Energibesparingar vid måleriet hos Arvin Meritor.

Transkript

1 Examensarbete 15 Högskolepoäng Energibesparingar vid måleriet hos Arvin Meritor. Daniel Erixon Joakim Östergaard Driftteknikerutbildningen Örebro vårterminen 2008 Examinator: Tore Käck Handledare: Roland Palm Företag: Arvin Meritor AB Skola: Örebro universitet Energy saving in the paint shop at Arvin Meritor Örebro universitet Örebro University Institutionen för teknik Department of technology Örebro SE Örebro, Sweden

2 Examensarbete 15 Högskolepoäng Energibesparingar vid måleriet hos Arvin Meritor. Daniel Erixon Joakim Östergaard Driftteknikerutbildningen Örebro vårterminen 2008 Examinator: Tore Käck Handledare: Roland Palm Företag: Arvin Meritor Skola: Örebro universitet Energy saving in the paint shop at Arvin Meritor Örebro X - XX Tore Käck Tore Käck Examinator

3 Förord Energibesparing är ett ämne som förekommer rätt ofta i dag. Att spara energi är någonting som alla företag vill göra. Om en industri lyckas återföra lite del av den spillvärme, till en annan del i industrin eller annat sätt tjäna pengar på den, i form av ny energi, så är ju den energi gratis (redan betald) då minskar ju total energiförbrukningen och den kostnaden som behövs för nyproducerad energi. Vi vill passa på och tacka några personer som varit betydande för oss, som gjort att några av våra idéer gått att beräkna. Roland Palm, handledare, Arvin Meritor AB. Tore Käck, examinator på Örebro Universitet. James Hornsey, Arvin Meritor AB. Kenneth Öster, Linde Byggnadsplåt AB Sammanfattning Under detta arbete har vi gjort beräkningar på hur mycket Arvin Meritor skulle kunna spara genom att installera en värmeåtervinning. Om värmeåtervinningen enbart används till att värma de tvättbad som används till att tvätta axlarna innan de maskeras och målas, så uppgår besparingen till ca kr/år vilket är ca 603 MWh gasol, vid 80 % verkningsgrad. Om det hade varit praktiskt möjligt att värma upp tappvarmvattnet i fastigheten så skulle besparingarna ha blivit större. Abstract During this work we have made calculations for how much Arvin Meritor could save by installing a heat recyklingsystem. If the heat recycled is only used to heat the water is the washing baths that's used to wash the axels before they are masked and painted, so is the cost saving to around sek/year what is approximately 603 MWh liquefied petroleum gas, at 80 % efficiency. If it was practically possible the heat that s left after the heating of the baths the savings would be bigger.

4 Innehållsförteckning BAKGRUND FÖRETAGET MÅLSÄTTNING SYFTE PROBLEM FÖRBEREDELSER LITTERATUR INTERVJUER KRAVSPECIFIKATION UTFÖRANDE METOD RESULTAT SLUTSATS REFERENSER PERSONER LITTERATUR INTERNET FIGURER BILAGOR... Bilaga 1... Bilaga 1 Bilaga 2... Bilaga 2

5 Bakgrund 1.1 Företaget Arvin Meritor är en global leverantör av delar, moduler och komponenter till bilar, lastbilar, bussar, släpvagnar, originalutrustning och för ljus fordonstillverkare. I Lindesberg tillverkas fordons axlar till Volvos lastbilar och bussar. 1.2 Målsättning Målsättningen är att beräkna om det går att spara energi och pengar åt Arvin Meritor genom värmeåtervinning och därmed på miljön. Att komma med idéer om hur de skulle byggas i teorin och att göra beräkningar om en idé skulle kunna spara in något medium som gasol. 1.3 Syfte Syftet är att presentera alternativ på hur Arvin Meritor kan sänka förbrukningen av energi och där genom att spara på miljön och pengar. 1.4 Problem Nästan alla industrier idag släpper ut energi i form av värme vilket en del skulle kunna återanvändas som energi. Arvin Meritor förbrukar ungefär totalt MWh energi om året, av vilket ca MWh är gasol. 5

6 2 Förberedelser 2.1 Litteratur Alvarez Henrik, Energiteknik, del 1-2 Studentlitteratur ISBN Lund, Sverige. Formler och tabeller i Fysik, Matematik och Kemi 5:e upplagan. 3:e tryckningen ISBN Frommer, Tamas (1989) Installationsteknik, Ritningar och symboler. CTH/Installationsteknik kompendium k302:1989, Göteborg ISSN Intervjuer Samtal har förts med personal på Arvin Meritor. Roland Palm James Hornsey Gunnar Gillman 2.3 Kravspecifikation Försöka kontrollera vart värmen skulle kunna användas. Kunna ge förslag på vart man skulle kunna spara energi annat än på härdugnen. Räkna ut hur mycket Arvin Meritor skulle kunna spara på värmeåtervinningen. Göra uträkningar och jämföra med tidigare uträkningar och se om vi har kommit fram till samma resultat. 6

7 3 Utförande Vid fyra olika tillfällen utfördes mätningar på Arvin Meritors skorsten, instrument (flödesmätare) som användes mätte temperatur och luft hastighet. Mätningar utfördes vid tre punkter i skorstenen ca 25 %, 50 % och 75 % av skorstenens diameter. Dessa mätningar tillsammans med skorstenens diameter och rökgasernas densitet gav ett massflöde på ca (6,2 kg/s). Massflödet tillsammans med rökgasernas värmekapacitet (0,95 kj/(kg*k)) och den temperatur som det troligtvis går att sänka rökgas temperaturen (20 C) ger ett energiflöde ut ur skorstenen som går att återföra. Tabell 1 Mättabell i temperatur från skorstenen. 25 % 50 % 75 % Medeltemperatur 69,3 C 70,0 C 70,3 C 69,87 C 70,4 C 70,4 C 68,1 C 69,63 C 74,5 C 74,8 C 75,4 C 74,9 C 75,0 C 75,5 C 75,2 C 75,23 C Tot. 72,4 C. Figur 1: Några skorstenar på taket från måleriet Det här mäthålet är vad mätningarna i temperatur- och flödesdata är tagna ur, därefter beräknats. Figur 2: Mäthål. 7

8 IR-mätning är gjord här, dock med ett resultat var ett längre temperaturvärde än väntat, än de temperaturvärde mätningarna som gjorts direkt i rökgasen i skorstenen på taket. Rökgasfläkt. Rökgaskanal från härdugnen både från långsidan och ena kortsidan. Figur 3: Skorstenen inne, bredvid härdugnen. Här runt kanten går ventilationsröret till rökgaskanalen som finns innan luftpumpen till skorstenen. Figur 4: Ventilationsrör från kortsidan av härdugnen. Ventilationsröret från kortsidan, till rökgaskanalen. Figur 5: Skorstenen inne sett nerifrån golvet. 8

9 Härdugnen är ca 40 m lång och ca 8,6 m bredd. Figur 6: En stor del av taket på härdugnen. Gasolledning Gasolbrännare Figur 7: Gasolbrännare för härdugnen. 9

10 4 Metod Utgående rökgaser från härdugnen tvingas genom en värmeväxlare där värmen tas upp ett medium som pumpas genom isolerade rör ner till tvättbaden där axlarna tvättas som en värmeslinga, där värmen växlas över till vattnet. Tvätten är innan lastbilsaxlar ska målas, tar bort oljor och annan smuts så färgen fäster ordenligt. På grund av sot i rökgaserna skulle en flänsvärmeväxlare snabbt sätta igen sig och bli svår att rengöra därför föreslås en tubvärmeväxlare. För att möjliggöra rengöring måste möjligheten att koppla förbi rökgasen från värmeväxlaren, detta kan lösas med två T-korsningar på skorstenen, en innan till och en på utgången från värmeväxlaren med spjäll som ger en möjlighet att låta rökgaserna passera värmeväxlaren och gå upp i atmosfären istället. Detta möjliggör rengöring då sot och andra partiklar kommer att kunna sätta igen växlaren och minska verkningsgraden. Det finns annars risk att det blir för övercirkulation pga att rören är så pass stora om enbart ett spjäll finns. Figur 8: Skiss på hur tubvärmeväxlaren skulle kunna vara sammankopplad med skorstenen. 10

11 5 Resultat Efter de mätningar och uträkningar som har genomförts har det framkommit att Arvin Meritor skulle kunna spara ca kr/år om det var 100 % verkningsgrad, kr vid 90 %, kr vid 80 % och kr vid 70 % verkningsgrad från värmeväxlaren. Uträkningarna grundar sig på gasolpriset som är 5483 kr/ton och den värmemängd som sparas med den effekt som värmeväxlaren tros kunna ge, på 235 dygn som industrin är i drift. Denna princip är även tillämpbar på andra processer där värmeenergin bara släpps ut. 6 Slutsats Mycket av den energi som idag släpps ut av industrier idag, i form av värme, många företag skulle kunna spara in på sin energiförbrukning genom att återföra en del av den energi som de förbrukar. Detta skulle kunna göras genom installation av en värmeväxlare på utgående rökgaser. I Arvin Meritors fall skulle de kunna spara ca kr/år, om värmeväxlaren skulle komma upp till en verkningsgrad på 80 %. På att återföra en del av den värme som idag släpps rakt ut i atomsfären. Den tidigare uträkningen som finns på att återföra en del av den energin som finns i rökgasen på att ta utgående rökgaser från både härdugnen och torkugnen, är baserad på muntliga uppgifter om temperatur och icke kontrollerade, vilket om man då delar dess resultat på två, så kommer man fram till ett rätt lika resultat. Installationskostnad på vad det skulle kosta att bygga och installera en värmeväxlare på beräkningen är inget vi har gjort, vilket gör att en pay-off tid inte har gått att beräkna på våran idé. Dock har vi varit i kontakt med Linde Byggnadsplåt AB, som har kontrollerat med tillverkare av värmeväxlare och värmebatterier på vad endast en värmeväxlare skulle kosta utan installation. De har hittat och föreslår ett värmebatteri istället för en värmeväxlare på idén. Det är nu Arvin Meritor som har priserna och ska kontrollera vad kostnad för material och installation skulle kunna kosta, då senare vet vad pay-off tiden skulle kunna bli, på idé som vi har gett, vilket de gillar och tror på. Här med lämnar vi Arvin Meritor och låter de fortsätta med beräkningarna på värmeåtervinning och energibesparing vid måleriet. 11

12 7 Referenser 6.1 Personer. Roland Palm, Arvin Meritor AB James Hornsey, Arvin Meritor AB Gunnar Gillman, Arvin Meritor AB Kenneth Öster, Linde Byggnadsplåt AB Tore Käck, Örebro universitet Tord Larsson, Örebro universitet 7.2 Litteratur Alvarez Henrik, Energiteknik, del 1-2 Studentlitteratur ISBN Lund, Sverige. Formler och tabeller i Fysik, Matematik och Kemi 5:e upplagan. 3:e tryckningen ISBN Frommer, Tamas (1989) Installationsteknik, Ritningar och symboler. CTH/Installationsteknik kompendium k302:1989, Göteborg ISSN Internet Statoils omvandlingstabell för energiförbrukning Figurer Figur 1-2. Fotografier från taket måleriet på Arvin Meritor. Figur 3-7. Fotografier inne från måleriet på Arvin Meritor. Figur 8. 3D-skiss av Daniel Erixon. 12

13 Bilagor Bilaga 1 Ny uträkning. Rör Diameter. Area Medel temp. Medel hastighet. 0,63 0, , , Mätning 10 april -08 ṁ ρ A c t c kg/s kg/m 3 m 2 m/s 25,00% 69,3 10,5 6, ,68 0, , ,00% 70 11,9 75,00% 70,3 12 Medel 69, ,46667 P ṁ c v tv-tk kj/s [kw] kg/s kj/(kg*k) C Mätning 14 april ,295 6, ,95 22, t c 25,00% 70,4 11,4 50,00% 70,4 11,1 gasol pris 75,00% 68,1 11,2 exl moms Medel 69, ,23333 P η kr/ton besparing 132, % Mätning 21 april , % t c 132, % ,00% 74,5 11,5 132, % ,00% 74,8 12,7 132, % ,00% 75,4 12,2 132, % Medel 74,9 12, , % , % Mätning 21 april , % t c 132, % ,00% , % ,00% 75,5 12,7 132, % ,00% 75,2 12,2 132, % Medel 75, , , % A = (π*d²) / 4 Total medel t = (t+t+t+t) / 4 Total medel c = (c+c+c+c) / 4 P = ṁ*cv*(tv-tk) 80 % besparing = (132,295*0,8*24*3,6*235*5483) / (1000*46) 235 = dagar i drift. Bilaga 1

14 Bilaga 2 Tidigare uträkning. Bilaga 2