Absorptionskylmaskin för ökat värmeunderlag

Transkript

1 UMÅ UNIVRSITT Institutionen för Tillämpad fysik och elektronik Absorptionskylmaskin för ökat värmeunderlag Anders Wiberg C 10p inom högskoleingenjörsprogrammet i energiteknik Handledare: Fortum värme, Per Persson Umeå universitet, Åke Fransson

2 Sammanfattning På uppdrag av Fortum värme i Hudiksvall har jag fått i uppgift att undersöka lönsamheten av en investering i absorptionskylmaskin med fjärrkylanät och övrig kringutrustning. Anledningen till detta är att få ett ökat värmeunderlag till kraftvärmeverket under den varmare delen av året, sänka produktionskostnaden för fjärrvärmen och producera mer el samt kunna tillgodose kundernas behov av kyla. Kraftvärmeverket kan för tillfället inte användas under perioden juni-augusti pga. att värmeunderlaget är för lågt. Fördelarna med absorptionskyla i kraftvärmesammanhang är att ett överskott av värme kan användas för att producera kyla. Kylmaskinens behov av värme är direkta motsatsen till fjärrvärmenätets. När behovet av fjärrvärme i nätet är som minst är kylmaskinens behov som högst. Dessa två system kompletterar för varandra bra. För att dimensionera anläggningen bestämdes den maximala kyleffekten. När den var antagen byggdes systemet upp runt detta. Det beräknades sedan om till hur kylbehovet ser ut under året, för att få reda på mängden energi som behövs och kan säljas i olika former. Priserna för utrustning, material och energi införskaffades för att utföra de ekonomiska beräkningarna. Beräkningarna i rapporten visar att det är lönsamt att bygga ett fjärrkylanät med absorptionskylmaskin i Hudiksvall. Pay off tiden blir ca 2,25 år. Bergmansparken är en bra placering av kylmaskinen. Kylvattnet till kylmaskinen kan tillgodoses med hjälp av en pumpstation placerad i hamnen och ledas in till centrum via rör lagda i kanalen. Utförliga mätningar och säkrare bestämning av kundunderlag rekommenderas innan eventuell investering sker. Detta för att verkligen dimensionera systemet efter de exakta förhållandena som råder. 2

3 Absorption chiller for increased heating basis By: Anders Wiberg Abstract Commissioned by Fortum värme in Hudiksvall I have investigated the profitability of investing in an absorption chiller with district cooling distribution net and other excess equipment. The reason for this are to get a increased heating basis for the power plant during the warmer part of the year, reduce district heating production costs, produce more electricity and satisfy the customers cooling needs. The power plant can t be used during June-august due to inadequate heating basis. The benefits with absorption cooling and district heating systems is that excess heat can be used to produce chill. The absorption chillers need of heat is the opposite of the district heating distribution net. When the need for district heating is low the absorption chiller needs is high. These two systems are for that reason good complements for each other. The decision was made for maximum cooling effect to dimensioning the construction. The system where then built up around this assumption. The calculation of how cooling needs vary over the year where then decided, to figure out the amount of energy needed and produced in different shapes. Prices for equipment, material and energy where collected to do the economical calculations. The reports calculations shows that its profitable to build a district cooling distribution net with absorption chiller in Hudiksvall. The payoff time is approx. 2,25 years. Bergmansparken is a good placement of the absorption chiller. Cooling water can be distributed with a pumping station placed in the harbour to the central Hudiksvall via pipes in the canal. Detailed measurements and better determination of customer basis are recommended before eventual investment take place. This to really dimensioning the system after the precise circumstances. 3

4 Innehållsförteckning 1 INLDNING BAKGRUND SYFT FÖRUTSÄTTNINGAR BRÄKNINGAR ABSORPTIONSKYLMASKINN ABSORPTIONSKYLMASKINNS FUNKTION OLIKA TYPR AV ABSORPTIONSKYLMASKINR Vatten-Litiumbromid Ammoniak-vatten MTOD FFKTBHOV/DIMNSIONRING Kylbehovet i Hudiksvall Dygnsutjämning Ackumulatortank xtern kylning NORMALÅRSKORRIGRING NRGIPRODUKTION OCH BHOV Kylproduktion Värmebehov Värmeunderlag Bränslebehov lproduktion RSULTAT OCH DISKUSSION KYLFFKT VAL AV KYLMASKIN DYGNSUTJÄMNING ACKUMULATORTANK SPILLVÄRMFFKT KYLKRTSN Pumpen Kylvattnets uppvärmning NORMALÅRSKORRIGRING KYLPRODUKTION VÄRMBHOV VÄRMUNDRLAG BRÄNSLBHOV LPRODUKTION FJÄRRKYLANÄTT ANTAGNA OCH ÖVRIGA KOSTNADR SLUTSATSR RFRNSR

5 1 Inledning 1.1 Bakgrund I Hudiksvall byggdes i början på 90-talet ett kraftvärmeverk som var överdimensionerat, detta för att tillgodose det framtida värmebehovet. När kraftvärmeverket byggdes ansågs Hudiksvall stå inför en kraftig expansion [1]. Så blev dock inte fallet och för står Fortum värme nu med en överdimensionerad anläggning som under sommarmånaderna har ett för lågt värmeunderlag för att överhuvudtaget användas. Kraftvärmeverket får i stort sett tas ur produktion under sommarmånaderna juni-augusti. Fjärrvärmen produceras då med tallbecksolja, till en mycket högre kostnad. Priserna på tallbecksoljan har stigit med närmare 30 % till 450 kr/mwh som kan jämföras med flispriset på ca 180 kr/mwh [1], vilket förstärkt viljan att göra något åt problemet. Kraftvärmeverket har en märkeffekt på 50 MW och kan vara i drift ner till ca 10 MW [1]. Värmeunderlaget måste vara ca 8 MW för att anläggningen ska kunna vara i drift. Detta eftersom ca 20 % 1 av energin går till elproduktionen. Dagens lägsta värmeunderlag infinner sig på varma sommarnätter och är ca 3,5 MW[1]. 1.2 Syfte Detta är ett examensarbete på 10p inom högskoleingenjörsprogrammet i energiteknik vid Umeå universitet. Uppdragsgivare har varit Fortum värme i Hudiksvall. Syftet med arbetet är att undersöka om en fjärrvärmedriven absorptionskylmaskin skulle kunna höja värmeunderlaget tillräckligt mycket för att även använda kraftvärmeverket i Hudiksvall under sommaren. Beräkningar rörande ackumulator, fjärrkylnät, kylkrets samt placering av dessa och absorptionskylmaskinen ska utföras inom arbetet. De positiva effekterna av detta skulle kunna bli enligt nedan: Fjärrvärmen kan produceras till ett mycket lägre pris per MWh l kan produceras under sommaren, en dubbel effekt uppnås med genom att mindre el används samtidigt som förnyelsebar el produceras. Det leder till en bra miljöeffekt eftersom el producerad på marginalen kvittas bort. Marginalproducerad el kan sägas vara producerad med kolkondenskraftverk eftersom vi har en gemensam marknad de ur miljösynpunkt sämsta kraftverken används som spetsproduktion. Om tillfällig elanvändning kvittas bort vid hög last behövs minde el produceras i kolkondenskraftverken. Fjärrkyla kan erbjudas till kunderna, något som i dagsläget saknas Kompressorkylmaskiner i stadsområdet kan ersättas med fjärrkyla vilket minskar användning av köldmedier och el Detta ska givetvis ske till ett försvarbart pris och pay off bör inte överstiga 10 år. 1 Se sida 27 5

6 1.3 Förutsättningar För att kunna dimensionera en absorptionskylmaskin med tillhörande kringutrustning som kylkrets och ackumulatortank, behövs följande information. Produktspecifikation med teknisk data vid bestämd kyleffekt, framlednings- och kylvattentemperaturer Data för variationer i kylbehov under ett dygn med topplast men även variationer under året är önskvärt för ekonomiska beräkningar och driftperiod Geografiska förutsättningar som placering av utrustning och höjdskillnader Fjärrkylanätets dragning och dimensioner Priser för allt från el till materiel och installation n del antaganden får göras under detta arbete pga. okända uppgifter som inte kan bestämmas för tillfället. Beräkningarna sker dock i xcel, vilket innebär att Fortum lätt kan ändra siffrorna. Den installerade kyleffekten har tidigare undersökts i en förstudie [2]. I förstudien inventeras den installerade kyleffekten och kylbehovet i fjärrvärmeområdet. I stadskärnan inklusive sjukhuset är drygt 3 MW kyleffekt installerad. Därtill finns 2 MW installerad kyleffekt i industriområdet åt öster, vilket till största del består av ricsson och Hiab. Av de tänkta fjärrkylakunderna har en stor del av dem redan idag kompressordriven komfortkyla. Det finns dock även tänkta kunder som idag inte har komfortkyla. n av de tänkta kunderna är ett nytt bostadshus som skall byggas i centrum[1]. Fjärrkylanätet är tänkt att byggas i stadskärnan. 1.4 Beräkningar Samtliga värden har sammanställts och beräknats i xcel, dessa ligger till grund för alla beräkningar i rapporten. De flesta graferna i arbetet är baserade på xcel beräkningarna, vilka det är framgår i rapporten. Filen är gjord så att olika data ska kunna matas in och räkna ut det nya förhållandet. Detta gjordes för att antagna värden ska kunna ändras efter de fastställts. Beräkningarna är ett bra verktyg för dimensionering samt förändringar i energi- produktion och användning. I bilaga 1 har what s best, som är ett optimeringsprogram för xcel använts. 6

7 2 Absorptionskylmaskinen Absorptionskylmaskinen är en rätt okänd typ av kylmaskin i Sverige. Den har dock börjat användas i fjärrkylanät. För närvarande finns absorptionskyla på fem platser i Sverige dessa är Göteborg, Linköping, Västerås, Umeå och Uppsala. Kontakt har tagits med Göteborgs energi, Tekniska verken i Linköping och Umeå energi. nligt dem är absorptionskylmaskinen driftsäker, inga egentliga klagomål kom fram. I Linköping och Umeå angavs också drivtemperaturerna som låg på 88ºC respektive 95ºC under sommaren. Kylproduktionen under året för de två städerna har också erhållits. 2.1 Absorptionskylmaskinens funktion I absorptionskylmaskinen genereras kyla med hjälp av värme. Den har en kondensor och förångare men istället för en kompressor, som i en vanlig kylmaskin har absorptionskylmaskinen en absorbator, en cirkulationspump och en generator [3]. Se figur 2.1 nedan. Kylningen av vattnet som används till fjärrkyla sker i förångaren, kylmediet förångas vid låg temperatur och mycket lågt tryck. Värmeenergin till förångningen tas från fjärrkylareturen, den kyls med. Det förångade mediumet går vidare till absorbatorn det absorberas av ett transportmedium. Absorbatorn kyls externt av en så kallad värmesänka, detta kan t.ex. vara ett kyltorn. Lösningen pumpas sedan till generatorn drivvärme tillförs från någon extern värmekälla, i det här fallet fjärrvärme. Kylmediet förångas och går vidare till kondensorn, medan den koncentrerade lösningen (låg kylmediekoncentration) förs tillbaka till absorbatorn. Ofta placeras en värmeväxlare mellan absorbatorn och generatorn för att minska värmeåtgången i generatorn. Ju högre koncentrationen av transportmediet är i absorbatorn, desto effektivare absorption. fter kylmediumet kondenserats mot en extern värmesänka fortsätter det till förångaren via en expansionsventil, med är kretsen sluten. Traditionella absorptionskylmaskiner behöver drivtemperaturer i generatorn vid mellan ºC. Maskiner som kan köras med temperaturer ner till 70ºC finns men befinner sig i utvecklingsstadiet, eller har slutat säljas. De flesta som byggs idag är konstruerade för temperaturer på 120ºC men dessa går att köra vid ºC men de får då större dimensioner och kostar med mer[4]. Det har emot visat sig att värmesänkan har stor inverkan på absorptionsmaskinens marginalkostnad. Vid 90 C drivtemperatur ökar marginalkostnaden för absorptionskylmaskinen med 50 % då designvärdet på kylvattentemperaturen ökar från 21 till 25 C [4]. Låg kylvattentemperatur är alltså prioriterat för att sänka absorptionskylmaskinens kostnad. 7

8 Figur2.1 Principskiss över absorptionsprocessen[5]. 2.2 Olika typer av absorptionskylmaskiner Nedan beskrivs två kylmaskiner uppbyggnaden är som ovan men de skiljer sig åt i mediernas uppförande, drifttryck mm Vatten-Litiumbromid Vatten-litiumbromid är ett typ av system som finns i absorptionskylmaskiner. Med den utformningen är vattnet kylmediet och litiumbromiden är transportmedium. Den här tekniken kan endast användas för applikationer mintemperaturen är över vattnets fryspunkt som t.ex. luftkonditionering [6] Ammoniak-vatten tt annan typ av system är ammoniak-vatten, är ammoniaken köldmedium och vattnet transportmedium. Kondenseringstemperaturen är ca 35 C och vid förångningstemperaturer mellan -30 C till +10 C är köldfaktorn ca 0,4 respektive 0,7. Värmefaktorn är alltid mindre än 2, oftast 1,4 till 1,7[7]. Den här tekniken kan användas för lägre temperaturer än vad vattenlitium kan åstadkomma som t.ex. för att kyla frysar och kylskåp[6] tt sådant exempel är Platen-Munters apparat som ofta används i husvagnar, kylskåpet drivs då med gasol. I denna är också cirkulationspumpen ersatt med vätgasatmosfär. 8

9 3 Metod 3.1 ffektbehov/dimensionering Kylbehovet i Hudiksvall Genom diskussion med min handledare [1] kom vi fram till att beräkningarna görs för en märkeffekt på 2,5 MW. För att bestämma effektbehovet under olika delar av det föregående dimensionerade dygnet användes figur 3.1. Där tre okända städers procent av kyllast fastställts under ett dygn med märkeffekt. På grund av att städernas procentuella kyllast under dygnet är relativt lika antogs det att även Hudiksvalls kyllast skulle följa samma mönster. tt ungerfärligt medelvärde per timme av figuren användes för att beräkna kylbehovet under dygnet, 100 % betyder 2,5 MW i Hudiksvalls fall. Största delen av systemet dimensioneras sedan efter medeleffekt under detta dygn, undantagen är fjärrkylanätet och ackumulatorn. Dessa dimensioneras för att kunna leverera kyleffekten 2,5 MW i nätet. Figur 3.1 Kyllastbehovet i tre städer under ett dygn med märkeffekt. Kyllastens relativa storlek skiljer sig inte nämnvärt i de olika städerna. [8] Dygnsutjämning För att en absorptionskylmaskin märkeffekten är vald till medeleffekten under dygnet ska täcka kylbehovet utan att kyleffekten blir lidande behöver kylenergi lagras. Mängden lagrad energi som behövdes vid olika tidpunkter simulerades med what s best utifrån kylbehovet under dygnet. 9

10 3.1.3 Ackumulatortank För att dygnsutjämna fjärrkylaproduktionen behövs en ackumulatortank. Storleken på denna bestäms genom simuleringen av dygnsutjämningen. Den största simulerade mängden lagrad energi under dygnet används till beräkning av ackumulatorns volym. I nätet lagras energi, fjärrkylaframledningen innehåller fjärrkyla. Denna volym ingår också i den lagrade energimängden xtern kylning För att transportera bort spillvärmen från absorptionskylmaskinen behövs en extern värmesänka. I Hudiksvall, som är en kuststad finns kylvatten tillgängligt i fjärden. n annan möjlighet är att använda kyltorn. Dessa är dock dyra investeringar och ska inte användas om vatten finns tillgängligt [4]. I en diskussion med handledaren vid Fortum värme [1] bestämdes tänkt placering av pumpen för kylvattnet och absorptionskylmaskinen. n pump placerad på hamnen suger upp vattnet från botten, filtrerar och pumpar det in till Bergmansparken i stadens centrum via rör lagda i kanalen. Kylkretsens ingående vattentemperatur har antagits till högst 18 C under högsommaren. Rörets längd antas efter mindre noggrann mätning vara 650m, varav 500m i vatten. Temperaturen i kanalen har också antagits till 25 C. Rören är av typen PH tryckrör SDR 26, detta är en typ av plaströr som tål ett tryck på 6 bar[9]. I Bergmansparken växlas fjärdens vatten med vattnet som kyler absorptionskylmaskinens kondensor och absorbator, vattnet släpps sedan ut i kanalen. Det växlade vattnet ska hålla en temperatur på 20 C in till absorbator och kondensor. Vid lägre temperaturer finns risk för utfällning av saltkristaller i absorbatorn [10]. Om temperaturen är lägre shuntas det med utgående, varmare kylvattnen. Principen för kylkretsens koppling visas nedan i figur 3.2. Flödet dimensioneras efter den högsta temperaturen på havsvattnet och spillvärmeeffekten vid kylmaskinens märkeffekt. Figur 3.2 Principskiss av absorptionskylmaskinens kylvattenkoppling. 10

11 3.2 Normalårskorrigering Data över värmeproduktion och bränsleanvändning i bilaga 4 är från Dessa värden behöver normalårskorrigeras för att kostnadsberäkningarna ska bli så korrekta som möjligt. Korrigeringen sker med hjälp av energi-index, effekterna av sol, vind och temperatur inkluderats. tt antal faktorer som har med en byggnads energitekniska egenskaper samt läge och användningsområde ingår också i indexet [11]. Principbild för detta visas i figur 3.3. Den procentuella skillnaden mellan det enhetslösa indexet används för korrigeringen. Normalvärde avser beräknad normal energiförbrukning under en 30-årsperiod. Dessa värden för nergiindex 2005 och normalår visas i figur 3.4. Figur 3.3 Visar effekterna som ingår i energi-index. [11] nergi-index nergi-index 05 nergi-index norm Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Figur 3.4 Visar energiindex 2005 jämfört med energiindex för normalår. 3.3 nergiproduktion och behov Kylproduktion Kylproduktionen under året har antagits med hjälp av kylproduktionen i delar av Umeå. Medeleffekten per månad i Umeås kylproduktion användes för att simulera Hudiksvalls variationer. Medeleffekten av absorptionskylmaskinens märkeffekt under Julimånad antogs. Resterande månader beräknades sedan efter Umeås kvot mellan Juli och den månad som skulle 11

12 beräknas, detta multiplicerades sedan med Hudiksvalls antagna medeleffekt i Juli. Medeleffekten under månaderna multiplicerades sedan med antalet timar i månaden, med löstes den antagna kylproduktionen per månad Värmebehov Absorptionskylmaskinens värmebehov är beroende av kylproduktionen och kylmaskinens COP värde. För att beräkna värmebehovet antas COP värdet vara oberoende av kyllasten på kylmaskinen. Värmebehovet beräknas sedan var månad för sig beroende på kylproduktionen Värmeunderlag Kraftvärmevekets minsta värmeunderlag för att vara i drift är ca 8 MW. Värmeunderlaget kan som lägst bli ca 3,5 MW under varma sommarnätter. Det absolut lägsta värmeunderlaget som kan bli aktuellt med absorptionskylmaskinen är alltså det lägsta idag tillsammans med kylmaskinens värmeeffektbehov vid märkeffekt. ftersom användningen av fjärrvärme är som minst under de varmaste dagarna av året då kylmaskinen går med eller nära märkeffekten. För att ta reda på hur värmeunderlaget varierar under året och vad skillnaden blir om absorptionskylmaskinen används i nätet, sätts den normalårskorrigerade fjärrvärmeproduktionen i medeleffekt som grund. Absorptionskylmaskinens medelvärmeeffekten för var månad och fjärrvärmeproduktionens normalårskorrigerade medeleffekt summeras. Det nya och det gamla värmeunderlaget per månad är med beräknat Bränslebehov Den ökade mängden bränsle som förbränns i kraftvärmeverket beräknas för att ta reda på de nya värmeproduktionskostnaderna. Värmeenergin som behöver produceras i kraftvärmeverket är, fjärrvärmen som produceras med tallbecksolja under sommaren, absorptionskylmaskinens värmebehov samt värmen som behövs kylas bort vid värmeunderlag under 8 MW. Från detta dras bränsleenergin för underhållsstoppet som beräknas vara tio dagar[1]. För att beräkna energi i form av fjärrvärme till bränsle, behövs korrigering med verkningsgrader för framledningsförluster i nätet, kraftvärmeverkets verkningsgrad för produktion av värme och el. Beräkningen sker för varje månad med ökat bränslebehov lproduktion Den ökade mängden bränsleenergi som förbränns i kraftvärmeverket leder till att elproduktionen ökar. Verkningsgraden för den el som produceras beräknas utifrån 2005 års driftdata. lverkningsgraden multipliceras sedan med den ökade mängden bränsle som ska förbrännas i kraftvärmeverket. 12

13 4 Resultat och diskussion 4.1 Kyleffekt För att räkna ut effektbehovet under det dimensionerade dygnet multiplicerades märkeffekten 2,5 MW med kyllastbehovets fördelning varje hel timme, se figur 3.1, vilket ger kyleffektbehovet var timme av dygnet. För dessa värden beräknades medeleffekten under dygnet till 1,72 MW. Beräkningen för detta finns i bilaga 1. Medeleffekten blev absorptionskylmaskinens valda märkeffekt eftersom en ackumulator ska jämna ut dygnsvariationerna. Kylmaskinens effekt behöver för inte överstiga medeleffekten under topplastdygnet. Kylbehovet vid märkeffekt är antaget till 2,5 MW enligt ovan, hela systemet är sedan uppbyggt och dimensionerat efter detta. n stor osäkerhet kan med vara hur många kunder som faktiskt kommer vilja ansluta sig till nätet. 4.2 Val av kylmaskin Absorptionskylmaskinen som systemet dimensioneras efter är Carriers 16LJ 52. Den är i sin tur först dimensionerad med en märkeffekt på 1,72 MW efter medeleffekten under det dimensionerande dygnet. Kylmaskinen drivs med en fjärrvärmetemperatur på 80 C och returen är 75 C. Fjärrkylans temperatur är antagen till 7 C på framledningen och 14 C i retur efter temperaturer nämnda i [2]. Kylvattnet till maskinen är 20 C och det går ut med temperaturen 27 C. Carrier dimensionerade maskinen efter specifikation av den nämnda märkeffekten, lägsta möjliga fjärrvärme temperatur, fjärrkylans temperatur och lägsta möjliga kylvatten temperatur. Kylvattentemperaturen kunde inte vara lägre än 20 C efter som det då finns risk för kristallisation i absorbatorn. Flöden och annan data tog de sedan fram, dessa data redovisas i bilaga 8. De antagna fjärrkylatemperaturerna är rimliga, men möjligen kan returtemperaturen vara lite lägre. Det var tänkt att göra en jämförelse med en kylmaskin från York. De hade emot bristande intresse när de insåg att det var ett examensarbete, så det blev ingen jämförelse. Carriers budgetpris för maskinen blev 1,56 miljoner kr, inklusive igångkörning, hetvattenventil men exklusive rör, pumpar, värmeväxlare och el-anslutning. För att ha kraftvärmeverket och med kylmaskinen igång under sommarhalvåret behövs en extra anställd, kostnaden för detta uppgår till ca kr/år [1]. Förhållandet mellan drivenergin och den producerade mängden kyla kallas COP-värdet. Det beräknas för den valda absorptionskylmaskinen enligt ekvation 1. COP k. abs. = (1) värme COP = Förhållandet mellan kylenergi och drivenergi för kylmaskinen. lenergin till cirkulationspumparna har försummats eftersom det är andelen bränsleenergi som är intressant k.abs. = Absorptionskylmaskinens kyleffekt (märkeffekt) värme = Absorptionskylmaskinens märkvärmeeffektbehov 13

14 Vid kylmaskinens märkeffekt 1,72 MW och värme 2,4 MW blir COP = 0,72 vilket beräknats i bilaga 8 också värme finns beräknat från kylmaskinens givna värden. 4.3 Dygnsutjämning Kylmaskinen dimensioneras för att arbeta mot en ackumulatortank för att jämna ut effekttoppar i kylbehovet. Detta har beräknats genom att använda variationen i kylbehov under dygnet och medeleffektbehovet för detta. n ekvation sätts upp för detta enligt ekvation 2. ( k. abs. k. nät. h )( t) + Ack. 1 (2) Ack. h = h. = Ackumulatorns lagrade energimängd vid en tidpunkt Ack h Ack. h 1 = Ackumulatorns lagrade energimängd föregående timme k.abs. = Absorptionskylmaskinens kyleffekt (märkeffekt) k. nät. h = Kylnätets kyleffektbehov vid en tidpunkt t = tid för effektutaget (= 1 timme) Detta förhållande görs gällande för varje timme under dygnet. Med hjälp av what s best. sätts Ack. h att få variera men aldrig får bli mindre än 0 eller i det här fallet 0,2 MWh, för att få en viss marginal. Programmet beräknar sedan behovet av lagrad energimängd timvis under dygnet utan att det understiger 0,2 MWh. Mer om detta i bilaga 1. Lagret av kyla är enligt beräkningarna som störst klockan 07:00, den lagrade energimängden uppgår till 6,56 MWh. Hela dygnets variation visas i figur 4.1. Den lagrade mängden kyla och att kylmskinen arbetar med märkeffekt är vad som krävs för att kylbehovet under det dimensionerade dygnet tillgodoses. nergi (MWh) Klockslag Ackumulator Kylbehov Kylmaskin Figur 4.1 Mängd lagrad kylenergi i ackumulatorn vid olika tidpunkter för att klara det dimensionerade dygnets kylbehov. Fjärrkylanätets och kylmaskinens kylenergi- användning/produktion per timme. 14

15 4.4 Ackumulatortank Den totala volymen för nät och ackumulatortank behöver vara tillräckligt stor för att lagra den högsta simulerade energimängden 6,56 MWh, som beräknades i föregående kapitel. Detta för att klara av att leverera kyla under alla timmar på dygnet när behovet överstiger medelkyleffekten. Nätets volym beräknas enligt ekvation 3. V Nät D i = 4 2 π l (3) V Nät = Fjärrkylanätets volym (framledning) D i = Fjärrkylarörets innerdiameter l = Rörets längd (framledning) Volymen i nätets framledning, V Nät blir 18,68 m 3 när SDR 17 rör används.detta har beräknats i bilaga 9 data för ytterdiameter, rörets väggtjocklek och längd är redovisade. Ackumulatortankens volym beräknas med ekvation 4. ( ) Ack. VAck. = VNät (4) ( h h ) ρvatten C V Ack. = Ackumulatorns volym = Den högsta simulerade/lagrade energimängden Ack. h = ntalpin för fjärrkylaretur, vatten vid C h = ntalpin för fjärrkylaframledning, vatten vid 7 7 C ρ vatten = Vattnets densitet Ackumulatorns volym blir 784 m 3, inga förluster är då inräknade. Beräkningarna visas i bilaga 1. Ackumulatorn sänker investerings- och driftkostnaden på absorptionskylmaskinen. Kringutrustningen kan igenom dimensioneras för en lägre märkeffekt. n mindre kylmaskin leder till mindre dimension på kylkretsens rör, pumpar och värmeväxlare. Pumpen till fjärrvärmeoch fjärrkylanätet blir också mindre, dessutom kommer kylmaskinen att arbeta vid högre last och med högre COP-värde. För att säkerställa leveransen av fjärrkyla kompletteras nätet med en kompressordriven kylmaskin. Den kommer användas under perioden när kraftvärmeverket stoppas för underhåll och vid extrema kyllaster. Kompressorkylmaskinen finns redan i dag, investeringskostnaden för denna består endast av inkoppling på nätet. n uppskattning av priset på en isolerad ackumulator i rostfrittstål med volymen m 3 bistod DM-VRK MK AB med, vilket uppgår till ca 2,5 miljoner kr. 15

16 Nätets utformning tillsammans med uppfodringshöjden styr ackumulatorns dimensioner. Vid den nu tänkta placeringen i Bergmansparken är uppfodringshöjden till sjukhuset ca 13,5 m [12], vilket är högsta punkten i det nuvarande tänkta fjärrkylanätet. Ackumulatorns dimensioner beräknas inte i rapporten eftersom fjärrkylanätets tidigare tänkta dragning inte längre är aktuell, se fjärrkylanät figur 4.8 sida Spillvärmeeffekt Absorptionskylmaskinens kondensor och absorbator avger spillvärme bort. Värmen tillförs processen genom fjärrkylan Kyla och fjärrvärmen Spill som måste kylas värme, i förångaren respektive generatorn. ffekten som tillförs och med behöver kylas bort vid märkeffekt beräknas med ekvation 5. = + (5) Spill värme Kyla Spillvärmeeffekten blir enligt detta 4,12 MW, den här effekten dimensioneras sedan kylkretsen mot. Värmeväxlarna till kylkretsen är gjord i titan för att klara av det korrosiva bräckta vattnet. Den största värmeväxlaren växlar fjärdens vatten med kylmaskinens kylvatten. Den mindre värmeväxlaren är dimensionerad för att klara kyla fjärrkylan 350 kw vid 5 C i fjärden. Växlarna är från Danfoss och kostnaderna för dessa blev 3,43 Mkr respektive 0,21 Mkr. Kostnaderna för den dyraste kan minska drastiskt om vattentemperaturer under 18 C finns i fjärden. Möjligen kan materialet bytas mot brons eller liknande relativt hållbara material. n större absorptionskylmaskin med lägre kylvattentemp än 20 C kan också vara ett alternativ. 4.6 Kylkretsen Kylkretsens enda uppgift är att transportera spillvärme från absorptionskylmaskinen och på så sätt hålla kylmaskinens kylvattentemperatur vid 20 C. Kylkretsen dimensioneras för en högsta temperatur i fjärden på 18 C Pumpen Den elektriska effekten för kylvattenpumpen, W pump måste dimensioneras efter flöde, tryckfall och uppfodringshöjden enligt ekvationerna [6,7] W pump PpumpV = (6) η pump W pump = Pumpens behov av eleffekt η pump = Pumpens verkningsgrad P = hρ g + (7) Pump P f 12 16

17 P Pump = Pumpens tryckuppsättning h = Höjdskillnaden till kylmaskinens utlopp 2 l v Pf + Σ + ΣPutrustning D 12 = λ ζ ρ (8) i 2 P f 12 = De sammanlagda tryckförlusterna l = Längden på röret Σ ζ = Summan av alla engångsmotstånd Σ P utrustning = Summan av utrustning med givna tryckförluster (( ln( Re) 0,79) 1,64 ) 2 λ = (9) λ = Friktionsfaktorn för turbulent flöde Re= vd ρ Re = i vatten (10) µ Re = Reynolds tal v = Vattnets flödeshastighet D = Rörets innerdiameter i ρ vatten = Vattnets densitet µ = Dynamiska viskositeten För att leverera flödet 553 m 3 /h [13] genom kylkretsens SDR 26 rör med en ytterdiameter av 355 mm beräknades pumpens effektbehov, pump W till 34,35 kw, detta symboliserar märkeffekten. Fullständig beräkningar för detta och två vekare rördimensioner visas i bilaga 5. nligt pumptillverkaren[14] behövdes dock en motoreffekt på 45 kw för att tillgodose flödet i kretsen. Pumpen är från Johnson Pump och är tillverkad i brons och kostar ca kr. Till detta behövs troligen ett filter som kan rena vattnet från fjärden. Priset för ett helautomatiskt filter med rening ner till 100 mikron är ca kr. Närmare undersökning av det exakta behovet är nödvändigt. ftersom flödet kommer variera starkt beroende på vattentemperatur, kylbehov och om frikyla används eller inte, bör pumpen varvtalsregleras. Detta för att leverera de olika flödena till relativt hög effektivitet. Vattentemperaturen i fjärden borde undersökas under högsommaren eftersom denna har en betydande roll för dimensioneringen av kylkretsens pump, filter, rör och värmeväxlare. Vattnet kommer att växlas innan det går in i kylmaskinen. Värmeväxlaren används för att fjärdens bräckta vatten inte ska förstöra absorptionskylmaskinen [10]. Vattnet är mycket korrosivt och kräver för speciella material, titanväxlare rekommenderas av tillverkarna[13]. 17

18 Under perioder då det ökade värmeunderlaget inte är fördelaktigt och vattentemperaturen är tillräckligt låg kan vattnet från fjärden direkt användas som frikyla, växlaren till denna krets är tillverkad av samma material. Vattentemperaturen i fjärden har antagits vara högst 18 C vid 6-8 m djup. Temperaturen kan ifrågasättas eftersom inga mätningar gjorts pga. att vattnet nu har en låg temperatur. Djupet utanför hamnen är också okänt Kylvattnets uppvärmning ftersom 500m av kylvattenledningen är tänkt att läggas i kanalen som på sommaren antas vara upp till 25 C så gjordes beräkningar för att se hur mycket vattnet värmdes under sträckan. Beräkningarna gjordes enligt ekvationerna [6] Nu 0,8 n = 0,023Re Pr (11) Pr = Prantelstal n= 0,4 När vätskan i röret är kallare än vätskan utanför K hconv. = Di Nu (12) h conv. = konvektionen på rörets innersida = Termiska konduktiviteten för vatten vid rörets insida K vatten A A i y i ( l ) = D π (13) y k ( l ) = D π (14) k Ai A y =Inre och yttre mantelarean D y = Yttre diametern l k = Rörets längd i kanalen 1 h Σ = d 1 + K rör h conv. (15) K rör = Termiska konduktiviteten för plaströret d = Plastens rörets väggtjocklek 18

19 d = h rör K rör T ut hσ A = T exp (16) y y ( T ) y Tin mcp T ut = Vattentemperaturen efter transporten genom kanalen m = Vattnets massflöde i röret T = Temperaturen på rörets yta y T in = Vattnets temperatur in i röret Det visade sig att plaströret hade god isoleringsförmåga, temperaturen höjdes från antagna 18-18,19 C. Därav var syftet med beräkningen undersökt. Beräkningen finns i bilaga 5 indata också redovisas. 4.7 Normalårskorrigering Normalårskorrigeringen beräknar om 2005 års fjärrvärmeproduktion till normalårets. Korrigeringarna har beräknats enligt ekvation 17 normx = i i norm (17) normx = Normalårskorrigerade fjärrvärmeproduktionen för en månad = Fjärrvärmeproduktionen för en månad 05 X = nergi-index för en månad i Hudiksvall 05 i.05 i. norm = nergi-index för en månad i Hudiksvall under normalår Normalårskorrigeringen beräknas för varje månad dessa redovisas i figur 4.2. I julimånad antogs värdet till 3500 MWh eftersom det normalårskorrigerade värdet blev orealistiskt högt. Det beror på att den procentuella skillnaden i energi-index under juli mellan 2005 och normalår var stor, se figur 3.4 sida 11. ftersom energin nästan uteslutande används till varmvatten i juli så skiljer sig energianvändningen betydligt mindre än så. Uträkningar för varje månad under året finns även i bilaga 2. 19

20 25000 Fjärrvärmeproduktion (MWh) Värmeproduktion Värmeproduktion normalårskorrigerat Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Figur 4.2 Visar värmeproduktionen under 2005 och detta värde normalårskorrigerat. 4.8 Kylproduktion För att beräkna kylproduktionens medeleffekt i Hudiksvall under årets månader användes ekvation 18, Umeås kylproduktion låg till grund för beräkningen. = (18) K. U. mj K. H. mx K. H. mj K. U. mx ; K. U. = Medelkyleffekten för den beräknade månaden i Hudiksvall resp. Umeå mx = Medelkyleffekten för Juli i Umeå K. H. mx K. U. mj K. H. mj = Antagna medelkyleffekten i Hudiksvall, 70 % av märkeffekten i Juli Data och resultat ges i bilaga 6 och 7. Antagandet att kylmaskinen arbetar vid 70 % av märkeffekten under Juli kan diskuteras men med ackumulator kan det vara troligt, procentsatsen kan ändras i bilaga 7 och 10 mellan % i steg om 5 %. Detta för att se inverkan på resultatet. Förändringar är naturligtvis endast möjligt att göra i elektronisk form. För att bestämma kylproduktionen för varje månad. multipliceras medeleffekten med FjärrK X antalet timmar i månaden. Visualiserat ser Umeås och Hudiksvalls produktion ut enligt figur 4.3. Kylproduktionen under året blir enligt detta 3789 MWh i Hudiksvall. 20

21 nergimängd kyla (MWh) Umeå Hudiksvall Jan feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Figur 4.3 Visar Umeås kylproduktion och Hudiksvalls antagna kylproduktion efter Umeås årsvariationer. Linköping hade byggt ut och förändrat nätet under året så enbart Umeås kylproduktion fick ligga till grund för Hudiksvalls förväntade produktion. Den årliga skillnaden i kylproduktion kan skilja sig avsevärt beroende på vilka typer av kunder som är anslutna till nätet. Det beror på att kylbehovet under året varierar beroende på om kunden använder fjärrkylan som komfortkyla, avfuktning, eller kylning av kondensorer i frys- och kylanläggningar. Det är troligen så att Hudiksvalls fjärrkylnät till största delen kommer att användas till komfortkyla. Det skulle dock vara fördelaktigt om kunder med användning av kyla större delen av året anslöts sig till nätet. Fjärrkylaproduktionen skulle på så sätt bli jämnare och resultera i att mer billig frikyla kan säljas under den kallare delen av året. 4.8 Värmebehov Värmebehovet är baserat efter kylproduktionen. Vid beräkningen av värmebehovet för absorptionskylmaskinen har COP-värdet för topplast använts. nligt diagrammet, figur 4.4 som Carrier skickade med för ångdrivna maskiner skiljer COP-värdet sig inte nämnvärt under lastskillnader. Men i diagrammet så används kallare kylvattentemperatur vid lägre last vilket höjer effektiviteten, diagrammet kan med till viss del anses felaktigt. Anledningen till att figurens vattentemperatur ändras med last beror troligen på att kyltorn oftast används i samband med absorptionskylmaskiner. Kyltornets vattentemperatur beror på utetemperaturen, när det är varmt ute har absorptionskylmaskinen hög last men vattnet kyls dåligt. Kylningen av kyltornets vatten sker till högre temperatur när det är varmt, värmeeffekten som tillförs är också högre vid hög kyllast. Därmed är också kylvattnets temperatur lägre vid låg last och utetemperatur. I Hudiksvall kommer vatten från fjärden att användas och kylmaskinens kylvatten kommer för alltid hålla 20 C. Övriga faktorer har ingen betydelse eftersom kylkretsen är dimensionerad för att alltid klara detta. Antagandet kvarstår dock och anses inte ha någon större effekt på lönsamheten eftersom stor mängd överskottsvärme från fjärrvärmereturen 21

22 kommer att kylas bort under sommaren. Denna används vid sämre COP-värde istället av kylmaskinen. Figur 4.4 Förhållandet mellan kyllasten och ångkonsumption för Carriers kylmaskiner. Kyllasten(X-axeln) ökar nästan linjärt med ångkonsumptionen (Y-axeln). Om kurvan i figuren skulle vara helt linjärt vore COPvärdet konstant. Temperaturen på kylvattnet sänks dock vid lägre kyllast vilket innebär att det motverkar ett annars lägre COP-värde. Kylvattnets temperatur har stor inverkan på kylmaskinens prestanda. Under året antas kylproduktionen i kylmaskinen utnyttjas mellan maj till och med oktober. Från första november till sista april produceras fjärrkylan med frikyla eftersom extravärmeunderlag inte är nödvändigt för kraftvärmeverket och vattentemperaturen är tillräckligt låg för att använda som frikyla. Absorptionskylmaskinens fjärrvärmebehov per månad. baseras på kylproduktionen per månad FjärrV. och beräknas enligt ekvation 19. [10] FjärrK X FjärrK. X. X = (19) COP FjärrV X Det totala värmebehovet för kylmaskinen FjärrV blir 4338 MWh. Värden för uträkningarna och resultatet varje månad visas i bilaga 7 och figur

23 1400 Fjärrvärmebehov kylmaskin (MWh) Maj Jun Jul Aug Sep Okt Figur 4.5 Ökade fjärrvärmebehovet som absorptionskylmaskinen kräver per månad. Driftstoppet är inte medräknat i siffrorna. Framledningsförluster för fjärrvärmen har inte tagits med i beräkningarna. 4.9 Värmeunderlag blir enligt ekva- Det absolut lägsta värmeeffektunderlaget med absorptionskylmaskinen tion V. min = fjärrv. min Värme (20) V. min fjärrv.min = Lägsta fjärrvärmeeffektunderlaget 3,5 MW [1] Värme = Absorptionskylmaskinens värmeeffektunderlag vid märkeffekt Det lägsta värmeeffektunderlaget med kylmaskinen V. min blir 5,9 MW, Värme = 2,4 MW. Framledningsförlusterna för fjärrvärmen har försummats i absorptionskylmaskinens värmeeffekt. Detta för att förlustsiffrorna är beräknade på årsbasis och för borde vara lägre under sommaren när framledningstemperaturen är betydligt lägre. Beräkningen för detta finns i bilaga 2. Detta betyder att kyleffekten som behöver kylas bort från fjärrvärmereturen blir 8 MW - V. min. Fjärrkylareturen behöver med kunna kylas med en effekt på ca 2,1 MW, så länge kylmaskinen används. Kraftvärmeverket i Hudiksvall behöver som tidigare nämnts ett värmeunderlag på ca 23

24 8 MW[1]. Medelvärmeeffektunderlaget under året med absorptionskylmaskinen fjärrv. X beräknades för var månad enligt ekvation fjärrv. X = abs. X normx (21). = Värmebehovet för absorptionskylmaskinen en viss månad. abs X = Normalårskorrigerade fjärrvärmeproduktionen en viss månad normx Dessa värden delas med antalet timmar i månaden, vilket med blir medeleffekten per månad. Ingående värden och resultatet av detta visas i bilaga 2. Resultatet av värmeunderlaget visas i figur 4.6. För att ha kraftvärmeverket i drift kommer fjärrvärmereturen kylas i fjärden tills ett värmeunderlag på 8 MW uppnåtts Medeleffekt (MW) Minsta värmeunderlag 5 Värmeunderlag kylmaskin Nuvarande värmeunderlag 0 Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Figur 4.6 Värmeunderlaget för varje månad med och utan absorptionskylmaskin under normalår. Andelen värme som behövs kylas bort från fjärrvärmereturen visas som arean minsta värmeunderlag. Minsta värmeunderlag är gällande under hela året. Det nuvarande värmeunderlaget symboliserar normalårskorrigerade värmeproduktionen Bränslebehov Värmeunderlaget under sommaren kommer att öka som tidigare visats. Den ökningen tillsammans med att värmeproduktionen från Kotorgets fjärrvärmeanläggning flyttas till kraftvärmeverket bidrar till att tallbecksoljan kan bytas ut mot flis. Kraftvärmeverket måste emot stoppas för underhåll under sommaren, medeltiden för stoppet beräknas till 10 dagar [1]. Stoppet antas göras i juli månad, bränsleenergin för detta subtraheras från energibehovet för flis. Den del som behövs för detta blir alltså enligt tidigare kostnad för el-pannan och eld- 24

25 ningsolja 1. De normalårskorrigerade siffrorna för värmeproduktionen under sommarmånaderna juni-augusti beräknas om till bränsleenergi. Juni-augusti är perioden då värmen i normala fall produceras på Kotorget. Det ökade värmeunderlaget räknas även det om till bränsleenergi och rökgaskondensering antas inte användas under sommarmånaderna eftersom det då finns överskott på värme som ska kylas bort från fjärrvärmereturen. Vilka miljökonsekvenser detta kan få har inte undersökts. Det ökade bränslebehovet blir i alla fall enligt ekvationerna B B. abs. + B. värme B, stopp + B. kylr = (22) B = Totala ökade bränslebehovet för kraftvärmeverket under normalår = Absorptionskylmaskinens bränslebehov under året B.abs. B. värme B, stopp = Bränslebehovet för att producera fjärrvärmen under juni-augusti = Bränslebehovet för underhållsstoppet under sommaren antaget till 1500 MWh B. kylr = Bränslebehovet till avkylningen av värme i fjärrvärmereturen B. abs. fjärrv.abs. = fjärrv. abs. (23) ( 1 η l. KVV ) η Nät ηv. KVV = Fjärrvärmen som behövs för att driva absorpstionskylmaskinen η l.kvv = Andelen el som utvinns per enhet bränsle (se kap. 4.11) η = Förluster i fjärrvärmenätet är 6 % enligt [1]. η Nät V.KVV = Andelen värme som utvinns per enhet bränsle (utan rökgaskondensering) B. värme = fjärrv. (24) ( 1 η l, KVV ) η Nät ηv. KVV fjärrv. = Normalårskorrigerade fjärrvärmeunderlaget under juni-augusti Σ = Värme. Rkond η V. KVV (25) ΣBvärme. KVV Σ = Bränsleenergin i kraftvärmeverket som gick till värmeproduktionen 2005 B värme. KVV Värme. Rkond Σ = Summan av den producerade värmeenergin utan rökgaskondensering 2005 B, B.abs. Resultatet för, B. värme, B. kylr under hela året blir ca 29, 7,3; 19 och 4,1 GWh. Resultatet, beräkningar och ingående värden per månad för B, B. värme, B. kylr visas i bilaga 2 B.abs. siffror finns i bilaga 7. η l. KVV beräknas under elproduktion men finns också beräknat i 25

26 bilaga 4 tillsammans med η V. KVV. Det ökade bränslebehovet för kraftvärmeverket, under de månader kylmaskinen används, visas i figur 4.7 nedan Bränslebehov utan rökgaskondensering (MWh) Maj Jun Jul Aug Sep Okt Figur 4.7 Visar det ökade bränslebehovet för kraftvärmeverket när produktionen av fjärrvärme under sommaren flyttas från Kotorgets anläggning samtidigt som fjärrkylanätet byggs ut och dimensionerad absorptionskylmaskin är i drift. Bränslebehovet för driftstoppet har dragits bort från juli månad. Bränslemängden som krävs för att upprätthålla tillräckligt högt värmeunderlag är inräknat lproduktion Högre last och längre driftperiod medför att kraftvärmeverkets produktionen av el under året blir betydligt högre. För att beräkna hur stor del av bränsleenergin som blir omvandlat till el så användes 2005 års driftdata. Andelen el som produceras beräknas enligt ekvation 26. ( ΣB ΣB ) KVV värme. KVV η l, KVV = (26) ΣBKVV η l,kvv = lverkningsgraden under året Σ B KVV = Bränsleenergin som förbränns i kraftvärmeverket Σ = Bränsleenergin i kraftvärmeverket som gick till värmeproduktion B värme. KVV lproduktionen är kopplad till den ökade mängden bränsle som förbränns i kraftvärmeverket. Det ökade bränslebehovet för kraftvärmeverket räknades ut på föregående sida. Uträkningen av den ökade mängden el som kommer produceras under ett normalår L blir enligt ekvation

27 L B η l. KVV = (27) η l,kvv = 22,5 %, Σ BKVV = 155 och Σ B värme. KVV = 120 GWh. Beräkningar och värden för detta under 2005 finns i bilaga 4. L blir ca 6,5 GWh detta beräknas i bilaga 10. Framledningstemperaturen kommer dock att höjas från dagens 75 C till 80 C under sommaren eftersom kylmaskinen behöver drivas med den högre temperaturen. Detta kan märkas i andelen el som utvinns, av är det lämpligt att även se till så att investeringen betalar sig med en något lägre andel elproduktion. nligt [1] så var elproduktionen högre än vad jag kom fram till, med kan siffrorna stämma bra överens efter temperaturhöjningen. Det finns möjlighet att ändra elpriset ± 200 kr/mwh för att jämföra skillnader i pay off tid Fjärrkylanätet Fjärrkylanätet står för en stor del av kostnaden när fjärrkyla ska etableras i en stad. Samma rörtyp som används till kylkretsen är tänkt att användas i fjärrkylanätet. Dessa rör är betydligt billigare än stålrör och dessutom är isoleringsförmågan god. Troligen blir det fråga om ett rör som heter tryckrör SDR 17, det är ett rör med grövre godstjocklek. Det tål högre tryck och påfrestningar än det tunnare röret SDR 26. Beräkningar för dimensioner och rörlängder har tidigare gjorts i [2]. Priserna beräknas för enligt det gamla nätets dimensioner men med den nya typen av rör. Prisuppgifterna fås från KWH-pipe [9]. Det föregående nätets rör, se figur 4.8 har bytts ut mot liknande dimensioner i SDR 17 och priserna för dem. Det framtida utformningen av nätet antas bli till liknade kostnad, men kommer troligen vara billigare eftersom kylmaskinens placering är närmare de större antagna fjärrkylakunderna. Rördragningarna med de grövre rören blir med kortare. De tidigare tänkta fjärrkylakunderna visas i figur 4.9. Figur 4.9 Det antagna fjärrkylanätets dragning och kunder. Figur 4.8 Kylkretsen och fjärrkylanätets antagna dragning i Hudiksvall, pumpstationens, kylmasinens och kundernas tänkta placering visas också [15] 27

28 Kostnaderna för fjärrkylakretsens och nätets rör, delar, svetsning och schaktning har beräknats. Priserna är från KWH-Pipe och har olika dimensioner i fjärrkylanätet. För fjärrkylanätet blir kostnaden ca 1,58 Mkr med SDR 17 rör. Kylkretsens rör är SDR 26 med en ytterdiameter på 355mm, kostnaden för detta är ca 0,5 Mkr. Beräkningarna för nätens kostnad finns i bilaga 9 och Antagna och övriga kostnader De flest större kostnaderna har leverantörer bistått med i denna rapport, en del kostnader är antagna. Förutom kylkretspumpen behövs tre andra pumpar till nätet, dessa är fjärrkylapump, fjärrvärmepump och en pump för det växlade kylvattnet. Dessa visades i figur 3.2 på sida 10. Kostnaden för dessa har antagits till kr styck. n annan kostnadspost som antagits är övriga kostnader, den är tänkt att täcka kostnader för övrigt materiel och arbete. Kostnaden för detta beräknas till 1,5 Mkr. Den sista antagna kostnaden är underhåll av fjärrkylaanläggningen och nätet detta antas kosta kr per år. Kostnaderna är med i beräkningarna i bilaga

29 5 Slutsatser Beräknad pay off tid blir ca 2,25 år med en minskad kostnad/förtjänst per år på ca 5,3 Mkr och investeringskostnad på ca 12 Mkr. Se ekonomisk sammanställning i bilaga 10. Användandet av en absorptionskylmaskin för ökat värmeunderlag och produktion av kyla är en mycket lönsam investering i det här fallet. n noggrannare undersökning av kundunderlaget och kyleffekt, innan utbyggnad av nätet rekommenderas. n mätning av vattentemperaturen i fjärden relativt nära botten med jämna avstånd från hamnen borde utföras under högsommaren. Temperaturen har en betydande inverkan på kylkretsens kostnad. Den antagna kylmedeleffekten under juli på 70 % kan vara felaktig, jag tror dock den är relativt nära sanningen pga. att ackumulator används. Dygnsvariationerna i kylbehovet anser jag annars vara tillräckligt trovärdiga ur dimensioneringssyfte. Kundernas typ av kylbehov och perioden för denna kan emot jämföras noggrannare vid kontakt med dessa. Någon lösning av kylkretspumpens styrning har inte utarbetats men att styra den mot temperaturen in i kylmaskinen vore fördelaktigt. De största enskilda posterna har förts in i kalkylen resterande mindre utgifter och oförutsedda utgifter läggs in som en klumpsumma. 29

30 6 Referenser 1. Per Persson, Fortum Värme, Hudiksvall, Förstudie fjärrkyla i Hudiksvall, Värmekonsult Roland Lundqvist, Hudiksvall, Svensk fjärrvärme AB, stockholm 4. Kylprocessers design i fjärrvärmesystem, Svensk fjärrvärme AB, Stockholm, Forskning och utveckling 2005:128, Viktoria Martin, KTH, Kemiteknik/nergiprocesser, Fredrik Setterwall, Fredrik Setterwall konsult AB, Mikael Andersson, AB Berglunds Rostfria 5. Carrier AB, Göteborg, Produktblad Carrier Sanoy super absorption 16LJ 11-53, Heat Transfer second edition, Yunus A. Cengel, Mc Graw-Hill, New York, nergiteknik, Henrik Alvarez, studentlitteratur, Lund, Kyllager i befintligt kylnät Svensk fjärrvärme AB, stockholm, Forskning och utveckling 2003:102, Fredrik Setterwall, professor (em) Fredrik Setterwall konsult AB, Benny Andersson, Göteborgs energi. 9. KWH Pipe AB, Borås, Lars Berg, Carrier AB, Göteborg, Ib Hagsten, SMHI, Norrköping, Hudiksvalls kommun, Lantmäteriet, Danfoss district heating AB, Linköping, Per-Anders Swahn, Johnsons Pump AB, Örebro, Henrik klund, Hudiksvalls judoklubb, 30