SNÖKYLA SOM GER SOMMARSVALKA

SNÖKYLA SOM GER SOMMARSVALKA PÅ SUNDSVALLS SJUKHUS GAMMAL TEKNIK FÖR ETT NYTT MILLENNIUM Foto: Thoni Mickelsson

2 Här ska den ligga, snön som ska ge ett behagligt inomhusklimat på sjukhuset i sommar, säger Per-Erik Larsson och visar med en gest platsen för snökylanläggningen. Det går inte att ta miste på engagemanget i projektet, som gett eko långt utanför landets gränser. Foto: Håkan Nordlöf

SNÖKYLA GAMMAL TEKNIK FÖR ETT NYTT MILLENNIUM Sundsvalls sjukhus har ett kylbehov av cirka 1400 MWh per år för komfortkylan. Fram till år 2000 har kylan producerats med hjälp av freonbaserade kylmaskiner. Som ett led i en hållbar ekologisk utveckling har Landstingsfastigheter sedan mitten av 90-talet strävat efter att avveckla eller byta ut de freonbaserade köldmedierna och lägga grunden till ett långsiktigt och ekologiskt hållbart kylsystem. Med detta som bakgrund har en ny kylanläggning tagits fram Snökyla. Anläggningen är världsunik som den första i sitt slag i världen. Miljöeffekterna är påtagliga: Reducering av elenergin med 90 %. Reducering av koldioxidutsläpp med 90 %. Reducering av eleffekten med 95 %. Reducering av freon med 100 %. Rengöring av förorenad snö. Principen är enkel och bygger på en gammal välkänd teknik att lagra snö från vintern, skydda den med träflis och utnyttja smältvattnet för svalka. I närheten av Sundsvalls sjukhus finns kommunens gamla snötipp. Denna förutsättning gav upphov till idén att använda snötippen för kylning av sjukhuset. STOR SOM EN FOTBOLLSPLAN En bassäng på 6 000 m 2 lika stor som en fotbollsplan fylls under vintern med cirka 40 000 m 3 snö från snöröjningen. Tidigare tippades den här snön i havet. I slutet av vintersäsongen täcks snötippen med ett lager av träflis, för att förhindra att snön smälter. Smältvattnet, som har en konstant temperatur på cirka +2 grader Celsius, leds in i ett pumphus, där det pumpas vidare till sjukhuset. Här sker sedan en värmeväxling så att kylan kan föras över till sjukhusets kylsys- I november 1999 såg anläggningen mest ut som en skålad idrottsplan. Foto: Håkan Nordlöf 3

Här är en grupp besökare i november 1999 som med intresse betraktar den påbörjade anläggningen. Från vänster Hunay Evliya, Turkiet, Frank Curickshanks, Canada, Projektledare Per-Erik Larsson, Olof Andersson, VBB Viak AB, Halime Paksoy, Turkiet, Motoi Yamaha, Japan, samt Tadahiko Ibamoto, Japan. Foto: Håkan Nordlöf. tem. Returvattnet, som värmts av ventilationsluften, leds sedan tillbaka för att smälta ner ny snö. På sin väg in till sjukhuset passerar vattnet en sandavskiljningsgrop, en grovsåll, ett oljefilter samt ett finfilter. För att bassängen inte skall svämma över när mer snö smälter, leds överskottsvattnet ut till en närbelägen tjärn via en sedimenteringsdamm. Vattenprovtagning görs fem gånger under driftsäsongen och sedimentprovtagning i slutet av säsongen efter ett kontrollprogram som upprättats i samråd med miljökontoret. Utsläppsnivån ligger i huvudsakligen i klass 2 3 låg halt-måttligt hög halt. Haltbedömningen görs enligt Naturvårdsverkets rapport 4913 Bedömningsgrunder för miljökvalitet Sjöar och vattendrag Tungmetaller motsvarar klass 2 låg halt. COD-halten däremot är ökande under säsongen vilket beror på att flisen hamnar i vattnet efterhand som snön smälter och är i september i klass 5 mycket hög halt. När flisen hamnat i vattnet binder den olja och en del andra föroreningar. Det slam cirka 6 8 m 3 som blir över under hösten tas upp och läggs på deponi. SOM EN STOR KYLMASKIN Innan flisen läggs på snön med hjälp av pistmaskinen är snön alldeles porös, en timme efter att flisen kommit på plats är snöytan under flisen alldeles hård. Flistäcket tjänstgör som en stor kylmaskin och suger bort värmen från snöytan. Här finns utrymme för forskning för att klarlägga skeendet för att få optimalt ekonomiskt utnyttjande av flisen. 4

Flisen kan återanvändas flera år eftersom den är utsatt för relativt låga temperaturer nästan hela året, men blir otjänlig när mängden grus från sandningen av gatorna överstiger 30 viktsprocent. En sortering skulle förlänga användningstiden av både flis och grus. Inne i sjukhusbyggnaden finns en dataanläggning som övervakar och styr hela kylanläggningen. Där lagras mätvärden från temperaturer, flöden, energier med mera, totalt cirka en halv miljon mätvärden varje år. Dessa värden utnyttjas sedan flera år av forskare, examensarbetare och av landstinget för uppföljning och styrning av anläggningen. OÄNDLIG EFFEKT Det finns stora fördelar med denna typ av kylsystem, eftersom snömagasinet klarar en oändlig effekt. Ju större kyleffekt desto mer varmvatten återförs till snömagasinet. Därigenom smälter mer snö och det finns alltså inte någon begränsande maximal effekt för snömagasinets kylkapacitet. UNDER KYLSÄSONGEN KRÄVS Under snöfattiga vintrar med användning av snökanon, ökar energiförbrukningen från 25 MWh per år till 50 MWh per år, tidigare låg den på 450 MWh.. I ett ton snö och is finns det 92 kwh kyla, vilket innebär att i varje billass med 20 ton snö finns teoretiskt 1800 kwh lagrad kyla. Hittills har 50 % av detta kunnat utnyttjats och 50 % smälter av sol, vind,och regn. Med annan teknik än den nuvarande vid smältningen av snön är det troligt att kunna öka utnyttjandet till 70 %. SAMARBETSGRUPP För att kunna åstadkomma projekt Snökyla bildades 1997 en samarbetsgrupp med olika intressenter. Förutom Landstinget Västernorrland ingår Sundsvalls energibolag, Sundsvalls kommun, Luleå Tekniska Universitet, Västernorrlands Energikontor samt olika konsulter och entreprenörer. Samarbetsgruppen fortsätter att arbeta för att optimera den nuvarande anläggningen och Foto: Thoni Mickelsson 5

Snölagret under februari månad 2002 med Sundsvalls sjukhus i bakgrunden. har nu utökats med Mitthögskolan och Kungliga Tekniska Högskolan. Nästa projekt kommer att inriktas på hållbar förvaring av färska produkter (livsmedel). Detta innebär eleffektiva kylanläggningar för temperaturområdet mellan +1 grad C och +4 grader C. Här finns redan preliminära beräkningar som visar att reduceringen av det totala elbehovet i kökets färskvarukylar vid Sundsvalls sjukhus kommer att bli cirka 65 % jämfört med dagsläget. Detta innebär att det behöver lagras ytterligare 20 000 m 3 snö, i klartext öka på höjden av det nuvarande snölagret från 5 meter till 8 meter. UTVECKLINGSMÖJLIGHETER Det finns mängder av andra utvecklingsmöjligheter. En är att bygga enkla, energisnåla kyllager för lagring av grönsaker under en kortare eller längre tid. Det kan ge möjlighet att behålla en god kvalité på de färska produkterna och därigenom ett bättre pris för odlarna. Nätverket kring Snökyla har för avsikt att vidga samarbetet internationellt med forskare och företag för att kunna utveckla tekniken att använda råvaran snö och is och därigenom skapa ett mervärde för den Europeiska Unionen. STORT INTERNATIONELLT INTRESSE Forskare från hela världen, liksom olika företrädare för skogsindustrin, energibolag, kommuner och enskilda föreningar har visat ett mycket stort intresse för den elenergibesparande och miljöanpassade kylmetoden. Fyra examensarbeten och en licenciatavhandling har de senaste två åren studerat tekniken att kyla med snö. Kostnaden för att producera kyla med Snökyla har successivt minskat genom rationaliseringar och bättre utnyttjande av snön. Anläggningen utgör en deponi vilket innebär att under 2003 har en avgift för inkommande gatusnö tagits ut. 6

När rationaliseringen av den nuvarande hanteringen ökar och anläggningen kan utnyttjas mer genom att större yta av sjukhuset kyls och fler kylmaskiner ersätts kommer drift- och kapitalkostnaden att sjunka ytterligare. ANVÄNDBAR TEKNIK Tekniken går att använda i länder med temperaturer som ligger under noll delar av vintern. Är det några minusgrader är kostnaderna för att tillverka snö låga, 1 4 öre per kwh kyla. Tänkbara regioner är stora delar av området runt Östersjön, Östeuropa, överhuvudtaget bergstrakter med snötillgång under vintern var som helst i världen. Den svenska regeringens Lokala Investeringsprogram, LIP, har finansierat projekte- ring och byggande av anläggningen med 6 miljoner kronor av den totala kostnaden på 14 miljoner kronor. Den teknikutveckling som pågick mellan 2000 2002 finansierades av Landstinget Västernorrland med 54 % och av den Europeiska Regionala Strukturfonden, Energimyndigheten samt ett antal privata företag med 46 % av kostnaderna. FRÅGOR Önskas flera upplysningar om Snökyla, kontakta: Per-Erik Larsson, ansvarig för energi och miljö vid Landstingsfastigheter, telefon 0611-802 92, 070-329 80 92, e-post: per-erik.larsson@lvn.se Pistmaskinen under arbete på snölagret. 7

Komfortkyla Sundsvalls sjukhus Sundsvalls sjukhus Pump Snö- och islager Värmeväxlare Snökyla årlig miljövinst Före 1999 Freon 1000 kg R11 Efter 1999 Noll Förorenad snö 40 000 m 3 Noll Elenergi 450 MWh 25 MWh el för pumpar +35 MWh el för snökanon snöfattig vinter 8

2000 Varaktighetsdiagram 1999 2001 för komfortkylan i Sundsvalls sjukhus 1999 Kylmaskin 0,5 GWh kyla 1500 2001 Snökyla 0,9 GWh kyla 2002 Snökyla 1,1 GWh kyla Effekt i kwh 1000 500 0 1 401 801 1201 1601 2001 2401 Antal timmar under året Kylenergi i MWh 3000 2500 Totalt behov av kyla i Sundsvalls sjukhus 2000 1500 1000 Snökylan 500 0 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 9

Totalt kylbehov fördelat på olika typer av förbrukning Kylbehov i MWh Totalt kylbehov fördelat på olika typer av förbrukning per månad Sundsvalls sjukhus sjukhus 500 Komfortkyla ersatt med Snökyla från 2001 400 300 Övrigt årligt kylbehov ersätts tmed Snökyla, 2004 2007 200 100 Kökets färskvarukylar ersätts till 65 % med Snökyla, 2004 2007 0 Jan Mars Maj Juli Sept Nov Febr Apr Juni Aug Okt Dec Kronor/kWh kyla Snökylans kostnad per kwh kyla 2000 2003 samt prognos för 2007 2,5 2,0 0,6 GWh kyla Driftkostnad per kwh kyla Kapitalkostnad per kwh kyla 1,5 0,9 GWh kyla 1,0 1,1 GWh kyla 1,5 GWh kyla 0,5 2,5 GWh kyla 0,0 2000 2001 2002 2003 Prognos 2007