Presentation av nytt klimatsmart kyl- och värmesystem på Topp Chark i Bastuträsk

Transkript

1 Presentation av nytt klimatsmart kyl- och värmesystem på Topp Chark i Bastuträsk Adam Wikström, Tekn. Dr. Invigning

2 Startpunkten Vi hade en vätskekylare/värmepump som all vår kyla var beroende av. Den var helt utsliten och hade gått på en kompressor i ca 5 års tid. Den återstående kompressorn hade enligt VVS och Kylteknik Nord bland de mesta timmarna i landet på sig. Maskinen hade gått i stort sett oavbrutet sedan En ny liknande vätskekylare skulle kosta ca 1,2 miljoner kr. Vid ett rent byte skulle energibesparingen på hela anläggningen bli mycket liten. Vi beslutade under hösten 2012 att i stället ta ett helhetsgrepp och försöka reducera energikostnaden rejält. (I bakgrunden syns hur Micke på VKT börjat bygga nya systemet)

3 Grundidé med anläggning Vätskekylaren ersätts med extern värmesänka, det vill säga borrhål och vattenbrunn. Det ger möjligheter till: Supereffektiv kylmaskindrift på grund av fri tillgång till 7- gradigt kylmedium. Nya anpassade kyl- och frysmaskiner införskaffades. Frikyla till luftkonditionering sommartid samt förvärmning av ventilationsluft vintertid. Möjlighet att köra värmepumpar effektivt även under perioder med värmeunderskott Dessutom Systemet byggs om så att varmvatten ackumuleras nattetid för att förskjuta elförbrukningen från dag till natt. Yttertaket byts till ett reflekterande tak med luftspalt för att minska kylbehovet under sommaren Ett avancerat värme- och kylåtervinningssystem som tar till vara spillvärme från kylmaskiner och spillkyla från värmepumpar Het värmeåtervinning från kylmaskiner och luftkompressor har installerats Spillvärme säljs till Bafutec Systemet byggs med bra kapacitetsreglering (varvtalsstyrda pumpar etc) så att tomgångsförbrukningen blir minimal

4 Vätskekylaren ersätts med extern värmesänka, det vill säga borrhål och vattenbrunn. I januari 2013 borrade vi 4 st energihål, ca 220 meter djupa samt en vattenbrunn som är 90 meter djup. Vi har borrat något grövre hål för att rymma 4-kollektorslangar. Våra borrhål tar under största delen av tiden upp värme och fungerar mer som effektsänka än energibrunn. Årstidsvariationen nyttjas. Vattenbrunnen används för spetskylning sommartid och spetsvärmning under de kallaste dagarna och för att kontrollera temperaturen i våra energiborrhål. Den gamla vätskekylaren nyttjade ca 40 kw el vilket i princip helt sparas. Borrhålen utnyttjas delvis som ett värmelager mellan sommar/vinter samt natt/dag.

5 Supereffektiv kylmaskindrift på grund av fri tillgång till 7-gradigt kylmedium. Nya anpassade kyl- och frysmaskiner införskaffades. Den varma sidan av kyl- och frysmaskinerna kan nu köras med ca 18 graders kondenseringstemperatur. På grund av väl tilltagna kylbafflar blir förångningstemperaturen på kylmaskinerna ca -7 grader och på frysen ca -28 grader. COPkyla är ca 5.2 för kylmaskiner och ca 2.75 för frys. Detta innebär att de nya frys- och kylmaskinerna ger ungefär halverad elförbrukning jämfört med innan ombyggnaden

6 Frikyla till luftkonditionering sommartid samt förvärmning av ventilationsluft vintertid. Energiborrhålen och vattenbrunnen används för att förvärma tilluften i ventilationen vintertid och förkyla luften sommartid. Vintertid då det är -25 grader ute ger förvärmaren ca 100 kw frivärme och sommartid då det är +30 grader ute ger den ca 90 kw frikyla.

7 Möjlighet att köra värmepumpar effektivt även under perioder med värmeunderskott I ett konventionellt system fläktluftkylare på taket tappar man möjlighet till värmepumpsproduktion allteftersom kylbehovet i anläggningen minskar. Det vill säga under kall senvinter går det dåligt att köra värmepumpar. I och med att vi borrat energibrunnar och vattenbrunn kan vi köra värmepumparna effektivt även vintertid.

8 Systemet byggs om så att varmvatten ackumuleras nattetid för att förskjuta elförbrukningen från dag till natt. Vi använder ca 10 ton hett färskvatten för rengöring varje produktionsdag. Vi har byggt om det gamla systemet så att vi nu har 5000 liter hett färskvatten tillgängligt varje morgon och dessutom ca liter hett pannvatten som kan växlas över till hett färskvatten. Vi kan därför ackumulera varmvatten nattetid då energi- och eleffektpriserna är låga.

9 Yttertaket byts till ett reflekterande tak med luftspalt för att minska kylbehovet under sommaren Före Efter Is Vi har tidigare haft avsevärt större kylbehov i produktionslokalerna under sommaren. Detta eftersom vi har haft ett svart yttertak utan isolerande luftspalt. Det har medfört att det har blivit mycket varmt under yttertaket sommartid och därmed har det krävts stora mängder kyla för att hålla rätt temperatur inne i fabriken. Dessutom har värmeläckaget i det gamla taket inneburit bekymmer med isbildning vintertid. (se nedersta bilden)

10 Ett avancerat värme- och kylåtervinningssystem som tar till vara spillvärme från kylmaskiner och spillkyla från värmepumpar har utvecklats Vi får stora mängder lågvärdig spillvärme från kylmaskiner och även lågvärdig spillkyla från värmepumpar. I en konventionell anläggning kan en optimal värmeåtervinning endast uppnås då kylbehov och värmepumpsbehov precis balanserar varandra. Detta innebär att värmepumpens avgivna kyleffekt är precis samma som kylmaskinens avgivna värmeeffekt samt att spädning ej förekommer. Detta driftsfall inträffar mycket sällan i praktiken. Vi har därför utvecklat ett system som tillåter att kylmaskiner och värmepumpar körs oberoende av varandra men ändå tar tillvara på spillvärmen på bästa möjliga sätt. Detta görs genom minimal temperaturkontrollerad spädning mot vår externa värmesänka. Vi nyttjar dessutom våra energiborrhål för att lagra och återanvända lågvärdig spillvärme och spillkyla. (Rörsvetsning och bygge av Mikael på VKT syns till höger)

11 Het värmeåtervinning från kylmaskiner och luftkompressor har installerats Kyl- och frysmaskiner är försedda med hetgasväxlare och luftkompressorn med värmeåtervinning. Detta används för att förvärma matarvatten till ångproduktion samt för förvärmning av hetvatten.

12 Spillvärme säljs till Bafutec Anläggningen har generellt ett stort värmeöverskott. Under produktionstid finns det ett värmeöverskott även under de kallaste vinterdagarna. Vi levererar i och med detta spillvärme till Bafutec AB. Spillvärmen ackumuleras av Bafutec med elpatron som backup. På bilden ses ingrävning av kulvert till Bafutecs hyreshus. Vår vattenbrunn skymtar i förgrunden.

13 Systemet byggs med bra kapacitetsreglering (varvtalsstyrda pumpar etc) så att tomgångsförbrukningen blir minimal I ett klassiskt kylsystem dimensioneras alla pumpar och pumpflöden för situationen under årets varmaste dag. Detta innebär normalt sett en hög tomgångsförbrukning. Vi har i mycket hög grad använt kapacitetsregleringar och varvtalsstyrda pumpar. Detta innebär att vår tomgångsförbrukning har sänkts radikalt. Energiförbrukningen följer nu produktionen bättre. Vi är i och med detta inte lika känsliga för svängningar i efterfrågan. Den nya anläggningen har större maxkapacitet än den gamla, så en eventuell framtida expansion kan klaras med befintlig kyl- och värmeanläggning. (På bilden visas varvtalsstyrda pumpar samt Kabona reglering levererat av friginor)

14 Utgångsläge innan investeringen % kwh/oms MSEK % % Nordchark 2006 Piteortens 2006 Toppchark 2007 För att få en uppfattning om hur effektiv den gamla anläggningen var har data från Nordchark och Piteortens chark jämförts med prestanda för denna anläggning 2007 innan Bastuträsk Charkuteri köpte fabriken. Data gäller totala förbrukade kwh dividerat med omsatt miljon kr. Alltså el + olja + fjärrvärme. (Källor Nenet samt interna data) Piteortens verksamhet är väldigt jämförbar med vår, ungefär samma omsättning, nästan hela sortimentet kokas, fabriken byggdes på 80-talet. Nordchark är inte så jämförbart på grund av kringverksamheter, jättelik frys samt jättestor fabrik för sin omsättning. Gamla anläggningen hade goda prestanda!

15 Förbrukade kwh/dygn Prestanda hos nya systemet 6000 Fabrikens dygnsförbrukning under mars-april Ovan visas prestanda för det nya systemet jämfört med det gamla. Elförbrukning per dygn visas under mars-april i 2014 och Förbrukad brännolja är i stort oförändrad mellan åren och Topp Chark köper ingen fjärrvärme. Siffrorna är dock ytterligare lite bättre än grafen visar eftersom vi under denna period sålde spillvärme motsvarande i genomsnitt ca 310 kwh/dygn. Notera skillnaderna i tomgångsförbrukning. Dessa data är dessutom innan det nya reglersystemet är i full drift. Notera i data att påsken inföll i mars under 2013 och i anslutning till sista april under Den totala försäljningen var relativt oförändrad mellan åren. Under mars sänktes förbrukningen med 38.5% Under april sänktes förbrukningen med 33.5% Under maj sänktes förbrukningen med ca 39.5%

16 Totalt effektbehov i kw Prestanda hos nya systemet Tomgångsförbrukning för hela anläggningen ett helgdygn i april Efter Före Tomgångsförbrukningen är den förbrukning som anläggningen har då ingen verksamhet pågår i lokalen och alla kylrum bara underhåller temperaturer. Denna är viktig eftersom den ligger i botten under en stor del av årets 8760 timmar. Denna mäts bäst en lördag eller söndag då inget arbete pågått sedan fredag eftermiddag. Ovan visas data från Skellefteå Kraft på energibehovet kwh/h under en helgdag i april före (2013) respektive efter (2014) ombyggnaden. Vi ser att ca kl. 18:00 har en värmepump startat och gått ca en timme i nya anläggningen. Skillnaden är nästan 30 kw i tomgångsförbrukning. Fabrikens lägsta timvärde under hela perioden mars-april 2014 var 11 kw.

17 Prestanda hos nya systemet kwh_el/oms MSEK % 2013 mar-maj 2014 mar-maj I figuren visas totala elenergiprestandan hos gamla anläggningen mars-maj 2012 samt hos nya anläggningen mars-maj Data är visat i form av förbrukade kwh el per omsatt miljon. Nya systemet ger en besparing på 37% under mars-maj. Vi har dessutom sålt spillvärme motsvarande ca 2600 kwh/msek under perioden. Eftersom denna säljs kan det ses som en besparing på ytterligare 6,7%. Prestanda bör förbättras ytterligare något då effekterna av vårt nyligen driftsatta reglersystem börjar slå igenom. Prestanda är jättebra!

18 Slutligen Mattias Berg ny VD på Bastuträsk Charkuteri från och med den 1/6. Adam Wikström står kvar som en av huvudägarna och går ner på deltid. kwh Consulting AB Ett nystartat konsultbolag ägt av Adam Wikström. Bolaget utvecklar energieffektiva systemlösningar riktade mot företag. Kontakt Adam Wikström, Tekn. Dr. Hemsida: Tel: Epost:

19 Stort tack till Länsstyrelsen Europeiska jordbruksfonden för landsbygdsutveckling Swedbank Norsjö kommun VVS och Kylteknik Nord (VKT) Eltech Kylma Friginor Rålunds bygg Företagshotellet Fabriken AB Brunnsborrarna Rehn & Sjöberg JP gräv TWT Kran Och sist men inte minst Stefan Lundström, Topp Chark, som jobbat med ombyggnaden samt alla våra övriga anställda som haft tålamod under byggtiden.