Hur välja v rätt r lösning l när n r både b teknik, miljö och ekonomi är r i fokus? Per Jonasson Kyl & VärmepumpfV rmepumpföretagenretagen Swegon Air Academy - november 2011
Nyckeln till en lyckad installation är r att tillvarata och optimera både tekniska, miljömässiga och ekonomiska förutsättningar. ttningar.
Innehåll 1. Påverkande faktorer 2. Begrepp att känna till och kunna använda 3. Exempel 4. Sammanfattning
Påverkande faktorer Energi- affären Marknad Kvalitet & Miljö Ekonomi
Påverkande faktorer Ägande Anläggningsägareggningsägaregare Förvaltare Hyresgäst st Energi- affären Infrastruktur Nyetableringsområde, Green field Befintlig bebyggelse Enstaka fastigheter eller områden/stadsdelar Synergieffekter Sammanlagring Stora kylanät t => Sammanlagring = 0,7-0,9 0,9 Individuella kylanät t => Redundans = 1,0-1,4 1,4 Kombinerat kyl- och värmebehovv
Energi- affären
Lastprofil - energisynergi Energi- affären Värmebehov Kylbehov jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec
Påverkande faktorer Marknad Produktkvalitet och drifttillgänglighet Energidensitet och sammansättning lägenhet/kontor/kommersiellt Industri Utvecklingstakt
Påverkande faktorer Ekonomi Investerings-, drifts- och underhållskostnad Återbetalningstid Nuvärde Internränta IRR Kassaflöde Ekonomi
Påverkande faktorer Ekonomi Investerings-, drifts- och underhållskostnad Återbetalningstid 5-7 år Nuvärde Internränta IRR 15-20% Kassaflöde Positivt inom ca. 3 år 20 000,0 Example DC project Exempel på större kylprojekt Ekonomi 15 000,0 10 000,0 5 000,0 0,0-5 000,0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024-10 000,0-15 000,0-20 000,0-25 000,0-30 000,0 Yearly cash-flow Acc cash-flow
Påverkande faktorer Kvalitet & Miljö Miljöpåverkan Köldmedium Resursutnyttjande El Vatten Övriga kemikalier Frikyla Frivärme Sjö-/älv-/havsvatten Ute-/frånluft Fjärrvärme/spillvärme Värmeåtervinning Produktkvalitet, drifttillgänglighet och leveranssäkerhet Rätt temperatur Drift- och kapacitetsgarantier Driftstrategi - energilagring Elpris rakt eller tariff Säsongslager - Akvifär Dygnslager - Ackumulator
Påverkande faktorer Energi- affären Marknad Kvalitet & Miljö Ekonomi
Begrepp att känna till och kunna använda COP (Coefficient of Performance) eller EER (Energy Efficiency Ratio) Aggregatverkningsgrad vid fullast (Nyttiggjord kylenergi / Tillförd elenergi till aggregat) IPLV (Integrated Part Load Value) Integrerad aggregatverkningsgrad vid 100%(1%), 75%(42%), 50%(45%), 25%(12%) ESEER (European Seasonal Energy Efficiency Ratio) 100%(3%), 75%(33%), 50%(41%), 25%(23%) (Nyttiggjord kylenergi / Tillförd elenergi till aggregat) SSEER (Seasonal System Energy Efficiency Ratio) eller SPF (Seasonal Performance Factor) Årsmedelvärde - Systemverkningsgrad (allt inkluderat) (Över året nyttiggjord kylenergi / Totalt tillförd elenergi till systemet) TEWI (Total Equivalent Warming Impact) Total miljöpåverkan under produkten eller systemets livslängd (kg CO2) Specifik TEWI (kg CO2 / kwh)
Begrepp att känna till och kunna använda COP (Coefficient of Performance) SSEER (Seasonal System Energy Efficiency Ratio) Specifik TEWI (kg CO2 / kwh)
Prestanda & kapacitetens temperaturberoende Kapacitetsförändring - kyleffekt 12,0% 8,0% % förändring 4,0% 0,0% -4,0% -8,0% -12,0% -3-2 -1 0 1 2 3 Prestandaförändring - COP 8,0% 6,0% Temperaturförändring i grad C 4,0% Förångning Kondensering 2,0% % förändring 0,0% -2,0% -3-2 -1 0 1 2 3-4,0% -6,0% -8,0% Temperaturförändring i grad C Förångning Kondensering
Prestanda & kapacitetens temperaturberoende Utgångsläge +2 grad C i förångn Kyleffekt 500 kw 535 kw COP 4,00 4,16 Eleffektbehov 125 kw 128,6 kw
SSEER så beräknas den
SSEER - systemoptimering av produktion Mekanisk KM 28,6 C 29,0 C 878 kg/s 773 kg/s Distrit Heating 18,0 MWth 18,0 MWth 8,0 MWth 2,6 MWe 2,6 MWe 11,4 MWth DC grid 5,8 C 422 kg/s 5,8 C 187 kg/s 5,8 C 609 kg/s KM 23,0 C 28,8 C 26,0 MWth 16,0 C 1650 kg/s 1650 kg/s Köldbärare 16,0 C 609 kg/s 609 kg/s 0 kg/s 16,0 C Absorptions 18,0 MWth 2,6 MWe 0,0 MWth Frikyla värmeväxlare Sjövatten 23,0 C 1 650 kg/s 0 kg/s 23,0 C 28,8 C 1650 kg/s
SSEER - Energibalansoptimering av produktion Fördelning av kylproduktion 20,00 18,00 Kompressorkyla Energi i GWh Effekt i MW Marknadens kylbehov 110 100 Frikyla produktion 46 15 Absorptionskylmaskiner 35,7 35 Energi (Gwh) 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 Absorptionskyla Frikyla Eldrivna kylmaskiner 29,6 52 6,00 Tillförd elenergi 6,2-4,00 Tillförd spillvärme i absorptionsprocessen 54,9 - Elverkningsgrad 19,5-2,00 0,00 Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec
Specifikt TEWI Välja den systemlösning sning som ger lägst l sammantagen miljöpåverkan. Fyllnadsmängden ngden kan motiveras genom högre h energieffektivitet Huvudparametrar Årsverkningsgrad, SSEER (Seasonal System Energy Efficiency Ratio) TEWI (Total Equivalent Warming Impact) Jämförelse av specifik TEWI ger rätt val!
Läckagemängder stor påverkan Officiellt läckage l i Sverige är r 7,6% (SNV 2001) av totalt installerad mängd. Detta ska fördelas f på olika systemtyper. Anläggningstyp, exempel Årligt läckage i % av fyllnadsmängden. Enhetsaggregat, (chiller) 1 Direkt system med kort rördragning och få anslutningar Direkt system med lång rördragning och många anslutningar 5 10
Exempel Beräkning av specifik TEWI Exempel - Luftkonditionering Kyleffekt 90 kw R410A 30 kg 1100 fullastdriftstimmar SSEER 3,95 med 10% VÅVV Specifikt TEWI = 0,57 Skrotning 80% 5% 15% Läckage Energiförbrukning Vad blir konsekvensen med ett VRF-system Kyleffekt 90 kw R410A 80 kg 1100 fullastdriftstimmar SSEER 10% högre h = 4,39 med 10% VÅVV Specifikt TEWI = 2,80 15% Energiförbrukning 5% Skrotning 80% Läckage
Typer & kapaciteter Kapacitet, kw 50 100 200 500 1 000 2 000 5 000 10 000 Eldrivna Syntetiska köldmedier Scroll 50-500 kw Kolv 50-750 kw Skruv 300-2000 kw Centrifugal (500) 1000-8000 (12000) kw Naturliga köldmedier Kolv 50-1300 kw Skruv 125-8000 kw Värmedrivna Absorption 500-7500 kw
Användningsområden Användningsområden Eldrivna Industri Låg temp Hög temp Luftkond VP/VÅV Syntetiska köldmedier Scroll 50-500 kw Kolv 50-750 kw Skruv 300-2000 kw Centrifugal (500) 1000-8000 (12000) kw Naturliga köldmedier Kolv 50-1300 kw Skruv 125-8000 kw () () Värmedrivna Absorption 500-7500 kw
För & nackdelar Typer Fördelar Nackdelar Eldrivna Syntetiska köldmedier - Låg investering - Driftsäker - Hög / mycket hög verkningsgrad - Många leverantörer stort utbud - Låg underhållskostnad - Syntetiska köldmedier - Miljöpåverkan - Köldmedieskatt (?) - Lagar och förordningar - Förbrukare av el Naturliga köldmedier - Förhöjd investering - Långsiktigt alternativ - Kända krav - Kända risker - Inga skatter - Driftsäker - Hög / mycket hög verkningsgrad - Låg medel underhållskostnad - Begränsningar i användningsområde - Beroende på temperatur - Beroende på säkerhet - Få leverantörer - Förbrukare av el Värmedrivna Absorption - Mycket hög el-verkningsgrad - Låga driftskostnader - Skapar värmesänkor - Mycket låg verkningsgrad - Hög / mycket hög investering - Kräver mycket låga, eller negativa värmekostnader - Medel hög underhållskostnad
Sammanfattning Vid nyetableringar beakta de påverkande faktorerna Energiaffären Marknaden Ekonomin Kvaliteten & Miljön Energiförbrukningen helt dominerande. Optimering av driftförhållanden alltid nummer ett. Keep it simple enkla lösningar ofta långsiktigt de mest lönsamma. Extrema driftfall sliter på utrustning med ökat underhåll som följd. Kombinationslösningar kyla/värme alltid konkurrenskraftiga. Frikyla är alltid bästa lösningen oavsett centraliserat eller lokalt system. Inget slår en kall flod/älv/sjö/grundvatten verkningsgradsmässigt Alla maskintyper och köldmedier har sina för- och nackdelar. Rätt sak på rätt plats.
Nyckeln till en lyckad installation är r att tillvarata och optimera både b tekniska, miljömässiga och ekonomiska förutsf rutsättningar. ttningar. Per Jonasson Kyl & VärmepumpfV rmepumpföretagenretagen per.jonasson@kvforetagen.se www.kvforetagen.se Swegon Air Academy - november 2011