Energioptimering för Recip Strängnäs AB. Tobias Lindholm

Department of Biology and Chemical Engineering Energioptimering för Recip Strängnäs AB Tobias Lindholm Examensarbete, ECTS 30.0 Recip Strängnäs AB Strängnäs, 2007 Handledare på Recip Strängnäs AB Percy Kullhagen Examinator på Mälardalenshögskola Lars Lindström

Innehållsförteckning SAMMANFATTNING... 2 INLEDNING... 3 METOD... 4 MAXIMAL OMSÄTTNING AV ÅNGA FÖR ÖVERGÅNG TILL FJÄRRVÄRME... 4 BERÄKNINGAR AV KONDENSATFLÖDEN... 4 RESULTAT... 5 BESPARING PÅ ÖVERGÅNG TILL FJÄRRVÄRME... 5 SPILLVÄRME FRÅN VÄRMECENTRALEN... 5 Alternativ 1)... 6 Alternativ 2)... 7 SÄNKTA DRIFTTIDER OCH FREKVENSOMSTÄLLNING AV FLÄKTAR... 8 DRAGERINGEN... 8 DISKUSSION... 9 BILAGOR... 9 1

Sammanfattning Recip Strängnäs AB är ett miljöcertifierat företag som framställer och förpackar penicillin produkter. Företaget måste göra vissa reparationer på ett av ventilationssystemen. De tar tillfället i akt att gå igenom energiomsättningen i helhet då åtgärder redan måste göras. På grund av det ökade oljepriset och mer fokus på miljön är det intressant att byta ut denna energikälla som används idag, vilket är ånga som produceras genom eldning av olja. Den energikälla som är tänkt att ersätta ångan är fjärrvärme. Flera processer som företaget använder sig av kräver ånga, men beräkningar visar att det bara behövs ca 400 MWh/ för att driva dessa processer. Då den totala energiomsättningen för Recip Strängnäs AB är kring 3100 MWh/ skulle det preliminärt innebära en besparing på 120 000 kr/ för att gå över till att använda fjärrvärme där det är möjligt istället för ånga. Det hygienvatten som används på Recip Strängnäs AB kostar i dagsläget ca 76 000 kr/ att värma. En övergång till fjärrvärme skulle sänka den kostnaden till ca 66 000 kr/. Tanken är dock att använda sig av båda kondensatvattnet, som samlas upp i kondensattanken, och den spillvärme som produceras av värmeväxlaren för ånga, destillationen och kompressorerna till att förvärma hygienvattnet. I denna rapport presenteras två alternativ på hur det kan lösas. Även drifttiderna för de större fläktarna har setts över. Genom att ställa ner dem till mer anpassade tider kan elkostnaderna minskas med kring 87 000kr/. Det finns ytterligare möjligheter att sänka kostnaderna. Det är bland annat genom att ställa om kylkompressorn så att den använder mindre vatten och istället höjer temperaturen på det vatten som släpps ut. Det är möjligt att ställa dem på så vis att det g att använda det varma vattnet för uppvärmning av vissa processer. Den fungerar då som en värmepump. Vid drageringen finns det ett utgående flöde av varmluft på drygt 40ºC som inte används till något. Genom att installera en värmepump mellan utgående och ingående lufttrumma är det möjligt att minska energiförbrukningen för drageringen med ca 50 %. Det visade sig dock att installationskostnaderna blev högre än priset på den sparade energin. 2

Inledning Recip Strängnäs AB (RSN) är ett miljöcertifierat företag som framställer och förpackar penicillin produkter. De förbrukar ca 3100 MWh per inom processen och uppvärmning av lokaler. Energi som importeras till fabriken kommer i form av ånga. Ångan produceras genom oljeeldning och är ur miljösynpunkt inte den bästa energikällan. Oljepriset har även gått upp och kommer antagligen att fortsätta öka. Därför är företaget intresserat av att byta till fjärrvärme, som även är mer miljövänlig. Frågan är om det är ekonomiskt försvarbart att byta till fjärrvärme. Det är inte möjligt att driva företagets alla processer, som exempelvis destillation eller dragering, på fjärrvärme då fjärrvärmetemperaturen är för låg. Det är tänkt att en viss mängd ånga kommer att användas till dessa processer även om övergången till fjärrvärme skulle genomföras. Det är intressant att gå igenom var all energi används för att se om det finns outnyttjad energi någonstans eller om det g att minska energi förbrukningen. Ett värmebatteri i ett av ventilationssystemen har gått sönder och måste bytas ut. Tillfället utnyttjas då till att gå igenom företagets samtliga energiprocesser för att se om det är möjligt att både sänka energitillförseln inom vissa områden och att ta vara på outnyttjad energi. Exempel på outnyttjad energi är den stora mängd uppvärmd luft från värmeväxlare, kompressorer och destillationen, ca 30ºC, som idag bara blåser ut ur fabriken. Även det kondensat som bildas när energin utvinns från ånga samlas upp i en kondensattank och innehåller en stor mängd outnyttjad energi i form av värme. Volymen kondensat är i dagsläget ca 500 liter och har en temperatur på 78ºC. RSN har tidigare under somrarnas varmare veckor haft svt att kyla de processer som krävs på ett tillfredsställande sätt. Det beror bland annat på att kylvattentemperaturen inte varit tillräckligt låg. Det finns flera möjligheter till förbättringar kring kylsystemet, men det innefattas inte i det här examensarbetet då samtliga batterier blivit rengjorda invändigt samt att både de in- och utgående rören blev utbytta hösten 2006. Det blir inte fastställt om det var nog för att åtgärda problemen förrän de körts under sommaren 2007. Möjligheten finns att utnyttja befintliga kylkompressorer som värmepumpar för att få ner temperaturen på kylvattnet och använda den överblivna värmen till att värma upp luften i fabriksbyggnaden. På så vis skulle volymen kylvatten som används minska. Det g att ställa in kompressorerna så att de släpper ifrån sig vatten vid en högre temperatur och på så vis minskar kylvatten förbrukningen. Det är något som borde ses över omgående. Elförbrukningen för de större fläktarna kommer också att ses över. Många har drifttider som är längre än vad som krävs. Det ska undersökas hur mycket det g att minska elförbrukningen om dessa fläktar ställs på andra drifttider. 3

Metod Maximal omsättning av ånga för övergång till fjärrvärme Det första som gjordes var att ta reda på om det är ekonomiskt försvarbart att gå över till att använda fjärrvärme istället för ånga, med undantag för de processer där det krävs ånga. Både ånga och fjärrvärme har en fast avgift, men som varierar med hur mycket man räknar med att använda. Räknar man in den fasta avgiften ligger kostnaden för ånga på 630 kr/mwh och fjärrvärmen på 550 kr/mwh. Installationskostnaden för fjärrvärmen är dock 280 000 kr. För att ha marginal i beräkningarna har payoff tiden satts till 3. Det innebär att om det ska vara ekonomiskt försvarbart att gå över till fjärrvärme f behovet för de ångkrävande processerna inte överstiga 1900 MWh utav den totala energiomsättningen på 3100 MWh (se bilaga 1). Beräkningar av kondensatflöden För att ta reda på hur mycket energi i form av ånga som används i de olika processerna mättes deras kondensatflöden. Då RSN samtliga värmeväxlare är tryckfria g det enkelt att räkna energiskillnaden från kondensattemperaturen upp till ånga på 1 atm och på så vis få fram hur mycket energi som har används. De processer som kräver ånga som energikälla är drageringen, torkskåpen, destillationen och avfuktaren. Beräkningar utifrån de uppsamlade kondensatvolymerna och uppskattningar ger att det passerar 135 ton kondensatvatten genom kondensattanken per, vilket motsvarar 170 MWh i energi (se bilaga 2). Det konstanta energibehovet för torkskåpen finns inte med i dessa beräkningar då inga mätningar på luftflödet gjorts, men de innebär bara att det finns mer energi att ta ut från kondensattanken än vad som beräknats här. Kondensatflödet som är beräknat är ett medelvärde som kan medföra svängningar i tillflödet av kondensat tanken. Temperaturen i kondensattanken är 78ºC och värmeenergin från kondensatvatten tas lättast tillvara på genom att installera en värmeväxlare intill, vilket tas upp senare i rapporten. 4

Resultat Besparing på övergång till fjärrvärme När mängden ånga för de ångkrävande processerna är känd visar det att ett byte till fjärrvärme är ekonomiskt försvarbart. För att ha viss marginal i beräkningarna ökas behovet ånga först med 100 MWh för att kompensera för den konstanta energin som måste tillföras torkskåpen under körning. De totalt 270 MWh ökas sedan med ca 50 % för att kompensera för grova uppskattningar. Det ger en total förbrukning på 400 MWh att räkna med. Det ger då att RSN skulle spara ca 120 000 kr/ på att installera fjärrvärmen (se bilaga 3). Spillvärme från värmecentralen I värmecentralen, som ligger i källaren, är där värmeväxlingen mellan ånga och vatten sker. Där finns även kondensattanken, destillationen och kompressorerna, som avger stora mängder värme, vilket leder till att temperaturen i värmecentralen är 34ºC. För att temperaturen inte ska bli ändå högre och göra stor påverkan på golvtemperaturen inne i riggningsverkstaden finns två fläktar som blåser ut den varma luften och tar in ny luft på ca 20ºC från källaren. Mätningar av de utgående luftflödena gjordes av en ventilationsfirma som RSN brukar anlita. Mätningarna visade att luftflödena var 600 l/s 34ºC och 1100 l/s 24ºC (totalt 6120 m 3 /h). Det stämde ganska bra överens med egna beräkningar som gjorts på luftflödena (se bilaga 4). Tanken är att kunna utnyttja värmeenergin till att värma upp det hygienvatten (kran-, duschvatten mm) som används av företaget. En flödesmätare installerades och avlästes efter en vecka. Flödet var i genomsnitt 0.2 kg/s vilket är räknat på 9 h per arbetsdag. Kostnaden för uppvärmningen av hygienvattnet är i dagsläget kring 76 000 kr/. Vid en övergång till fjärrvärme skulle den kostnaden minska med 10 000 kr/ (se bilaga 5). Tanken är att minska uppvärmningskostnaden för hygienvattnet genom att förvärma den i en ackumulatortank innan det g igenom den befintliga värmeväxlaren. Här presenteras 2 alternativ på hur det ska gå till: 5

Alternativ 1) Här byggs de båda ventilationstrummorna ihop och använder sig av en av de befintliga fläktarna. I den lufttrumman installeras först ett återvinningsbatteri och sedan en värmepump. Både återvinningsbatteriet och värmepumpen är ansluten till en ackumulatortank med hygienvatten (se figur 1). De är anslutna på så vis att det kalla vattnet kommer in i botten och pumpas sedan till återvinningsbatteriet. Det uppvärmda vattnet pumpas sedan tillbaka högre upp i tanken. Därefter pumpas det uppvärmda vattnet till värmepumpen där det upphettas ytterligare. Utloppet för värmepumpen ligger ändå högre upp i tanken än vad utloppet för återvinningsbatteriet gör. Eftersom det uppvärmda vattnet har lägre densitet än det kallare så bildas områden med olika temperaturer, den högsta temperaturen överst. Förvärmt hygienvatten kan sedan pumpas ut ur toppen på tanken. Temperaturen i det översta lagret av tanken kommer att ligga kring 44ºC. En sådan lösning skulle spara kring 40 000 kr/ i dagsläget (se bilaga 6). Anbudet för den här lösningen ligger på 150 000 kr. Totalt sett skulle det innebära en förlust på ca 10 000 kr/ vid en övergång till fjärrvärme och en payoff tid på 3 (se bilaga 7). Efter diskussion med så väl Recip som Eskilstuna kyltjänst verkar det som om anbudet ligger ganska högt. Lösningen kan därför ses om genomförbar om ett bättre anbud kan antas eller om payoff tiden för lösningen skulle förlängas till mer än 3. Figur 1: Visar hur det är tänkt att alternativ 1 ska se ut. Värmeenergin som finns lagrad i kondensattanken kan då användas både till att fungera som en ytterligare förvärmning innan vattnet fortsätter till den befintliga värmeväxlaren för att värma och hålla värmen på det vatten som finns cirkulerande i hygienvattenledningarna. Det som kan bli problematiskt för en ytterligare förvärmning är rördragningen, då det kan bli både osmidigt och kostsamt. När det gäller att värma och hålla värmen på cirkulerande vatten kan det bli problematiskt om ingen tappning av varmvatten sker. Den temperaturgivare som finns i blandningsventil märker att temperaturen blir för hög och tillsätter då mer kallvatten för att det ska bli rätt temperatur, men eftersom inget vatten tappas blir det omöjligt att ta in mer vatten och det blir stop i systemet. Då cirkulationsflödet inte är känt så kan inga beräkningar på hur mycket energi som kan sparas genomföras. För schematisk bild se bilaga 9. 6

Alternativ 2) Det andra alternativet är att med hjälp av en värmepump, som placeras i värmecentralen, förvärma hygienvattnet. Precis som i alternativ 1 används en ackumulatortank. Kallt vatten leds in i botten på ackumulatortanken. Bottenvattnet pumpas sedan till värmepumpen som gör en första uppvärmning. En värmepump på 20 kw skulle värma vattnet till strax över 20ºC. Det upphettade vattnet pumpas sedan via värmeväxlaren vid kondensattanken till toppen på ackumulatortanken, vilket visas i figur 2 nedan. Det skulle leda till att temperaturen i toppen på ackumulatortanken och temperaturen i kondensattanken båda skulle ligga kring 26ºC. Det skulle innebära en besparing i dagsläget på ca 23 000 kr/ eller 20 000 kr/ om övergången till fjärrvärme genomförs (se bilaga 6). Med en värmepump med effekten 30 kw skulle besparingen vara 32 000 kr/ eller 28 000 kr/. Inget anbud är givet för alternativ 2. Det beror på att iden är utarbetad ifrån alternativ 1, men innefattar inte den stora utgiften som rördragningen mellan lufttrumman och ackumulatortanken medför. Det är för att minska konstruktionskostnaderna om det visar sig att alternativ 1 inte är genomförbart. Om alternativ 2, med en värmepump på 20 kw, ska vara genomförbart f kostnaderna inte överstiga 61 000 kr om en övergång till fjärrvärme genomförs (se bilaga 8). Genomförs inte övergången är den högsta kostnaden 70 000 kr. För schematisk bild se bilaga 10. Figur 2: Visar hur alternativ 2 kan komma att se ut. 7

Sänkta drifttider och frekvensomställning av fläktar Det finns besparingar att göra på drifttiderna på de större fläktar som används av företaget. Det är till- och frånluftsfläktar på kontorslokaler (LA02), fläkten för centraldammsugaren (LA07), till- och frånluftsfläkt för ventilationen av förpackningslokalerna (LA08) och till- och frånluftsfläkt för andra kontorslokaler (LA10). Fläktarna i fabriken g antingen på helfart eller på halvfart medan andra g antingen på helfart eller st stilla. I tabellen nedan g det att se vilka fläktar som kan justeras, drifttiderna de har idag, vilka de nya tiderna som är tänka och hur mycket kostnaden minskar med. Tabell 1: Visar nya och gamla drifttider på de fläktar som kan justeras. Visar även vilken förtjänst RSN gör på en sådan åtgärd per. TF st för tilluftsfläkt och FF frånluftsfläkt. Helfart: 1000 drifttimmar/ Halvfart: 1000 drifttimmar/ Ny Helfart: 1000 drifttimmar/ Ny Halvfart: 1000 drifttimmar/ Effekt högfart: (kw) Effekt lågfart: (kw) LA02 24 TF02 4,2-2,5 18 3,7 FF02 4,2-2,5 9,5 1,85 LA07 3,3-2,0 22-15 LA08 41 TF08 8,8-4,4 4,4 22 11 FF08 8,8-4,4 4,4 15 7,5 LA10 7 TF10 8,8-4,4-1,5 - FF10 8,8-4,4-1,5 - Totalt 46,9 0 24,6 8,8 87 Besparing: 1000 kr/ Genom att ställa ner dem till mer anpassade tider minskar elkostnaderna med över 87 000 kr/ för de berörda fläktarna (se bilaga 11). Drageringen Det är inte bara från värmecentralen som varmluft blåser ut ur fabriken. Frånluften på drageringen har en temperatur kring 40ºC under körning. Tanken var att återvinna värme från frånluften och värma upp tilluften innan den n det befintliga värmebatteriet. Det skulle göras med hjälp av två återvinningsbatterier och en värmepump. Installationen och utrustning skulle kosta ca 115 500 kr enligt ett anbud från Eskilstuna kyltjänst AB. Då drageringen bara har 730 drifttimmar/ ger det en förtjänst på under 10 000 kr/. Energiåtervinningen är inte intressant med de drifttider som finns i dagsläget. För att det skulle vara intressant bör drageringens drifttider bli ca 6 gånger längre (se bilaga 12). 8

Diskussion Resultatet tyder på att det skulle gynna företaget att gå över till fjärrvärme för de delar som klarar av det. Den beräknade besparingen här är inte exakt utan bygger på en del uppskattade värden. Det är tex svt att veta hur bra uppskattningen på avfuktaren är. Även det konstanta flödet för torkskåpen är uppskattat och lika så förvärmningen för både drageringen och torkskåpen. Det bör även påpekas att i installationsarbetet för fjärrvärmen tillkommer även vissa kostnader för att kunna utnyttja energin från både ånga och fjärrvärme. Vad gäller möjligheten att tillgodogöra sig spillvärmen från värmecentralen så kan det vara bra att använda sig av alternativ 1 eller 2, men det gäller att få ett bra pris på installationen. Vissa modifieringar kan då vara på sin plats om det medför lägre installationskostnader. Det finns fler system som kan optimeras. Det som hittills har orsakat företaget störst problem är kylsystemet. När det är varmt ute har kylsystemet inte klarat av att kyla hela byggnaden på ett tillfredställande sätt. Det beror delvis på att kylvatten temperaturen har gått upp några grader. Det upptäcktes även att både kylbatterier och rören för kylmediumet var väldigt igensatta. Hela systemet har fått en ordentlig genomgång så det är inte säkert att problemet med kylningen kommer att kvarstå. Därför bör man inte göra några förändringar i nuläget. Om det visar sig att problemen med kylningen kvarst kan det vara möjligt för RSN att utnyttja de befintliga kylkompressorer som värmepumpar. Värmen skulle utvinnas genom att sänka temperaturen på det ingående kylvattnet. Det skulle då vara möjligt att tillföra den värmen till exempelvis tilluften för drageringen. En mindre mängd kylvatten skulle behövas och drageringen skulle förbruka en mindre mängd energi. Någonting som däremot kan göras på en gång är att ändra temperaturen på det utgående kylvattnet vid kylkompressorerna. Genom att höja den utgående temperaturen behövs en mindre mängd kylvatten. På så vis sjunker kylvattenkonsumtionen. Bilagor 1. Beräkningar för övergång till fjärrvärme 2. Beräknat energibehov av ånga baserat på kondensatvattenflöden 3. Förtjänst på övergång till fjärrvärme 4. Beräkningar på spillvärmen från värmecentralen 5. Beräkningar för hygienvatten 6. Besparingsberäkningar för hygienvattnet 7. Anbud hygienvatten konstruktion, alternativ 1 8. Anbud hygienvatten konstruktion, alternativ 2 9. Schematisk bild för hygienvatten alternativ 1 10. Schematisk bild för hygienvatten alternativ 2 11. Sänkta drifttider och frekvensomställning av fläktar 12. Besparingsberäkningar för drageringen 9

Bilaga 1:1 Bilaga 1: Beräkningar för övergång till fjärrvärme Kostnadsberäkningarna nedan är baserade på kostnader och förbrukning under et -04. De siffror som gäller för i är inte långt ifrån de som används här. Om något har hänt så är det att priset för ångan gått upp vilket bara är ändå mer gynnsamt för projektet. Kostnaden för ånga är beräknad på skostnaden dividerat med sförbrukningen ånga i MWh. Årskostnad := 1.95 10 6 Årsförbrukning := 3100 kr MWh Årskostnad Årsförbrukning = 629.032 kr MWh Det ger en kostnad på 630 kr per MWh. Totala kostnaden ges i ekvationen under beroende på mängd ånga som förbrukas(x) i MWh. Energiproducenten har ett fast pris som st i relation med hur mycket energi som förväntas användas. Det priset är idag 150 000 kr/ för förbrukningen 3100 MWh. Då det fasta priset skulle gå ned vid en minskning av ånga beräknas det enbart som rörligt pris. Ånga ( x) := 630 x Kostnaden för fjärrvärmen är 540 kr per MWh. Den totala kostnaden fås ur ekvationen nedan beroende på förbrukad mängd fjärrvärme(y) i MWh. Då det är samma energiproducent av fjärrvärme som av ånga anpassas det fasta priset efter den förväntad konsumtion. För 3100 MWh låg det fasta priset på 194 000 kr/. Ekvationen som används anpassa därför som den rörliga kostnaden nedan: Fjärrvärme ( y) := 540y Installationskostnaderna för fjärrvärme är beräknad till ca 280 000 kr. För att allt ska kunna betala sig bör payoff tiden ligga på ca 3. Ligger den högre finns risken för att vissa delar kan börjar gå sönder innan de är avbetalda.

Dolda beräkningar: beräkning med minsta kvadratmetoden för att hitta den maximala mängden ånga som f användas om en övergång till fjärrvärme ska vara tänkbar Bilaga 1:2 Det maximala antal MWh ånga som f användas per för att det ska vara ekonomiskt försvarbart att byta till fjärrvärme: x max = 1.896 10 3 Det minimala antalet MWh fjärrvärme som f användas per för att det ska vara ekonomiskt försvarbart att byta till fjärrvärme: y min = 1.204 10 3 Då det finns processer på RSN som kräver ånga sätter dessa resultat gränserna för hur mycket ånga de f utnyttja, om det i framtiden ska vara lönsamt att utnyttja både fjärrvärme och ånga.

Bilaga 2:1 Bilaga 2: Beräknat energibehov av ånga baserat på kondensatvattenflöden Dolda beräkningar: anpassning med minsta kvadratmetoden för Cp-värden och densitet för vatten beroende av temperaturen T Torkskåp Beräkningar för hur mycket energi som används till torkskåpen per sker genom att vid ett tillfälle mäta kondensatflödet vid en uppstart. För att få en mer korrekt energiåtgång bör även den konstanta energiåtgången tas med i beräkningarna. Men på grund av avsaknad av de uppgifterna som krävs för de uträkningarna uppskattas den till 100 MWh för att det inte ska vara ett för lågt tilltaget värde. Räknar på utvunnen energi genom att addera energin för ångbildning och temperaturförändring. Ångbildningsentalpi för vatten vid 1 bar [J/kg] ångbildning := 2260 10 3 T kok := 100 Vattens kokpunkt T c_tork := 76 Temperatur på kondensatvattnet från torkskåpen Volym ( h) := h 0.58 0.4 Kondensatvattnet samlades upp i ett kärl med bottenytan 0.4*0.58 (m 2 ). Vattenhöjden ger volymen enligt ekvationen till vänster. Omvandling till massa ( ) m tork := Volym ( 0.028) ρ vatten T c_tork m tork = 6.328 kg

Bilaga 2:2 Energibehovet för en uppstart fås ur ekvationen nedan. Temperaturförändringen på vatten st enbart för 4 procent av det totala energibehovet för en uppstart. Energin tas alltså nästan uteslutande från ångbildningsenergin för uppvärmningen av de ångkrävande processerna. T kok E tork := m tork T c_tork Cp vatten ( T) dt + ångbildning E tork = 1.494 10 7 J uppstart Energibehovet för en uppstart multipliceras med antalet torkskåp och antalet uppstarter som sker i snitt per vecka. n torkskåp := 4 n uppstarter_tork := 46 12 Varje torkskåp startas uppskattningsvis 12 gånger per vecka och det görs under 46 veckor per. E tot_tork := E tork n torkskåp n uppstarter_tork E tot_tork = 3.299 10 10 J Omvandling till MWh: E tot_tork nmwh tork := 3600 10 6 nmwh tork = 9.163 MWh Den energi används av torkskåpen på ett Den totala mängden kondensatvatten från torkskåpen på ett : m tork_ := m tork n uppstarter_tork n torkskåp m tork_ 1.397 10 4 = kg

Bilaga 2:3 Dragering Beräkningar för hur mycket energi som används till drageringen sker genom att vid ett tillfälle mäta kondensatflödet vid en uppstart och den konstanta energiåtgången under körningarna. Räknar på utvunnen energi genom att addera energin för ångbildning och temperaturförändring. Ångbildningsentalpi för vatten vid 1 bar [J/kg] ångbildning = 2.26 10 6 T kok = 100 Vattens kokpunkt T c_drag := 76 Temperatur på kondensatvattnet från drageringen Volym ( h) h 0.4 0.58 Kondensatvattnet samlades upp i ett kärl med bottenytan 0.4*0.58 (m 2 ). Vattenhöjden ger volymen enligt ekvationen till vänster. Omvandling till massa ( ) m drag := Volym( 0.032) ρ vatten T c_drag m drag = 7.232 kg Energibehovet för en uppstart. T kok E drag := m drag T c_drag Cp vatten ( T) dt + ångbildning E drag 1.707 10 7 = J

Bilaga 2:4 Energibehovet för en uppstart multipliceras med antalet uppstarter i snitt per vecka: n uppstarter_drag := 46 4 3 3 st uppstarter per dag, 4 dagar i veckan, 46 veckor per E tot_drag := E drag n uppstarter_drag E tot_drag = 9.425 10 9 J Omvandling till MWh: E tot_drag nmwh drag := 3600 10 6 nmwh drag = 2.618 MWh Energibehovet för samtliga uppstarter av drageringen på ett Det konstanta energibehovet för drageringen V flöde := 0.95 ρ luft := 1.2 m 3 s kg m 3 Det konstanta flödet till drageringen under körningarna m flöde_luft := V flöde ρ luft m flöde_luft = 1.14 kg s

Bilaga 2:5 Cp luft := 1005 J kg C T in := 23 Temperaturen på ingående flöde och den högsta temperaturen (C) som används för drageringen. Ingående luft är förvärmd till ca 23 grader innan det slutligen värms till 65 grader före drageringen T max := 65 T drag := T max T in P konst := m flöde_luft Cp luft T Effekt som krävs för att värma drag luftflödet från ingående temperatur till temperaturen som behövs för processen P konst = 4.812 10 4 W drifttid := 4 4 46 3600 Drageringen körs ca 4 h per dag, 4 ggr i veckan. Ett arbets motsvarar ca 46 veckor nmwh drag_konst := P konst drifttid 3600 10 6 nmwh drag_konst = 35.416 Den energi som g åt under körningarna per Den kondensatvattenmassa energin motsvarar: m drag_konst P konst drifttid := T kok Cp vatten ( T) dt + ångbildning T c_drag m drag_konst = 5.401 10 4 kg

Bilaga 2:6 Totala energibehovet för drageringen uttryckt i MWh per : nmwh drag_tot := nmwh drag_konst + nmwh drag nmwh drag_tot = 38.034 MWh Den totala mängden kondensatvatten från drageringen på ett : m drag_ := m drag n uppstarter_drag + m drag_konst m drag_ = 5.8 10 4 kg

Bilaga 2:7 Destillationen Beräkningar för hur mycket energi som används till destillationen sker genom att vid ett tillfälle mäta kondensatflödet vid en uppstart och den efterföljande så kallade dumpningen. Det konstanta flödet som behövs för att hålla det destillerade vattnet vid rätt temperatur fås genom beräkning av uppskattade värden. Räknar på utvunnen energi genom att addera energin för ångbildning och temperatur förändring. Ångbildningsentalpi för vatten vid 1 bar [J/kg] ångbildning = 2.26 10 6 Uppstart: T kok = 100 Vattens kokpunkt T c_dest := 90 Temperatur på kondensatvattnet från destillationen Volym ( h) h 0.4 0.58 Kondensatvattnet samlades upp i ett kärl med bottenytan 0.4*0.58 (m). Vatten höjden ger volymen enligt ekvationen till vänster. Omvandling till massa ( ) m uppstart := Volym( 0.172) ρ vatten T Massan kondensatvatten som c_dest gick åt för att genomföra uppstartdelen av destillationen m uppstart = 38.518 kg Dumpning: En körning för destillationen tar 3.0 h. Uppstarten tog 8.0 min. Resten av tiden gäller så kallad dumpning. Volymsmätningen gjordes under 5.0 min vid dumpning. Resultatet nedan är den totala mängden kondensatvatten som krävs för dumpning ( ) m dumpning_dest := Volym( 0.118) ρ vatten T c_dest 3600 3 8 60 5 60 m dumpning_dest = 909.016 kg körning

Bilaga 2:8 Energibehovet för uppstart och dumpning: ( ) E dest := m dumpning_dest + m uppstart T kok T c_dest Cp vatten ( T) dt + ångbildning E dest = 2.181 10 9 J Energibehovet multipliceras med ett medeltal för antalet körningar per månad: n_dest := 6 11 6 körningar per månad, 11 arbetsmånader E tot_dest := n_dest E dest E tot_dest = 1.44 10 11 J Omvandling till MWh E tot_dest nmwh dest := 3600 10 6 nmwh dest = 39.99 MWh

Bilaga 2:9 Det konstanta energibehovet för att hålla värmen i destillationens ackumulatortank: Uppskattade värden för hur mycket energi som g åt att hålla temperaturen i ackumulatortanken Mantelarean [m 2 ] d 1 := 1.5 h 1 := 2.5 A 1 := d 1 π h 1 Tjocklek [m] och värmekonduktivitet [W/m*C] för skyddat hölje av mineralull och aluminium δ Al := 0.015 λ Al := 218 δ mineralull := 0.1 λ mineralull := 0.041 Temperaturskillnaden mellan vattnet och omgivande luft T destvatten := 80 T vvxrum := 34 T dest := T destvatten T vvxrum Alfa-värdet fås från den empiriska formeln för egenkonvektion för luft enligt Nusselt 1, förbi enkla lodräta väggar: α := 3.5 + 0.09 T dest Beräkningarna för vilken effekt som lämnar ackummulatortanken: k := 1 α + δ 1 λ Al + δ 2 λ 2 1 P := k A 1 T dest P = 210.867 W 1 Henrik Alvares, 2003, Energi Teknik, Studentlitteraturen Lund, ISBN 91-44-02894-6

Ackumulatortanken avger konstant värme vilket ger den en tidsperiod på 24 h per dygn i 365 dagar om et. Bilaga 2:10 tidsperiod := 3600 24 365 Det totala energibehovet för att hålla en konstant temperatur: Energi := P tidsperiod Energi = 6.65 10 9 Joule När totala energin är känd så g det att räkna ut vilket kondensatflöde som det motsvarar Dolda beräkningar: successiv närmning för att hitta kondensat flödet m konst_dest = 2.889 10 3 kg Den totala mängden kondensatvatten som kommer från destillationen på ett : ( ) n_dest m dest_ := m dumpning_dest + m uppstart + m konst_dest m dest_ = 6.254 10 4 kg Omvandling till MWh: nmwh dest_konst := Energi 3600 10 6 nmwh dest_konst = 1.847 MWh Den totala energin som används till destillationen på ett : nmwh dest_tot := nmwh dest_konst + nmwh dest nmwh dest_tot = 41.837 MWh

Bilaga 2:11 Avfuktaren Beräkningar för hur mycket energi som används till avfuktaren sker genom att vid ett tillfälle mäta kondensatflödet under en bestämd tid. Räknar på utvunnen energi genom att addera energin för ångbildning och temperatur förändring. Ångbildningsentalpi för vatten vid 1 bar [J/kg] ångbildning = 2.26 10 6 T kok = 100 Vattens kokpunkt T avfukt := 90 Temperatur på kondestvattnet från avfuktaren Volym ( h) h 0.4 0.58 Kondensatvattnet samlades upp i ett kärl med bottenytan 0.4*0.58 (m 2 ). Vatten höjden ger volymen enligt ekvationen till vänster. ( ) massa avfukt := Volym( 0.057) ρ vatten T avfukt massa avfukt = 12.765 Tiden under vilken kondensatvattnet samlades upp tid := 10 60 + 24 Drifttiden på avfuktaren varierar med luftfuktigheten, men g bara dagtid. Mätningen gjordes den 16/5 då det var klart och ganska bra väder. Med hjälp av ansvarig på företaget uppskattades det till ett ganska bra medelvärde för alla månader utom de allra kallaste. För att kompensera för fuktighetsförändringar uppskattas drifttiden på avfuktaren till ca 9 h per dag i 200 dagar per. drifttid avfukt := 3600 9 200 Den totala massan per blir då det tillfälliga massflödet multiplicerat med drifttiden. massa avfukt m avfukt := drifttid tid avfukt

Bilaga 2:12 Det liga energibehovet: T kok E avfukt := m avfukt T avfukt Cp vatten ( T) dt + ångbildning Omvandling till MWh: E avfukt nmwh avfukt := 3600 10 6 nmwh avfukt = 84.764 MWh Det totala energibehovet för ett helt : nmwh tot := nmwh dest_tot + nmwh drag_tot + nmwh tork + nmwh avfukt nmwh tot = 173.798 MWh Den totala kondensatvattenmängden som samlas upp varje : m kond_tot := m drag_ + m tork_ + m dest_ m kond_tot = 1.345 10 5 kg

Bilaga 3:1 Bilaga 3: Förtjänst på övergång till fjärrvärme I bilaga 2 beräknas vilken energi som de ångkrävande processerna använder. Totalt ger det 170 MWh men för att kompensera för att det konstanta energibehovet på torkskåpen inte finns med läggs 100 MWh till. För att ha marginal för uppskattningar läggs ca 50 % eller 130 MWh på. Det ger då att 400 MWh ånga används, resterande energibehov kommer då att tillgodoses med fjärrvärme. utnyttjad := 400 resterande := 3100 utnyttjad MWh MWh Efter fjärrvärmeinstallationen skulle det bli en ny skostnad för samma energimängd, där varje MWh från ånga kostar 630 kr och för fjärrvärme 540 kr, vilket visas nedan. nyskostnad := Ånga ( utnyttjad ) + Fjärrvärme ( resterande ) nyskostnad = 1.737 10 6 kr Nedan visas den förtjänst RSN gör vid övergången till fjärrvärme: Besparing := Årskostnad nyskostnad Installationskostnad pay_off_tid Besparing = 1.197 10 5 kr

Bilaga 4:1 Bilaga 4: Beräkningar på spillvärmen från värmecentralen Del I: Rektangulär lufttrumma För att kunna räkna ut korrekta flöden måste hänsyn tas till flödesprofilerna i de olika rören. För det cirkulära röret måste man ta hänsyn till hur stor del av totala arean som en hastighetsvektor i flödesprofilen inbegriper, vilket görs i beräkningarna under del 2. För att beräkningarna för det rektangulära röret ska bli korrekta behöver man räkna med hur flödesprofilen ser ut både längs höjden och bredden. I beräkningarna i del 1 beräknas bara hastighetsprofilen längs höjden. Det medför ett fel, men som är försumbart. Bredden := 0.60 Höjden := 0.40 Rörets mått (m) Arean := Bredden Höjden Fyra mätningar gjordes på olika höjder i röret. Resultatet fördes in i tabellen v 11, där avståndet är i meter (0.058-0.4) och hastigheten i meter per sekund(3.7-4.07). Flödesprofilen är en parabelfunktion så flödeshastigeten är densamma i punkten 0.058 meter som med det avståndet till motsatt sida, 0.4-0.058 meter. Hastigheten vid väggarna är noll, men ges ett värde i tabellen för att ge en bra anpassad funktion genom de övriga punkterna. v 11 := 0 0.058 0.098 0.128 0.168 0.4 0.168 0.4 0.128 0.4 0.098 0.4 0.058 0.4 3.3 3.70 3.78 3.90 4.07 4.07 3.90 3.78 3.70 3.3 Dolda beräkningar: anpassning med minsta kvadratmetoden som visar hastigheten beroende på höjden, vart i ventilationstrumman det är.

Bilaga 4:2 Funktionen v 1 är anpassad för att följa de uppmätta flödena med avståndet h från kanten på lufttrumman. Metoden ger ett visst fel men är så pass litet att det g att frånse det, vilket visas nedan. v 1 ( 0.058) = 3.662 v 1 ( 0.098) = 3.84 v 1 ( 0.128) = 3.936 Beräkningen av integralen kommer att göras från mitten och ut till kanten. För att kunna göra en bra beräkning av profilen delas den upp i bitar som integreras. Det är funktionen v 1 som integreras från mitten (0.2) till 0.4-0.058. Därifrån har funktionen z skapats för att symbolisera den avrundning av profilen som finns vid turbulentströmning. z integreras då från 0.4-0.058 till kanten (0.4). Beräkningarna nedan visar att det är turbulent strömning i det rektangulära röret. För turbulenta flöden gäller Re>2100 (ungefärligt). Omkrets := Bredden 2 + Höjden 2 Den hydrauliska diametern för det rektangulära röret beräknas enligt formeln: d h := 4 Arean Omkrets v := 3.5 ν := 1.46 10 5 Hastigheten är tagen från den beräknade medelhastigheten längre ner. Kinematisk viskositet för luft vid 15 grader C Re 1 := d h v ν Re 1 = 1.151 10 5 Reynolds värdet, som är ett mått på om strömningen är laminär eller turbulent, är långt över gränsvärdet på 2100. Det visar att flödet här är turbulent.

Bilaga 4:3 z( q) := 3.7 750( q 0.33) 2 Funktionen z ger en avtagande kurva som ska symbolisera profilen för ett turbulent flöde. Funktionen ska ge ett värde kring 3.7 för h=0 och ett värde kring 0 för h=0.4 z( 0.4 0.058) = 3.592 z( 0.4) = 0.025 Graf 1: Visar hur den anpassade funktionen v 1 (heldragen) följer de uppmätta värdena v 12 (kryssen och den prickad linjen som sammanbinder dem). Den tredje linjen z beskriver hur flödesprofilen g från de uppmätta värdena till hastigheten 0 precis vid väggen. h := 0, 0.001.. 0.4 q := 0.34, 0.35.. 0.40 6 Hastigheten i röret i m/s v 1 ( h) 1 v 12 z( q) 4 2 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0 h, v 12, q Höjden i röret (h) i meter Funktionen v 1 integreras sedan från 20 cm till 34.2 cm och funktionen z från 34.2 cm till kanten av lufttrumman. De adderas och divideras sedan med halva höjden. Det ger ett medelflöde som sedan multipliceras med arean och 3600 för att få fram flödet genom röret i m 3 /h. 0.2 v 1medel := v 1medel = 3.421 V 1flöde_luft := 0.4 0.058 m s v 1medel Arean 0.4 v 1 ( h) dh + z( h) dh 0.4 0.058 Höjden 2 Spillflöde_rektangulärt := V 1flöde_luft 3600 Spillflöde_rektangulärt = 2.956 10 3 m 3 h

Del II: Cirkulär lufttrumma Bilaga 4:4 D := 0.63 Rörets diameter (m) Fyra mätningar gjordes på olika avstånd från rörets kant längs rörets diameter. Resultatet fördes in i tabellen v 22, där avståndet är i meter(0.058-0.63) och hastigheten i meter per sekund(3.9-4.7). Flödesprofilen är en parabelfunktion så flödeshastigheten är densamma i punkten 0.058 meter som med det avståndet till motsatt sida, 0.63-0.058 meter. Hastigheten vid väggarna är noll, men ges ett värde i tabellen för att ge en bra anpassning av funktion v 2 till uppmätta punkterna v 22. Se graf 2. v 22 := 0 0.058 0.098 0.128 0.168 0.63 0.168 0.63 0.128 0.63 0.098 0.63 0.058 0.63 3.8 3.9 4.3 4.4 4.7 4.7 4.4 4.3 3.9 3.8 Funktionen v 2 är anpassad för att följa de uppmätta flödena med avståndet d från kanten av lufttrumman. Metoden ger ett visst fel men är så pass litet att det g att frånse det, vilket visas nedan. Dolda beräkningar: anpassning med minsta kvadratmetoden som visar hastigheten beroende på höjden, vart i ventilationstrumman det är. v 2 ( 0.098) = 4.298 v 2 ( 0.128) = 4.439 v 2 ( 0.168) = 4.594

Beräkningarna nedan visar att det är turbulent strömning i det rektangulära röret. För turbulenta flöden gäller Re>2100 (ungefärligt). Bilaga 4:5 D = 0.63 Diametern i meter v2 := 3.9 Hastigheten är tagen från den beräknade medelhastigheten längre ner. ν = 1.46 10 5 Kinematisk viskositet för luft vid 15 grader C Re 2 := D v2 ν Re 2 = 1.683 10 5 Reynolds värdet, som är ett mått på om strömningen är laminär eller turbulent, är långt över gränsvärdet på 2100. Det visar att flödet här är turbulent. Funktionen y ger en avtagande kurva liknade den för ett turbulent flöde. Funktionen ska ge värdet 3.9 för x=0.572 och värdet 0 för x=0.63 y( x) := 3.9 1157( 0.572 x) 2 y( 0.63) = 7.852 10 3 y( 0.572) = 3.9

Graf 2: Visar hur den anpassade funktionen v 2 (heldragen) följer de uppmätta värdena v 23 (kryssen och den prickade linjen som sammanbinder dem). Den tredje linjen y beskriver hur flödesprofilen g från de uppmätta värdena till hastigheten 0 precis vid väggen. Bilaga 4:6 x := 0.57, 0.58.. 0.63 d := 0, 0.01.. 0.63 10 Hastigheten i röret i m/s v 2 ( d) 1 v 23 y( x) 5 0 0 0.2 0.4 0.6 0 d, v 23, x Avståndet från kanten av röret i meter Flödet fås genom att integrera de två ekvationerna från mitten och ut till kanten. För att det ska vara möjligt måste ekvationerna korrigeras lite då de är gjorda för att beskriva funktioner från kant till kant. Därför adderas 0.315 till funktionen v 2 så att den gäller från mitten och ut. Det samma görs med funktionen y men där adderas 0.257. v 2 integreras sedan från 0 till 0.257 och y från 0.257 till 0.315. Funktionen y 3 är baserad på y men justerad så att den ger värdet 3.9 för x=0.257 och 0 för x=0.315. Det är ett måste för att kunna beräkna hasighetsprofilen i det cirkulära röret genom integrering. Även v 2 är anpassad för det ändamålet. Integreringen måste vara från mitten och utåt för att det ska ge ett korrekt svar.

Area( r) := πr 2 Bilaga 4:7 0.257 V flöde2 := 0 0.315 d v 2 ( r + 0.315) r dr Area( r) d + 0.257 d y( r + 0.257) r dr Area( r) d V flöde2 = 1.204 V flöde2 π D 2 2 = 3.862 m s Hastigenheten som används för att bekräfta att det är turbulent strömning i lufttrumman. Spillflöde_cirkulärt := V flöde2 3600 Spillflöde_cirkulärt = 4.334 10 3 Totaltflöde := Spillflöde_cirkulärt + Spillflöde_rektangulärt Totaltflöde = 7.289 10 3 Det totala flödet är 7300 m 3 /h enligt beräkningarna ovan. Mätningar gjorda av ett företag på plats visade på flöden på 1100 l/s T=24 C 600 l/s T=34 C vilket totalt ger ungefär 6120 m^3/h. Då det skiljer en del mellan de två flödena används det lägsta för ha marginal i beräkningarna.

Det beräknade totalflödet är intressant då det g att beräkna hur stor värmeeffekt det g att utvinna från luften. Bilaga 4:8 Det är troligt att det g att sänka den utgående temperaturen till 5 grader C. Det skulle innebära att effekten som g att utvinna är: T ut := 5 600 T in := 1700 34 + 1100 1700 24 De två utgående flödena har olika temperaturer. För att få en ungefärlig temperatur på den utgående luften, om de båda flödena skulle slås ihop, viktas temperaturen mot flödet. Den utgående temperaturen borde då vara 27.5 grader C. T in = 27.529 T := T in T ut ρ luft_medel := 1.2 kg m 3 Cp luft := 1005 J kg C 6120 P utvinna := 3600 ρ luft_medel Cp luft T Beräkningarna baseras på flödet uppmätt av det anlitade företaget dvs. 6120 m 3 /s. P utvinna = 4.619 10 4 W Det g att utvinna ca 46 kw om den utgående luften sänks till 5 grader C

Bilaga 5:1 Bilaga 5: Beräkningar för hygienvatten Anpassning av en funktion av Cp och densitet för vatten med hänseende på temperaturen genom minsta kvadratmetoden Dolda beräkningar: anpassning av Cp och densitet för vatten Temperaturen på det ingående vattnet är 7 grader och upphettas till 70 grader T k := 7 T h := 70 In och utgående temperatur i Celsius En flödesmätare har installerats och efter beräkningar blir medel flödet 0.8 m 3 /h: uppmätt := 0.8 m 3 h m flöde := uppmätt ρ vatten ( T k ) 3600 m flöde = 0.222 kg s Den tillförda effekten som krävs för att upphetta det kända flödet är: T h P := m flöde C p_vatten ( T) dt T k P = 5.851 10 4 W

Bilaga 5:2 Energin som förbrukas för uppvärmning under ett : E := P 3600 9 230 E = 4.36 10 11 Den energin motsvarar ca 120 MWh: nmwh := E 3600 10 6 nmwh = 121.117 Priset på ånga är 630 kr per MWh. Kostanden för att värma hygienvattnet med ånga är skostnad_hygienvatten 1. Om en övergång till fjärrvärme blir av kommer hygienvattnet att bli uppvärmt av fjärrvärmen. Kostnaden för fjärrvärme är 550 kr per MWh. Kostnaden för att värma hygienvattnet med fjärrvärme är skostnad_hygienvatten 2 : pris 1 := 630 kr pris 2 := 550 MWh skostnad_hygienvatten 1 := nmwh pris 1 skostnad_hygienvatten 1 = 7.63 10 4 skostnad_hygienvatten 2 := nmwh pris 2 skostnad_hygienvatten 2 = 6.661 10 4

Bilaga 6:1 Bilaga 6: Besparingsberäkningar för hygienvattnet Siffror för effekt, massflöde och hygienvatten kostnaderna kommer från beräkningar i bilaga 5. Effekt som i dagsläget tillförs hygienvattnet: P = 5.851 10 4 W Hygienvattenflöde (medelflöde): m flöde = 0.222 kg s Nedan beräknas hur stor förtjänst som görs per beroende på till vilken temperatur som hygienvattnet kan förvärmas. Besparingen är räknad både mot energikostnaden för ångan som används idag (sparad 1 ) men även hur stor besparingen blir vid en övergång till fjärrvärme (sparad 2 ). Besparingen fås genom att se hur stor del av den nuvarande uppvärmningen som måste finnas kvar för att värma upp hygienvattnet. T h P 1 ( T) := m flöde C p_vatten ( T) dt T sparad 1 ( T) sparad 2 ( T) P P 1 ( T) := skostnad_hygienvatten P 1 P P 1 ( T) := skostnad_hygienvatten P 2 Förtjänst beräknad för priset på ånga Förtjänst beräknad på fjärrvärme priset Exempel: Om hygienvattnet förvärmts till 35 grader C är besparingen för ånga 34 000 kr/ och 30 000 kr/ vid en övergång till fjärrvärme: sparad 1 ( 35) = 3.394 10 4 sparad 2 ( 35) = 2.963 10 4 kr kr ånga fjärrvärme

Bilaga 6:2 Alternativ 1: I bilaga 4 beräknas det att det g att ta tillvara på ca 46 kw av spillvärmen från värmecentralen. Nettovinsten räknas på 75% (som för en värmepump) vilket innebär 34.5 kw per. P netto = 3.45 10 4 kw T P netto m flöde C p_vatten ( T) dt T k T max = 44.138 Det innebär att hygienvattnets temperatur höjs till 44 grader C om återvinningen av överskottsvärmen från värmecentralen tas tillvara på enligt alternativ 1. Besparingen i dagsläget blir då 43 000 kr/ och vid en övergång till fjärrvärme 39 000 kr/. sparad 1 ( 44) = 4.482 10 4 kr ånga sparad 2 ( 44) = 3.913 10 4 kr fjärrvärme

Alternativ 2: Bilaga 6:3 I alternativ 2 används en värmepump med effekten 20 kw. Netto effekten för värmepumpen blir då 15 kw. Även här i samråd med Eskilstuna kyltjänst, då värmepumpen f en bra verkningsgrad. P vp := 20 10 3 W Effekten som värmepumpen ger P vp.netto = 1.5 10 4 W kg m flöde = 0.217 Massflöde hygienvatten s Beräknat på värmepumpens effekt g det att förvärma hygienvattnet till 23 grader C. Dolda beräkningar: Successiv närmning för att få fram slut temperaturen T slut = 23.113 Då värmepumpen g dygnet runt och hygienvatten endast förbrukas under dagtid finns det en buffert om flödet för hygienvattnet skulle bli större. Värmepumpen kan då arbeta upp temperaturen i ackumulatortanken under natten. Tanken är att kondensatvattnet sedan värmer upp hygienvattnet ytterligare. Kostnaderna för den el cirkulationspumpen kräver är inte medräknat här. m kond := 1.345 10 5 tid := 230 12 3600 kg s Den totala massan kondensat under ett Den tid som kondensat produceras per m kond m flöde_kond := tid m flöde_kond = 0.014 kg s Genomsnitts flöden som kan ge en den möjliga temperaturen

Bilaga 6:4 78 P kond ( T) := m flöde_kond C p_vatten T ( T) dt Effekten som kan avges till hygienvattnet från 78 grader C ner till temperaturen T T P hyg ( T) := m flöde C p_vatten ( T) dt T slut Effekten som behövs för att värma hygienvattnet från T slut grader C till temperaturen T. Dolda beräkningar: Successiv närmning för temperaturen för kondensat- och hygienvattnet. T slut2 = 26.265 Temperaturen på hygienvattnet och kondensatvattnet kommer att hamna på 26 grader C. Den sparade kostanden för alternativ 2 blir då 23 000 kr/ för ånga och 20 000 kr/ för fjärrvärme: ( ) = 2.338 10 4 sparad 1 T slut2 ( ) = 2.041 10 4 sparad 2 T slut2 kr kr ånga fjärrvärme Om man istället väljer att använda en värmepump på 30 kw skulle sluttemperaturen bli 34 grader C. Det skulle ge en besparing på 32 000 resp. 28 000 kr/.

Bilaga 7:1 Bilaga 7: Anbud hygienvatten konstruktion, alternativ 1 Anbudet för alternativ 1 för hygienvatten konstruktionen ligger på 150 000. I anbudet ing leverans samt montering av värmepump i undercentral. Installation av ackummulatortank 500 l samt cirkulationspump. Montering av styr för automatisk drift. Montering av plattvärmeväxlare för uppvärmning av vvc retur från ångkondenstank. Elektrisk installation. Igångkörning samt injustering av Eskilstuna kyltjänst AB levererad utrustning. Anbud := 150000 kr Besparingen för hygienvattnet från bilaga 6 finns nedan. För att det ska vara lönsamt att genomföra alternativ 1 måste besparingen för uppvärmningen av hygienvattnet täcka kostnaden för anbudet dividerat med payoff tiden som är satt till 3. Sparad ånga := 44820 kr Sparad fjärrvärme := 39130 payoff := 3 Anbud Totalt ånga := Sparad ånga payoff Totalt ånga = 5.18 10 3 kr Anbud Totalt fjärrvärme := Sparad fjärrvärme payoff Totalt fjärrvärme = 1.087 10 4 kr Som beräkningarna ovan visar är det inte ekonomiskt försvarbart att genomföra alternativ 1 enligt anbudet oavsett om en övergång till fjärrvärme genomförs eller ej. Det skulle gå att räkna hem om payoff tiden skulle göras längre, men det ger en väldigt liten marginal för eventuella fel som kan uppstå. Det är också troligt att det skulle gå att få ett längre anbud för att genomföra alternativ 1.

Bilaga 8: Anbud hygienvatten konstruktion, alternativ 2 Bilaga 8:1 För alternativ 2 har inget anbud gjorts. Det är en lösning som skulle minska installationskostnaderna med utgång från alternativ 1. Besparingen för alternativ 2 finns nedan. Utifrån de beräknas hur mycket konstruktionen f kosta för att det ska vara genomförbart. Besparing ånga := 23380 Besparing fjärrvärme := 20410 kr Maxanbud ånga := Besparing ånga payoff Maxanbud ånga = 7.014 10 4 kr Maxanbud fjärrvärme := Besparing fjärrvärme payoff Maxanbud fjärrvärme = 6.123 10 4 kr Den maximala kostnaden för alternativ 2 är 70 000 kr beräknat på ånga och 61 000 kr beräknat på fjärrvärme för en lösning med en värmepump på 20 kw.

Bilaga 11:1 Bilaga 11: Sänkta drifttider och frekvensomställning av fläktar Beräkningar för hur mycket elen kostar per kwh: Årsförbrukning := 1594792 kwh Årskostnad := 1024057 kr Momsavdrag := 0.2 kr_per_kwh := Årskostnad Årsförbrukning ( 1 Momsavdrag ) kr_per_kwh = 0.514 kr kwh Beräkningarna visar att elen kostar ca 51 öre/kwh. I det priset finns alla fasta kostnader och avgifter medtagna. Fläktar: Nedan finns antalet timmar per dygn som fläktarna g på helfart. t 2 st för antalet helfartstimmar för fläktarna i LA02, t 7 st för antalet helfartstimmar som fläktarna i LA07 och så vidare. h t 2 := 18.25 t 8 := 24 dygn h dygn t 7 := 18 h dygn t 10 := 24 h dygn

LA02: Bilaga 11:2 LA02 som förser vissa av kontorslokalerna med luft har en drifttid på helfart 18.25 timmar per dygn. Den g bara vardagar vilket är ungefär 230 dagar per. LA02 g antingen på helfart eller är avslagen vilket visas nedan. Högfart LA02 ( t) := 3600 230 t Antal timmar per som den g på helfart och halvfart Lågfart LA02 := 0 Drift_h_LA02_högfart := 230 t 2 Antal drifttimmar per vilket förs in i tabell 1 i rapporten. Drift_h_LA02_högfart = 4.197 10 3 h Tilluftsfläkten för LA02, TF02, drar 18 kw på helfart och 3.7 kw på halvfart. E TF02 ( t) := Högfart LA02 ( t) 18 + Lågfart LA02 3.7 Frånluftsfläkten för LA02, FF02, drar 9.5 kw på helfart och 1.85 kw på halvfart. E FF02 ( t) := Högfart LA02 ( t) 9.5 + Lågfart LA02 1.85 E LA02 ( t) := E FF02 ( t) + E TF02 ( t) E LA02 t 2 ( ) 4.156 10 8 = kj Till- och frånluften förbrukar idag 0.4 TJ per.

LA07: Bilaga 11:3 LA07 är för centraldammsugaren som suger upp pencillindamm från processen. Den g 18 timmar per dag, 4 dagar i veckan under 46 veckor per. LA07 g antingen på helfart eller är avslagen. Fart LA07 ( t) := t 4 3600 46 Antal timmar per som den g på helfart och halvfart Lågfart LA07 := 0 Drift_h_LA07_högfart := 4 46 t 7 Antal drifttimmar per vilket förs in i tabell 1 i rapporten. Drift_h_LA07_högfart = 3.312 10 3 h Tilluftsfläkten har en effekt på 22 kw. E LA07 ( t) := Fart LA07 ( t) 22 E LA07 t 7 ( ) 2.623 10 8 = kj Den totala energin som LA07 förbrukar idag är 0.26 TJ per. LA08: LA08 är till- och frånluft fläktarna för förpackningslokalerna. Den g idag dygnet runt, men det är tänkt att låta fläktarna gå på halvfart en del av dygnet. Högfart LA08 ( t) := t 3600 365 Antal timmar per som den g på helfart och halvfart Lågfart LA08 ( t) := ( 24 t) 3600 365 Drift_h_LA08_högfart := 365 t 8 Antal drifttimmar per vilket förs in i tabell 1 i rapporten. Drift_h_LA08_högfart = 8.76 10 3 h

Bilaga 11:4 Tilluftsfläkten har en effekt på 22 kw och frånluftsfläkten en effekt på 15 kw. Med hjälp av frekvensomställning kan fläktarnas förbrukning gå ned till hälften mellan bestämda tider. E TF08 ( t) := Högfart LA08 ( t) 22 + Lågfart LA08 ( t) ( 22 0.5) E FF08 ( t) := Högfart LA08 ( t) 15 + Lågfart LA08 ( t) ( 15 0.5) E LA08 ( t) := E FF08 ( t) + E TF08 ( t) E LA08 t 8 ( ) 1.167 10 9 = kj Till- och frånluften förbrukar idag tillsammans 1.1 TJ per. LA10: Drift_h_LA10_högfart := 365 t 10 LA10 är till- och frånluftsfläktar för andra kontorslokaler. De g idag på helfart dygnet runt. Det är tänkt att de bara ska gå under arbetstid. Högfart LA10 ( t) := t 3600 365 Antal timmar per som den g på helfart Drift_h_LA10_högfart = 8.76 10 3 h Antal drifttimmar per vilket förs in i tabell 1 i rapporten. Både till- och frånluftsfläkten har en effekt på 1.5 kw. E TF10 ( t) := Högfart LA10 ( t) 1.5 E FF10 ( t) := Högfart LA10 ( t) 1.5 E LA10 ( t) := E TF10 ( t) + E FF10 ( t) E LA10 t 10 ( ) 9.461 10 7 = kj Energi förbrukningen är idag 95 GJ per.

Bilaga 11:5 Total förbrukning: E idag := E LA02 t 2 ( ) E LA07 ( t 7 ) ( ) ( ) + + E LA08 t 8 + E LA10 t 10 E idag = 1.939 10 9 kj Den totala förbrukningen per är i dagsläget 1.9 TJ: n_kwh idag := E idag 3600 n_kwh idag = 5.387 10 5 kwh Vilket motsvarar 0.54 GWh per. Kostandsberäkningar: kostand := n_kwh idag kr_per_kwh kostand = 3.459 10 5 kr Den totala kostnaden för fläktarna i LA02, LA07,LA08 och LA10 är idag ca 35 000 kr per. De nya helfartsdrifttiderna för LA02, LA07,LA08 och LA10: t 2ny := 11 h dygn Drifttiden sänks med ca 7 h. Den resterande tiden kommer fläktarna att gå på halvfart. t 7ny := 10.75 h dygn Drifttiden för kommer att sänkas med nästan 8 h. När den inte körs på helfart kommer den att stå stilla. t 8ny := 12 h dygn Drifttiden kommer att halveras till 12 h. Den resterande tiden kommer fläktarna att gå på halvfart. t 10ny := 12 h dygn Drifttiden kommer att halveras till 12 h. Den resterande tiden kommer fläktarna att stå stilla.