Kravbroschyrer Energimyndigheten har tagit fram fyra broschyrer med krav man kan använda vid upphandling av fläktar, tryckluftssystem, pumpar och kylaggregat. Broschyrerna innehåller också information om hur systemlösningen blir energieffektiv och genomtänkt.

Innehåll • Europeiska projekt • Beräkna livscykelkostnad • Tryckluftssystem • Fläktar • Kylaggregat • Pumpar Presentationen, som bygger på de fyra broschyrerna, innehåller en kort beskrivning av pågående EU-projekt på området, en beskrivning av hur man kan beräkna livscykelkostnaden för en anläggning och sen ett avsnitt om varje område, Tryckluftssystem, Fläktar, Kylaggregat och Pumpar.

Europeiska projekt EU projekt EuroDEEM MCP Motor Challenge Programme Effektivisera motordrivna system Information på www.energimyndigheten.se EU projekt EuroDEEM Databas med effektiva elmotorer Länk från www.energimyndigheten.se Motor Callenge Programme är ett EU program framtaget för att hjälpa företag att förbättra energieffektiviteten i elmotordrivna system. Ett företag som vill arbeta med att effektivisera sina motordrivna system kan gå med i programmet. Verktyg och metoder finns tillgängliga som hjälp för företag som deltar. Se programmets hemsida, www.motor-challenge.eu eller Energimyndighetens webbplats för mer information. EU har tagit fram en databas för energieffektiva elmotorer i ett projekt som heter EuroDEEM. EuroDEEM står för The European Database of Efficient Electric Motors. Databasen med över 7000 komponenter finns som en länk från Energimyndighetens webbplats, under Råd och tips företag, Tillverkningsindustri- och Elmotorer.

LCC - Livscykelkostnad LCCtot = Inv + LCCen + LCCund Inv = investeringskostnad LCCen = årlig energikostnad * nusummefaktorn LCCund = årlig underhållskostnad * nusummefaktorn Energikostnaderna under utrustningens livslängd är ofta mycket större än investeringskostnaden och därför är det viktigt att titta på hela bilden när man värderar inkomna offerter. De löpande energi- och underhållskostnaderna, under utrustningens livslängd –kanske 20 år, räknas om till dagens pengavärde med hjälp av nusummefaktorn. Nusummefaktorn för olika kalkylräntor och ekonomiska livslängder finns inne i broschyrerna.

Tryckluftssystem - innehåll Driften dyrare än investeringen Läckage i systemet Uppbyggnad kompressorer El-verktyg kontra tryckluft Den svenska industrin använder ca 3 % av den totala elenergin till tryckluftsproduktion, eller 1,7 TWh per år. I avsnittet om tryckluft kommer driftskostnad kontra investering att tas upp tillsammans med en beskrivning av läckagens betydelse för energiförbrukning, hur olika sätt att bygga upp kompressoranläggningen påverkar effektiviteten och en del om möjligheten att ersätta tryckluftsverktyg och -maskiner med eldrivna verktyg. och maskiner.

Driften dyrare än investeringen Merparten av kostnaden för tryckluftsproduktion under en 15-årsperiod eller under en kompressors livstid är energikostnaden. Bilden visar förhållandet mellan kostnaderna för investering, underhåll och energi under en livscykel av 15 år för en eller flera kompressorer.

Läckage i tryckluftssystemet Läckage av tryckluft förekommer i alla tryckluftssystem, det är inte ovanligt med ett läckage på 20 – 50 % av luftbehovet under ordinarie drift. Tabellen visar hur mycket förluster i form av pengar som ett läckage orsakar. (Läckageflödet gäller vid 7 bar = 8 bar (a) och luftproduktion dygnet runt, årets alla dagar. Effektbehovet baseras på 0,1 kWh/m3)

Systemuppbyggnad kompressor Figuren visar ett system där total kompressorkapacitet är upplagd på två lika stora kompressorer. Varje fyrkant visar kapacitet och drifttid för respektive kompressor. Den del av fyrkanten som ligger under uttagskurvan är i princip pålast och delen över är avlast. Avlasttiden här är stor och produktionen mindre energieffektiv.

Figuren visar fyra kompressorer i ett system där kompressor 1 och 2 är lika stora. Kompressor 3 och 4 motsvarar tillsammans kompressor 1 eller 2. Här är avlasttiden kortare och energieffektiviteten högre än i förra exemplet. Systemet är bättre anpassat efter uttagskurvan.

Figuren visar ett system med tre kompressorer där kompressor 2 är frekvensstyrd och reglerar efter uttagskruvan. Ingen avlastdrift förekommer alls i detta exemplet vilket leder till hög energieffektivitet.

Elverktyg ett alternativ Handverktyg Universalmaskin, lätt att ansluta men tung Trefasmaskin, driftsäker men hög vikt Högfrekvensmaskin, ej tyngre än tryckluft Andra tillämpningar Kylning Renblåsning Är det möjligt att byta ut de tryckluftsdrivna verktygen till eldrivna är det ofta att föredra ur energisynpunkt. Vissa av handverktygen blir dock tyngre än motsvarande tryckluftsverktyg. Högfrekvensmaskinerna är ofta det bästa eftersom de kommer ner i samma låga vikt som tryckluftsverktygen medan de kräver en bråkdel av den effekt som krävs för att driva kompressorn till tryckluften. Tryckluft används även till annat som tex. kylning och renblåsning. Att använda tryckluft för kylning av tex motorer är oekonomiskt och kan istället oftast göras av en extra fläkt. För renblåsning finns det speciella munstycken som drar nytta av ejektorverkan, drar med luften omkring munstycket, jämfört med ett traditionellt munstycke kan luftanvändningen reduceras med upp till 50 %.

Fläktar - innehåll • Kostnadsfördelning fläkt • Fläktupphandling • Reglermetoder • Kravspecifikation Fläktar används till en mängd ändamål, ventilation, kylning av processer eller lokaler, rökgastransport, transport av processgaser etc. Ca 7 TWh används årligen av Svensk industri för att driva fläktmotorer. I avsnittet om fläktar tas kostnadsfördelningen för en fläkt under dess livstid upp tillsammans med en genomgång av hur en fläktupphandling kan gå till, vilka reglermetoder som är att föredra och till sist hur den speciella kravspecifikationen för upphandling av fläktar kan se ut.

Kostnadsfördelning för en 100 kW fläkt under en 10-års period Som bilden visar är kostnaderna för drivenergi den största delen av fläktens kostnader under en tioårsperiod. Det är alltså viktigt att inte bara se till en låg inköpskostnad utan se till helheten. Tänk också noga igenom behovet som fläkten ska tillgodose.

Arbetsgången vid en fläktupphandling Mät flöde, tryck, eleffekt. Fläktens och motorns kondition Projektera och dimensionera kanalsystem inkl. komponenter Systemförändringar? Har flödesbehovet ändrats? Nya data för strömningsförluster, fläktkapacitet, reglerbehov etc. Definiera behov Beräkna strömningshastighet och –förluster, fläktkapacitet Kravspecifikation för fläkt Förfrågningsunderlag ut Offertvärdering, LCC kalkyl Val av leverantör. Kontrakt Reinvestering Nyinvestering Figuren visar arbetsgången vid en fläktupphandling. Första delen av arbetsgången skiljer sig om det handlar om en reinvestering eller om en nyinvestering. Ta reda på förutsättningarna i form av flöde, tryck, eleffekt, projektera vid nyinvestering. Se över behovet, ska du ersätta en befintlig fläkt, ställ dig frågan om det har skett systemförändringar eller om flödesbehovet har förändrats. Eleffektbehovet minskar till hälften om flödet kan reduceras med 20 %. Har det skett förändringar måste nya data för förluster, kapacitet och reglerbehov tas fram annars kan kravspecifikationen tas fram och förfrågningsunderlaget skickas ut.

Reglermetoder Varvtalsreglering, Stryp- eller spjäll reglering, Skovelvinkelreglering (Axialfläktar) Det mest energieffektiva sättet att styra en fläktdrift är genom kontinuerlig anpassning av fläktvarvtalet efter behovet. Stryp och spjällreglering är enkla och billiga metoder, men inte bra ur energisynpunkt. För axialfläktar kan skovelvinkeln varieras och på så sätt reglera flödet. Figuren visar just relativa effektbehovet för fläktdrift med olika reglermetoder.

Kravspecifikation fläkt Allmänna krav Investeringskostnader Nuvärde av energikostnader Nuvärde av underhållskostnader Leverantören ska i offerten visa hur det förebyggande underhållet sker hur dokumentation av underhållsåtgärder ska göras garantier för LCC- kalkylens giltighet under den ekonomiska livslängden Varje offert ska innehålla en LCC kalkyl med investeringskostnader för fläktsystemet, nuvärde av beräknade energikostnader under fläktsystemets ekonomiska livslängd och nuvärde av beräknade underhållskostnader under fläktsystemets ekonomiska livslängd. För att utföra en LCC-kalkyl måste både leverantör och beställare tillhandahålla relevanta uppgifter. I broschyren på sidan 16 finns en beskrivning av vem som ska bidra med vad till LCC-kalkylen för anläggningen.

Kylaggregat - innehåll • Kostnadsfördelning kylaggregat • Upphandling • Reglering • Kravspecifikation kylanläggningar Inom livsmedelsindustrin används ca 0,6 TWh varje år till att driva kyl- och frysanläggningar. Inom avsnittet kylaggregat kommer livscykelkostnaden för en anläggning att tas upp, tillsammans med en beskrivning av hur en upphandling kan gå till, lite information om olika reglersätt och till sist en del om de kravspecifikationer som det är bra att använda sig av vid en upphandling.

Kostnad för vätskekylaggregat Fördelningen av de totala kostnaderna under en 15 -årsperiod för ett vätskekylaggregat med en kyleffekt av 190 kW vid 8 000 drifttimmar per år. Energikostnaderna svarar för den helt övervägande delen.

Arbetsgång vid kylupphandling Kartlägg behov av kyla, flöde, reglering, plats, tid osv. Ny behovsanalys Projektera kylsystemet Beräkna temp. differenser Tryckfall och kyleffekt Systemförändringar? Beräkna strömningshastighet och –förluster, fläktkapacitet Kravspecifikation Förfrågningsunderlag ut Offertvärdering, LCC kalkyl Val av kylanläggning. Kontrakt Reinvestering Nyinvestering Figuren visar hur arbetsgången kan se ut vid en kylupphanling. Fundera först och främst på om kylbehovet kan lösas på annat sätt eller om det är möjligt att begränsa kylbehovet. Kan värmelasten begränsas genom tillexempel förändringar i belysningen? Ska systemförändringar göras vid en reinvestering måste nya tempdifferenser, tryckfall och kyleffekt beräknas innan kravspecifikationen utarbetas och förfrågningsunderlaget skickas ut.

Regelmetoder för kylkompressorer On/off drift Ventilavlastning (flercylindriga kolvkompressorer) Slidreglering Varvtalsreglering Reglering av deplacementkompressorer (en kompressor där gasen komprimeras genom att den stängs in i ett rum som minskar sin volum, tex kolv-, skruv eller rotationskompressorer) kan ske på flera sätt. On/off drift är det enklaste sättet och lämpar sig väl i små anläggningar. Ventilavlastning är vanligt hos flercylindriga kolvkompressorer. Skruvkompressorer regleras vanligtvis genom en rörlig slid som förflyttas utmed skruvpaketet. Varvtalsreglering kan användas som reglermetod för både kolv- och skruvkompressorer. Valet av kompressortyp och reglermetod beror på inköpspris, reglerbehov, krav på reglernoggrannhet, underhållskostnader och COPkyla. Utvärdera med hjälp av LCC-kalkylen.

Kravspecifikation för kylanläggningar Allmänna krav Investeringskostnader för aktuell utrustning Nuvärde av beräknade energikostnader Nuvärde av beräknade underhållskostnader Offerten ska innehålla en LCC-kalkyl med investeringskostnader för aktuell utrustning, nuvärde av beräknade energikostnader under den ekonomiska livslängden, och nuvärde av beräknade underhållskostnader under den ekonomiska livslängden. I broschyren på sidan 13 finns en lista över vilka uppgifter som leverantören respektive beställaren måste tillhandahålla för att LCC-kalkylen ska kunna genomföras. På följande sida finns specifika krav som kan ligga till grund för utarbetandet av en kravspecifikation för anläggningen.

Pumpar - innehåll • Kostnadsfördelning pump • Upphandling • Reglermetoder • Kravspecifikation pumpar Svensk industri använder ca 10 TWh el varje år för pumpdrifter, alltså ca 18 % av hela industrins elanvändning. Användningsområdena är många, avloppspumpning, vattenförsörjning i industriprocesser, kylning av utrustningar i stålindustrin, pumpning av slurry i gruvindustrin, pappersmassa eller andra vätskor och vätskeblandningar etc. Avsnittet om pumpar innehåller en beskrivning av en pumps livscykelkostnader, en del om hur en pumpupphandling kan gå till tillsammans med en genomgång av de reglermetoder som tillämpas för pumpar och slutligen en del om krav som kan ställas vid en pumpupphandling.

Pump 130 kW kostnadsfördelning under en 10-års period Figuren visar fördelningen av nuvärdet av de totala kostnaderna för en 130 kW pump i kontinuerlig drift under en 10 –årsperiod. Energikostnaderna är den klart största kostnadsposten. Satsa lite extra i investering för en energieffektiv pump och du kan spara in det snabbt.

Arbetsgång vid upphandling av ny pump Pumpupphandling Mät flöde/tryck. Undersök pumpens och motorns kondition. Projektera och dimensionera rörsystem med hänsyn till processkrav Har systemförändringar genomförts? Har behovet ändrats? Ange nya data för strömningsförluster, erforderlig pumpkapacitet, reglerbehov osv Definiera behov av vätsketransport, flöde, tryck, varaktighet osv Beräkna strömningshastighet och -förluster, erforderlig pumpkapacitet Kravspecifikation Förfrågningsunderlag ut Offertvärdering, LCC kalkyl Val av kylanläggning. Kontrakt Reinvestering Nyinvestering Figuren visar hur arbetsgången vid upphandling av en ny pump kan se ut. Undersök möjligheterna att utforma rörsystem och välja komponenter så strömningsförluster minimeras. Första delen av arbetsgången skiljer sig om det handlar om en reinvestering eller om en nyinvestering. Ta reda på förutsättningarna i form av flöde, tryck. Projektera vid nyinvestering. Se över behovet, ska du ersätta en befintlig pump, ställ dig frågan om det har skett systemförändringar eller om behovet har förändrats. Har det skett förändringar måste nya data för förluster, kapacitet och reglerbehov tas fram, annars kan kravspecifikationen tas fram och förfrågningsunderlaget skickas ut.

Regelmetoder Start/stopp Koppla in ytterligare pumpar Tvåhastighetsdrift Kontinuerliga reglersätt Strypreglering Varvtalsreglering En pumpdrift kan regleras på många olika sätt, genom att enkelt starta och stoppa pumpen, genom att koppla in fler pumpar, tillämpa tvåhastighetsdrift eller genom ett kontinuerligt reglersätt som strypreglering eller varvtalsreglering. För de flesta pumpdrifter där stora flödesvariationer förekommer kan varvtalsreglering rekommenderas, men förutsättningarna måste alltid analyseras noga.

Pumpens verkningsgrad Pump- och systemkurva vid strypreglering av pump Figurerna visar att även om själva pumpens verkningsgrad är hög i det aktuella arbetsområdet så betyder inte det att systemets effektivitet är hög. Jämför alltid det teoretiska pumpningsbehovet, ytan med beteckningen nyttig energi i översta figuren, med den elenergi som faktiskt går åt innan bedömning av systemets effektivitet görs. Figurerna visar hur strypreglering och varvtalsreglering påverkar energianvändningen. Vid strypreglering får vi en ny systemkurva och arbetspunkten flyttas från A till B, med en flödesminskning på 20 %. Vi får en energiförlust. Väljer vi istället att reglera pumpen med hjälp av varvtalet kommer arbetspunkten att flyttas utefter systemkurvan från A till C, till pumpkurvan för det nya varvtalet. Även här har vi åstadkommit en 20 % ig minskning av flödet, utan att skapa en energiförlust.

Figurerna visar att även om själva pumpens verkningsgrad är hög i det aktuella arbetsområdet så betyder inte det att systemets effektivitet är hög. Jämför alltid det teoretiska pumpningsbehovet, ytan med beteckningen nyttig energi i översta figuren, med den elenergi som faktiskt går åt innan bedömning av systemets effektivitet görs. Figurerna visar hur strypreglering och varvtalsreglering påverkar energianvändningen. Vid strypreglering får vi en ny systemkurva och arbetspunkten flyttas från A till B, med en flödesminskning på 20 %. Vi får en energiförlust. Väljer vi istället att reglera pumpen med hjälp av varvtalet kommer arbetspunkten att flyttas utefter systemkurvan från A till C, till pumpkurvan för det nya varvtalet. Även här har vi åstadkommit en 20 % ig minskning av flödet, utan att skapa en energiförlust.

Kravspecifikation pump Allmänna krav för LCC kalkyl investeringskostnader nuvärde av energikostnader nuvärde av underhållskostnader Offerten ska även visa hur förebyggande underhåll utförs hur underhållsåtgärder ska dokumenteras garantier för att LCC-kalkylen kan tillämpas under den ekonomiska livslängden Varje offert ska innehålla en LCC-kalkyl som tar hänsyn till både investerings-, energi- och underhållskostnader. Märker offertgivaren att köparen inte tänkt på varvtalsstyrning som en ekonomiskt fördelaktig reglermetod ska offertgivaren uppmärksamma köparen på det. Mer specificerad kravspecifikation, som kan fungera som en checklista, finns sist i broschyren Krav på Pumpar.