp av dagsljus, så vi kan inte utnyttja dagsljusreglering. Ny drift tid: h x 0,7 = h Ny årlig driftkostnad: 16 kw x h x 0,70 kr/kwh = kr Årlig besparing: kr kr = kr

43 Energianvändning med och utan styrning för drickakyl med dörrar Energianvändningen under en vecka utan styrning är 64kWh (3330kWh/år) Energianvändningen under en vecka med styrning är 45kWh (2340 kwh/år) Besparingspotential 1000 kwh/år

44 Energianvändning med och utan styrning för drickakyl utan dörrar Energianvändningen under en vecka utan styrning är 67 kwh (3480kWh/år) Energianvändningen under en vecka Med styrning är 36 kwh (1870kWh/år) Besparingspotential 1600 kwh/år