RAPPORT. Förstudie: Fjärrkyla istället för konventionell kyla på Paradiset Upprättad av: Maria Sjögren

Transkript

1 RAPPORT Förstudie: Fjärrkyla istället för konventionell kyla på Paradiset Upprättad av: Maria Sjögren

2 RAPPORT Fjärrkyla istället för konventionell kyla på Paradiset Övik Kund Landstinget Västernorrland Olle Bertilsson Konsult WSP Systems Box Umeå Besök: Storgatan 59 Tel: Fax: WSP Sverige AB Org nr: Styrelsens säte: Stockholm 2 (12)

3 Innehåll SAMMANFATTNING... 4 INTRODUKTION... 4 KYLA I ANLÄGGNINGEN... 5 KM KM EB1 OCH EB DRIFTKOSTNADSJÄMFÖRELSE ENERGIPRISER BEFINTLIG ANLÄGGNING NY ANLÄGGNING MED FJÄRRVÄRME SLUTSATS (12)

4 Sammanfattning WSP har fått i uppdrag att inom projektet Baltic Energy, utföra en förstudie på Paradiset i Örnsköldsvik. Frågeställningen man vill ha svar på är huruvida det skulle vara mer ekonomiskt att installera fjärrkyla istället för den konventionella kylan man har idag. KM2 och KM3 är kylmaskiner som går väldigt dåligt. Dessa är gamla (från 1995 resp 1996) och kommer att behöva ersättas framöver. EB1 och EB3 är relativt nyinstallerade, från Då det inte fanns tillräckligt med underlag och driftdata så har en del antaganden gjorts. Det totala kylbehovet är därför en uppskattning. För att få mer säker statistik bör kylmaskinerna loggas under en längre period, temp och flöde. Idag kostar den kyla man får från kylmaskinerna ca 50 öre/kwh. För att fjärrkyla ska vara intressant, ur en ekonomisk synvinkel, så måste fjärrkylan kosta mindre. Det finns dock andra fördelar med fjärrkyla som också bör vägas in, miljövänlig, driftsäker, tyst mm. För att kunna fatta beslut huruvida fjärrkyla är intressant eller inte så måste kostnader för att koppla in fjärrkyla tas fram. Kostnaderna för att ersätta KM2 och KM3 måste också utredas för att kunna göra en jämförelse. För att veta mer exakt hur mycket kyla som går så måste kylan loggas, helst under ett år. Då blir det lättare att ta beslut och att dimensionera en ev ny anläggning. Introduktion WSP har fått i uppdrag att inom projektet Baltic Energy, utföra en förstudie på Paradiset i Örnsköldsvik. Frågeställningen man vill ha svar på är huruvida det skulle vara mer ekonomiskt att installera fjärrkyla istället för den konventionella kylan man har idag. Paradiset är ett upplevelsebad, gym, sporthall, restaurang, spa och hälsocenter. Anläggningen har kyla i gymdelen, till en kallvattenpool och till kök (kyl och frys) KM2 (kallvattenpool) KM3 (kylmaskin som går mot kylbafflar i gymmet) TA1 med EB1och EB3 (efterbehandlingsbatterier som kylmaskinen förser med både värme och kyla) TA1 går mot gymmet. Kyla till kök är inte något som kan ersättas med fjärrkyla, däremot bör man fundera på att återvinna överskottsvärmen. Omfattningen av det har inte tagits i beaktande i denna förstudie utan det får bli en egen utredning. Kan vara en bra energiåtgärd för att minska på köpt värme. 4 (12)

5 Den 25/ besiktades byggnaden och de underlag som ligger som grund för rapporten är: Driftbilder Planritning Drifttider (öppettider gym) Erfarenheter och uppskattningar från driftpersonal Följande mätinstrument har använts Effektmätning och strömmätning: Chauvin Arnoux CA F09 Vätskeflödesmätning: TA CBI II Tempmätare: Testo T2 Kyla i anläggningen Den kyla som tillförs verksamheten i anläggningen produceras på fyra ställen, KM2, KM3 och EB1 och EB3. Den yta i Paradiset som kyls är träningslokalen, en yta på ca 600 m 2 och en kallvattenpool på ca 3 m 3. KM2 Bild 1. 5 (12)

6 KM2, är en kylmaskin som kyler ner vatten för kallvattenpoolen. Den är placerad i källaren. Dess uppgift är att hålla 8 C i poolen. Detta klarar den inte av idag, temperaturen ligger på kring C. Kylmaskinen är från år Det finns ingen återvinning på den värme som produceras utan den går ut i källaren (där det var minst 35 C varmt). Kylmaskinen går på maxeffekt dygnet runt vilket tyder på att den går dåligt och inom en snar framtid behöver bytas ut. Temperaturen på poolens cirkulationsvatten var 11.5 C och 13 C. Det ger ett deltat på 1,5 C vilket är lite. Litet deltat tyder på att installerad kylmaskin inte kyler bra eller att växlaren är försmutsad. För att kunna räkna ut vilken kyleffekt maskinen så måste man mäta vätskeflödet. Detta var inte möjligt då det inte fanns några mätventiler. En beräkning gjordes utifrån driftteknikerns uppskattning om flöde (mindre än 1 m3/h). Den andra beräkningen gjordes utifrån uppmätt effekt. Uppmätt effekt antogs vara samma som kyleffekten. Sanningen ligger kanske någonstans mittemellan och det är det kylbehovet och effekten som finns i tabellen nedan. Drifttid Uppmätt eleffekt Kyleffekt Kylbehov Elanvändning Värmeförluster 8760 h/år 2,5 kw 2 kw kwh/år kwh/år kwh/år Enligt Övik Energi skulle det vara möjligt att med fjärrkyla kunna hålla en temperatur på 8 grader i kallvattenpoolen. Då kommer kylbehovet att bli något större än beräkningarna ovan. 6 (12)

7 KM3 Bild 2. KM3 är en kylmaskin (luftkyld) vars kyla distribueras via kylbafflar i gymmet. Den installerades Under besiktningen startade och stoppade den ett flertal gånger trots att den arbetar mot en ackumulatortank. Kylbehovet från kylmaskinen den dagen borde inte heller vara så stort med en utetemperatur på 8 C. Då borde man klara av att kyla lokalen med ventilationsluften. Detta indikerar att maskinen går dåligt. För att kontrollera detta gjordes en mätning på flödet och på temperaturer. COP faktorn blev då 0,7, vilket är väldigt dåligt. Tanken är att KM3 ska gå i sekvens med EB1 och EB 3. KM3 ska fungera som en extra kylning om inte EB1 och EB3 klarar av att hålla rätt temperatur men så verkar det inte fungera idag. Tempgivaren sitter i lokalen och kylmaskinen styrs utifrån den. Drifttid Då det inte finns någon loggning på hur mycket kylmaskinen går så har det antagits att kylmaskinen är i drift under gymmets öppettider under maj -september. Under juni, juli och augusti vet vi att det verkligen finns ett kylbehov. Då det inte är så stora luftflöden i lokalen finns det med största sannolikhet även ett kylbehov under övriga året, dock är det svårt att uppskatta hur mycket. För att komma så nära sanningen som möjligt när det gäller drifttid så är det räknat på 5 månader per år på full effekt. 7 (12)

8 Värmeförluster Restvärmen från kylmaskinen tas inte tillvara utan blåses ut. En möjlighet skulle vara att ta tillvara värmen för värmning av tilluften i något aggregat eller inkoppling för förvärmning av varmvatten. Kortslutning av avluft och uteluft Temperaturen på avluft och uteluft uppmättes genom tempmätning i kanalerna. Där konstaterades att uteluften var väldigt hög (20 C). Detta beror till största sannolikhet på att utblåsen för avluft och uteluft sitter väldigt nära varandra och i och med det uppstår kortslutning. Detta gör att kylmaskinen har svårt att göra sig av med värmen och går sämre. Eftersom kylmaskinen går så pass dåligt och installerades 1996 får man räkna med att en investering måste göras inom en snar framtid. Övrigt En fråga som kom upp från driften är om KM3 verkligen behövs. Enligt driften går inte kylmaskinerna som förser EB1 och EB3 med kyla på sin maxkapacitet. Uppfattningen var att den gick på högst halva kapaciteten. För att få veta om EB1 och EB3 är tillräckliga är ett förslag att helt enkelt stänga av KM3 och se om EB1 och EB3 klarar av att hålla önskad temperatur. Det verkar som att KM3 ofta är i drift. Drifttid Uppmätt eleffekt Elanvändning Kyleffekt Kylbehov Värmeförluster h/år 10 kw kwh/år 7 kw kwh kwh/år 8 (12)

9 EB1 och EB3 Bild 3. Bild 4. EB1 och EB3 är efterbehandlingsbatterier på luftbehandlingsaggregatet TA1. Till dessa är kyl/värmemaskiner kopplade och förser efterbehandlingsbatterierna med både värme och kyla. TA1 går mot gymmet. Denna lösning för kyla och värme installerades (12)

10 För att kunna räkna ut hur mycket kyla som går krävs temperaturen före och efter batteriet samt luftflödet. Eftersom att kylmaskinerna inte var i drift var det inte möjligt att göra några mätningar och på så sätt beräkna kylbehovet. Luften till gymmet styrs via temp och CO 2, vilket gör att spjäll stänger beroende på belastning i lokalen och luftflödet varierar därför mycket. Detta gör det väldigt svårt att både mäta och uppskatta luftflöden. För att få ett korrekt underlag och verkligt kylbehov så bör EB1 och EB2 loggas, helst under ett år men främst under maj- september. Temperaturen på till och frånluft och luftflöden är de parametrar som ska loggas. För att även få veta hur mycket värme som aggregatet levererar under året kan temperaturer och luftflöden loggas hela året. För att kunna ta fram hur mycket kyla som tillförs lokalen via dessa efterbehandlingsbatterier så beräknades kylbehovet utifrån schablon, ca 50 W/m 2. Den yta som kyls är ca 600 m 2. Drifttiden antogs till gymmets öppettider och maj-september. Det är möjligt att det finns ett kylbehov under andra delar av året och kanske inte heller hela tiden under maj- sept men för att kunna uppskatta så valdes detta sätt att räkna. Kapaciteten torde vara stor på kylmaskinerna, enligt driften, då de oftast inte går på mer än 50 % effekt. Övrigt Luftflödet till lokalen styrs av CO2-halten i rummet. Vid låg personbelastning så stänger spjällen på från- och tilluft vilket medför att luftflödet över kylvärmebatterierna blir lågt och det kan vara svårt att hålla jämna temperaturer i lokalen. För att få ner temperaturen i lokalen kan ventilationsaggregatets (TA1) rotor köras under sommaren. När frånluften är lägre än uteluften så kan tilluften på så sätt kylas. Nattkyla innebär att ventilationsaggregatet körs nattetid för att få ner temperaturen i lokalen och är också en åtgärd för att minska på drifttiderna på kylmaskinerna. Drifttid Kyleffekt Kylbehov Elanvändningen Värmeförluster h/år 25 kw kwh kwh kwh 10 (12)

11 Driftkostnadsjämförelse Energipriser El: 80 öre/kwh Fjärrvärme: 67 öre/kwh Fjärrkyla: beror på avtal Befintlig anläggning KM2 KM3 EB1 och EB3 Total elanvändning Total driftkostnad Elanvändning kyla kwh kwh kwh kwh kr Kylbehov Kyleffektbehov KM kwh 2 kw KM kwh 7 kw EB1 och EB kwh 25 kw Totalt kwh 40 kw Kostnad(kr)/ Producerad kyla (kwh): 0,5 kr/kwh Värmeförluster med möjlighet till återvinning: kwh ( kr/år) Ny anläggning med fjärrvärme Kylbehov: kwh Kyleffekt: 40 kw 11 (12)

12 Slutsats Totalt kylbehov, enligt de antaganden som är gjorda, blir totalt ca kwh med ett kyleffektbehov på ca 40 kw. För att det ska vara intressant med fjärrkyla så får inte, enligt dessa beräkningar, driftkostnaden överstiga 50 öre/kwh för att det ekonomiskt sätt ska vara lönsamt. Anläggningen för EB1 och EB3 installerades för 3 år sedan, KM2 och KM3 går väldigt dåligt, är gamla och en nyinvestering på dessa kommer att behöva göras om inte alltför länge. Kostnaderna för nya kylmaskiner bör jämföras med kostnaden för att koppla in fjärrkyla. Man bör även ta hänsyn till reparationskostnader och livslängd när konventionell kyla jämförs med fjärrkyla. Andra argument, än bara de ekonomiska, som ligger till fördel för fjärrkyla är: hög driftsäkerhet försumbar miljöpåverkan (frikyla) fastighetsmiljön blir bättre ingen hantering av kölmedier Om värmeöverskottet som blir från kylkompressorerna återvinns och fjärrvärme kan ersättas blir kostnaden för kyla något lägre. Dock måste kostnader för åtgärder som krävs för att kunna återvinna värmen utredas. Att återvinna värmen från EB1 och EB3 går inte då kondensorerna är placerade utomhus. Det krävs en del ombyggnationer för att koppla in fjärrkyla. Kostnaderna för detta måste utredas vidare. För att kunna fatta beslut huruvida fjärrkyla är intressant eller inte så måste kostnader för att koppla in fjärrkyla tas fram. Kostnader för att ersätta KM2 och KM3 tas fram och jämförs sedan. För att veta mer exakt hur mycket kyla som går måste kylan loggas, helst under ett år. Då blir det lättare att ta beslut och att dimensionera en ev ny anläggning. Bestämmer man sig för att inte koppla in anläggningen på fjärrkyla bör man gå vidare med att försöka återvinna så mycket som möjligt av värmeförlusterna från kylmaskinerna. 12 (12)