Transcript Påverkande faktorer - Swegon Air Academy

Hur välja rätt lösning när både teknik, miljö och
ekonomi är i fokus?
Per Jonasson
Kyl & Värmepumpföretagen
Swegon Air Academy - november 2011
Nyckeln till en lyckad installation ä
ärr att
tillvarata och optimera b
åde tekniska,
både
milj
ömässiga och ekonomiska fförutsättningar.
örutsättningar.
miljömässiga
Innehåll
1.
Påverkande faktorer
2.
Begrepp att känna till – och kunna använda
3.
Exempel
4.
Sammanfattning
Påverkande faktorer
Energiaffären
Kvalitet
&
Miljö
Marknad
Ekonomi
Påverkande faktorer
•
•
•
Ä
gande
Ägande
–
Anl
äggningsägare
Anläggningsägare
–
F
örvaltare
Förvaltare
–
Hyresg
äst
Hyresgäst
Infrastruktur
–
Nyetableringsomr
åde, ””Green
Green field
”
Nyetableringsområde,
field”
–
Befintlig bebyggelse
–
Enstaka fastigheter eller omr
åden/stadsdelar
områden/stadsdelar
Synergieffekter
–
–
Sammanlagring
•
Stora kylanä
ät => Sammanlagring = 0,7-0,9
kylan
0,7
kylanät
0,7-0,9
•
Individuella kylanä
ät => Redundans = 1,0-1,4
kylan
1,0
kylanät
1,0-1,4
Kombinerat kyl
ärmebehov
kyl-- och vvärmebehov
Energiaffären
Energiaffären
Lastprofil - energisynergi
Energiaffären
Värmebehov
Kylbehov
jan
feb
mar
apr
maj
jun
jul
aug
sep
okt
nov
dec
Påverkande faktorer
•
Produktkvalitet och drifttillgänglighet
•
Energidensitet och sammansättning
•
–
lägenhet/kontor/kommersiellt
–
Industri
Utvecklingstakt
Marknad
Påverkande faktorer
•
Ekonomi
–
Investerings-, drifts- och underhållskostnad
–
Återbetalningstid
–
Nuvärde
–
Internränta IRR
–
Kassaflöde
Ekonomi
Påverkande faktorer
•
Ekonomi
Ekonomi
–
Investerings-, drifts- och underhållskostnad
–
Återbetalningstid – 5-7 år
–
Nuvärde
–
Internränta IRR – 15-20%
–
Kassaflöde – Positivt inom ca. 3 år
20 000,0
Exempel
på större
Example
DC kylprojekt
project
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
•
Frikyla – ”Frivärme”
–
Köldmedium
–
Sjö-/älv-/havsvatten
–
Resursutnyttjande
–
Ute-/frånluft
•
El
–
Fjärrvärme/spillvärme
•
Vatten
–
Värmeåtervinning
•
Övriga kemikalier
Produktkvalitet,
drifttillgänglighet och
leveranssäkerhet
–
Rätt temperatur
–
Drift- och kapacitetsgarantier
•
Driftstrategi - energilagring
–
Elpris – rakt eller tariff
–
Säsongslager - Akvifär
–
Dygnslager - Ackumulator
Påverkande faktorer
Energiaffären
Kvalitet
&
Miljö
Marknad
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%
4,0%
0,0%
-3
-2
-1
0
1
-4,0%
2
3
Prestandaförändring - COP
-8,0%
8,0%
-12,0%
6,0%
Temperaturförändring i grad C
4,0%
Förångning
% förändring
% förändring
8,0%
Kondensering
2,0%
0,0%
-2,0%
-3
-2
-1
0
1
-4,0%
-6,0%
-8,0%
Temperaturförändring i grad C
Förångning
Kondensering
2
3
Prestanda & kapacitetens temperaturberoende
Utgångsläge
Kyleffekt
COP
Eleffektbehov
500 kW
4,00
125 kW
+2 grad C i förångn
535 kW
4,16
128,6 kW
SSEER – så beräknas den
SSEER - systemoptimering av produktion
Mekanisk KM
28,6 °C
878 kg/s
29,0 °C
773 kg/s
Distrit Heating
18,0 MWth
2,6 MWe
18,0 MWth
2,6 MWe
8,0 MWth
11,4 MWth
DC grid
5,8 °C
422 kg/s
5,8 °C
187 kg/s
5,8 °C
609 kg/s
26,0 MWth
KM
Köldbärare
16,0 °C
16,0 °C
609 kg/s
609 kg/s
0 kg/s
16,0 °C
18,0 MWth
2,6 MWe
Frikyla värmeväxlare
0,0 MWth
Sjövatten
23,0 °C
1 650 kg/s
28,8 °C
1650 kg/s
Absorptions
0 kg/s
23,0 °C
23,0 °C
1650 kg/s
28,8 °C
1650 kg/s
SSEER - Energibalansoptimering av produktion
Fördelning av kylproduktion
20,00
18,00
Kompressorkyla
Absorptionskyla
16,00
Frikyla
Energi i
GWh
Effekt i
MW
Marknadens kylbehov
110
100
Frikyla produktion
46
15
Absorptionskylmaskiner
35,7
35
Eldrivna kylmaskiner
29,6
52
Tillfö
Tillförd elenergi
6,2
-
4,00
Tillfö
Tillförd spillvä
spillvärme i
absorptionsprocessen
54,9
-
2,00
Elverkningsgrad
19,5
-
Energi (Gwh)
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
0,00
Jan
Feb
Mar
Apr
Maj
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dec
Specifikt TEWI
•
Välja den systemlösning som ger lägst sammantagen
miljöpåverkan.
•
Fyllnadsmängden kan motiveras genom högre
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 lläckage
äckage i Sverige ä
ärr 7,6% (SNV 2001) av totalt
installerad m
ängd.
mängd.
Detta ska ffördelas
ördelas p
å olika systemtyper.
på
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 – Ber
äkning av specifik TEWI
Beräkning
Exempel - Luftkonditionering
5%
Skrotning
Kyleffekt 90 kW
15%
Läckage
R410A – 30 kg
1100 fullastdriftstimmar
SSEER 3,95 med 10% VÅV
Specifikt TEWI = 0,57
80%
Vad blir konsekvensen med ett VRF-system
Kyleffekt 90 kW
R410A – 80 kg
1100 fullastdriftstimmar
Energiförbrukning
5%
15%
Skrotning
Energiförbrukning
SSEER 10% högre = 4,39 med 10% VÅV
Specifikt TEWI = 2,80
Läckage
80%
Typer & kapaciteter
Kapacitet, kW
50
Eldrivna
Syntetiska köldmedier
Scroll
50
Kolv
50
Skruv
300
Centrifugal
(500) 1000
Naturliga köldmedier
Kolv
Skruv
-
500 kW
750 kW
2000 kW
8000 (12000) kW
50 - 1300 kW
125 - 8000 kW
Värmedrivna
Absorption
500 - 7500 kW
100
200
500
1 000
2 000
5 000
10 000
Användningsområden
Användningsområden
Industri
Luftkond
VP/VÅV
Låg temp Hög temp
Eldrivna
Syntetiska köldmedier
Scroll
50 - 500 kW
X
X
Kolv
50 - 750 kW
X
X
X
X
300 - 2000 kW
X
X
X
X
X
X
Skruv
Centrifugal
(500) 1000 - 8000 (12000) kW
Naturliga köldmedier
Kolv
Skruv
50 - 1300 kW
X
X
X
(X)
125 - 8000 kW
X
X
X
(X)
X
X
Värmedrivna
Absorption
500 - 7500 kW
För & nackdelar
Typer
Eldrivna
Syntetiska köldmedier
Naturliga köldmedier
Fördelar
Nackdelar
-
Låg investering
Driftsäker
Hög / mycket hög verkningsgrad
Många leverantörer – stort utbud
Låg underhållskostnad
-
-
-
-
Förhöjd investering
Långsiktigt alternativ
- Kända krav
- Kända risker
- Inga skatter
Driftsäker
Hög / mycket hög verkningsgrad
Låg – medel underhållskostnad
-
Mycket hög el-verkningsgrad
Låga driftskostnader
Skapar värmesänkor
-
-
-
Syntetiska köldmedier
- Miljöpåverkan
- Köldmedieskatt (?)
- Lagar och förordningar
Förbrukare av el
Begränsningar i
användningsområde
- Beroende på temperatur
- Beroende på säkerhet
Få leverantörer
Förbrukare av el
Värmedrivna
Absorption
-
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 att
tillvarata och optimera både tekniska,
miljömässiga och ekonomiska förutsättningar.
Per Jonasson
Kyl & Värmepumpföretagen
[email protected]
www.kvforetagen.se
Swegon Air Academy - november 2011