Udskiftning af dampkedler - Aarhus Maskinmesterskolethe refrigeration system and singer oven. To...
Transcript of Udskiftning af dampkedler - Aarhus Maskinmesterskolethe refrigeration system and singer oven. To...
-
Dalehead Foods UK
14
Udskiftning af dampkedler Bachelorprojekt
Henning Mejlby Christensen
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 1 af 70
Titel: Udskiftning af dampkedler
Projekt art: Bachelorprojekt
Forfatter: Henning Mejlby Christensen
Studienummer: A11587
Uddannelse: Maskinmester
Fagområde: TM, Management
Placering i uddannelse: 9. Semester
Uddannelsesinstitution: Århus Maskinmesterskole
Vejleder: Morten Nielsen
Dato for aflevering: 15-12-2014
Antal normalsider: 27,4 sider á 2400 anslag
Antal nummererede sider: 70
Antal bilag: 12
Rapporten er udarbejdet af
Henning Mejlby Christensen
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 2 af 70
Abstract
This bachelor project is based on my internship at an English abattoir manage by the company
Dalehead Foods, which is a subsidiary company of TULIP LTD. The site service department are
facing a replacement of their 2 old steam boilers, which are supplying the abattoir with the steam
needed in the process and the energy for heating up water.
This project main objective is to clarify the opportunities for a replacement of these steam boilers
and give an estimate on the energy saving that comes within using heat recovered energy from
the refrigeration system and singer oven. To clarify the opportunities it has been necessary to
analyse the current steam consumption. The consumption is divided in to 2 areas; energy for
heating up water and steam consumption used in the process. This gives a baseline for the new
alternatives, furthermore is the analysis used, for determine which type of boiler that is suitable
for the abattoirs need for steam. The report is describing the annual saving with the use of heat
recovered energy, and how the total consumptions are divided in to fossils fuels and heat
recovered energy.
The report also includes a suggestion, for how the abattoir in the future can organise more focus
on energy saving. This can be done by implementing an energy management system, which is
providing the tools to operate towards a more energy efficient site service department. The
management part of implementing a new system is also described. By implementing a new system
there will be some obligations, regarding the right leadership and the understanding of the
process of change. Furthermore is it essential to give the right motivation to the workers
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 3 af 70
Indholdsfortegnelse
Slagteriet i Spalding .............................................................................................................................. 7
Problemformulering Baggrund ........................................................................................................ 8
Metode ......................................................................................................................................... 8
Afgrænsning ................................................................................................................................. 9
Nuværende forsyning ........................................................................................................................ 11
Damkedlerne .................................................................................................................................. 11
Dampdannelse ............................................................................................................................... 12
Tilført energi ....................................................................................................................................... 14
Forbrug ............................................................................................................................................... 15
Tilført effekt ................................................................................................................................... 15
Nyttiggjort effekt ............................................................................................................................ 17
Forbrugere tilknyttet dampsystemet ................................................................................................. 19
Maskiner............................................................................................................................................. 20
Skoldekabiner ................................................................................................................................. 20
Hårstøderne ................................................................................................................................... 21
Bakkevasker ................................................................................................................................... 22
Kassevasker .................................................................................................................................... 22
Ventilation ...................................................................................................................................... 23
Varmtvandsforbrugere ...................................................................................................................... 23
40 °C ............................................................................................................................................... 23
60 °C ............................................................................................................................................... 24
90 °C ............................................................................................................................................... 25
Data opsamling .................................................................................................................................. 25
Vandmængder ................................................................................................................................... 26
40 °C ............................................................................................................................................... 26
60 °C rengøring............................................................................................................................... 27
60 °C Slagteri .................................................................................................................................. 28
90 °C Sterilisation ........................................................................................................................... 29
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 4 af 70
Opsummering ................................................................................................................................. 30
Opvarmning af brugsvandet .......................................................................................................... 31
Temperaturdifferens ved forbrugeren .......................................................................................... 32
Samlet gennemsnitligt effektoptag ............................................................................................... 34
Placering af forbruget .................................................................................................................... 35
Nye alternativer til det eksisterende anlæg ...................................................................................... 37
Dampgenerator .............................................................................................................................. 38
Dampkedel ..................................................................................................................................... 39
Varmtvands produktion ..................................................................................................................... 40
Varmtvands system ........................................................................................................................ 40
Køleanlæg - forvarmning ................................................................................................................ 40
Flamberingsovn .............................................................................................................................. 41
Udnyttelse .................................................................................................................................. 42
Vandmængder ............................................................................................................................... 44
Energibesparelse ved genvinding .................................................................................................. 45
Besparelse ved reducering af vandforbruget. ............................................................................... 46
Fremtiden ........................................................................................................................................... 47
Energiledelse .................................................................................................................................. 47
Implementeringen af energiledelse ................................................................................................... 49
Konklusion .......................................................................................................................................... 54
Perspektivering .................................................................................................................................. 55
Bilag .................................................................................................................................................... 56
Bilag 1 – Fødevandstemperatur ..................................................................................................... 56
Bilag 2 – Gas Forbrug ..................................................................................................................... 57
Bilag 3 – Røggasanalyse ................................................................................................................. 58
Bilag 4 – Nyttiggjort effekt ............................................................................................................. 60
Bilag 5 - Vandmængder .................................................................................................................. 61
Bilag 6 – Effekt varmt vand ............................................................................................................ 62
Bilag 7 – Effekt til maskiner ............................................................................................................ 63
Bilag 8 – Opdeling af Nyttiggjort effekt/ varmegenvinding ........................................................... 64
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 5 af 70
Bilag 9 – Mail: Dampgenerator vs. Dampkedel ............................................................................. 65
Bilag 10 – Tal fra tilbud vedr. genvinding fra pre-chill ................................................................... 67
Bilag 11 – Gasforbrug flamberingsovn ........................................................................................... 68
Bilag 12 – Økonomisk besparelse .................................................................................................. 69
Kildeliste ............................................................................................................................................. 70
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 6 af 70
Forord Rapporten tager udgangspunkt i min praktikperiode, der er foregået på et slagteri i England.
Rapporten omhandler udskiftning af slagteriets 2 gamle dampkedler. Det har været min opgave at
sikre forbrugstal således, at det giver slagteriet indblik i deres behov. Ligeledes vil der i rapporten
blive fremlagt potentialet for at genvinde energi fra slagteriets ene køleanlæg og flamberingsovn.
Ydermere er der undersøgt, hvorledes slagteriet kan arbejde fremadrettet mod en mere
energiøkonomisk drift af forsyningen til slagteriet ved hjælp af energiledelse.
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 7 af 70
Slagteriet i Spalding Slagteriet i Spalding er fra ca. år 1963 og blev overtaget af Dalehead Foods i år 2005. Da slagteriet
startede, slagtede de svin, køer og lam, nu slagtes der kun svin. Det vil sige, at slagteriet gennem
årene har skullet tilpasse sig de ændringer, der har været nødvendigt for at drive virksomheden. I
dag beskæftiger slagteriet ca. 350 medarbejdere og slagter 14.000-16.000 svin om ugen.
Slagteriet har gennemgået en stor renovering og udskiftning af maskiner og udstyr for at leve op til
de krav Waitrose1 stiller.
Grundet den store renovering og udskiftning af maskiner og udstyr, har der i denne periode ikke
været fokus på vedligehold og optimering af det eksisterende anlæg, som leverer energi til at drive
virksomheden. Slagteriet er på nuværende tidspunkt i gang med at møde kravene om udfasning af
kølemidlet R22, dette betyder, at der er igangsat en installering af nyt køleanlæg, proces og
rumkøling bestående af 2 anlæg.
For at få en optimal slagtning af svinet findes der maskiner i slagteriet, der bruger damp og varmt
vand. Til at levere dette bruges der to naturgasfyrede dampkedler fra 1986. Disse er de eneste
kilder til opvarmning af vand og dampproduktion til slagteriet.
Med det manglede fokus på vedligehold og optimering, betragtes damp/varmesystemet som i
meget ringe stand. Det estimeres at kedlerne ikke kan godkendes til næste inspektion. Dette
estimat bygger på udtalelser fra firmaet, der udførte sidste inspektion. Under sidste inspektion
viste det sig, at kedlerne var ramt af kedelsten. Det resulterede i en omfattende og
omkostningsfuld behandling af kedlerne. Dette gav anledning til etablering af nyt
vandbehandlingsanlæg, som på nuværende tidspunkt er ved at blive installeret.
For at holde regnskab med energien bruges der et webbaseret2 program, CarbonDesktop. Dette
program bruges af alle i Tulip LTD koncernen. CarbonDesktop drives af et eksternt firma ”Vergo”.
For at imødekomme Tulip LTD’s krav vedr. mindre energiforbrug bruges programmet også til at
sætte mål for virksomheden. Slagteriet i Spalding har svært ved at imødekomme kravende om
mindre energiforbrug. Dette skyldes til dels de 2 ineffektive dampkedler og manglende overblik
over forbruget af damp og varmt vand.
1 Dalehead Foods leverer ca. 75 % af deres produkter til Waitrose, som er en supermarkedskæde i UK
2 Ekstern database
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 8 af 70
Problemformulering
Baggrund
Dalehead Foods har ytret, at de ønsker at udskifte deres nuværende dampkedler med nye
alternativer. De ønsker samtidig at få overblik over deres energiforbrug, således at de kan arbejde
mere målrettet mod en energiøkonomisk drift af anlægget. Dette ønskes på baggrund af større
fokus på energiforbruget i hele organisationen. Ydermere ønsker de at få belyst
genvindingspotentialet i at udnytte spildvarme fra deres nye køleanlæg og flamberingsovn. Der
kan derfor stilles følgende spørgsmål:
Vil det være en økonomisk/teknisk fordel at installere nye alternativer til de eksisterende
opvarmningskilder?
For at besvare spørgsmålet, vil der gennem rapporten blive gennemgået følgende spørgsmål
Hvor meget energi bruges der til opvarmning af varmt vand og maskiner i dag?
Hvad kan der gøres for at minimere energiforbruget?
Hvilke alternativer findes der til de 2 gamle dampkedler?
Hvordan kan slagteriet arbejde fremadrettet imod en mere energiøkonomisk drift af
anlægget?
Metode
Dette afsnit beskriver hvilke metoder, der er blevet brugt for at arbejde videnskabsorienteret med
projektets problemstillinger.
Forbrugsanalyse
For at kunne fastlægge designdata for nye alternativer, har det været nødvendigt at analysere
slagteriets nuværende forbrug. Da der er stor mangel på overvågning af anlægget, har det været
nødvendigt at lave antagelser og alternative målinger. Disse antagelser er blevet taget på
baggrund af min teoretiske viden, samt rådførende vejledning af personer med erfaring indenfor
faget, især slagteribranchen. Alle antagelser er blevet mødt med kritiske øjne og bliver derfor
antaget som valide. Målingerne er ligeledes mødt med kritiske øjne og hver måling vurderes
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 9 af 70
desuden ud fra min teoretiske viden samt rådførelse af personer med erfaring. De anvendte
målinger betragtes derfor som valide.
Valg af alternativer
Der er blevet undersøgt hvorledes de udvalgte alternativer kan indgå i den daglige drift på
slagteriet. Til at udpege et løsningsforslag, er der benyttet ekstern faglig viden omkring
alternativerne. Herunder leverandører og personer med praktisk erfaring med disse. Disse
informationer er blevet brugt til at opstille fordele og ulemper ved alternativerne.
Potentialet ved genvindingssystemet
For at fastlægge potentialet for udnyttelse af køleanlæggets spildvarme, er der blevet brugt
tilbudsmateriale fra leverandøren, og det er dermed behandlet som retvisende for udregning af
potentialet. Ved fastsættelse af potentialet fra flamberingsovnen, er der blevet brugt praktiske
erfaringer fra personer med erfaringer med disse installationer. Det samlede potentiale er
udregnet ved hjælp af termodynamiske teorier med omdrejningspunkt omkring opvarmning.
Fremtiden
Der er valgt at belyse, hvorledes slagteriet kan arbejde imod en energiøkonomisk drift af anlægget,
med energiledelse. Til at beskrive elementerne i energiledelse er der taget udgangspunkt i den
internationale standard DN/EN ISO 50001 : 2011. Ligeledes er der brugt teorier til at beskrive,
hvilke overvejelser ledelsen skal have, ved en implementering af dette. Der er blevet taget
udgangspunkt i motivationsteorier samt teorier omkring forandringsprocesser. Litteratur er fundet
i bogen ”Organisation – Videregående uddannelser” brugt i undervisningen på Århus
Maskinmesterskole.
Afgrænsning
Der vil af forbrugsanalysen ikke fremgå resultater af forbrugsdata på de individuelle
dampforbrugende maskiner, da det ikke har været økonomisk muligt at fastsætte disse.
Der vil ligeledes ikke blive taget højde for varmetab i distributionsnettet. Samt virkningsgrader ved
opvarmningskilderne.
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 10 af 70
Ved udregning af potentialet for varmegenvinding fra køleanlægget og flamberingsovnen, vil der
ikke forekomme målinger på eksisterende køleanlæg. Der bliver anvendt et tilbud, der er baseret
på maksimal ydelse på køleanlægget. Der er ligeledes ikke taget målinger af røggassen på
flamberingsovnen.
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 11 af 70
Nuværende forsyning
Damkedlerne
På slagteriet bruges der 2 dampkedler, der leverer energi i form af damp. Dampen bruges til
opvarmningsformål af varmt vand. Der bruges også damp til forskellige steder i slagteriprocessen,
herom senere. Disse kedler er derfor den centrale del af slagteriets energiforsyning, da der til
slagteriet ikke kan undværes damp og varmt vand.
De snart 30 år gamle kedler er af mærket Robey Lincoln og er af typen kanalrøgrørskedel. Kedlen
er udført med 3 træk, for at få bedre
udnyttelse af den varme røggas.
Røggasens vej gennem kedlen er
illustreret nedenfor (figur 2). Det ses at
røggasen føres gennem det første træk
(ildkanalen), hvorefter det via det
indvendige vendekammer føres gennem
andet træk (røgrør), hvorefter det via det
udvendige vendekammer føres gennem
det tredje træk, for til sidst at blive ledt til
skorstenen.
Figur 2 - Princip skitse, kanalrøgrørskedel, (Sarco, u.d.)
Figur 1 – Dampkedlerne, (eget arkiv)
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 12 af 70
Ildkanalen og røgrørene danner kedlens hedeflade. Det er her varmeovergangen fra
forbrændingsprodukterne finder sted og giver mulighed for at fordampe vandet, der omgiver
disse. Vandet som berører ildkanalen og røgrørene vil modtage varmen og dermed omdannes til
damp, dette medvirker til en densitetsændring. Densiteten på den udviklede damp, vil være
mindre end det omkringliggende vand, der vil dermed opstå en densitetsforskel, der danner en
naturlig cirkulation i kedlen. Som det ses af skitsen ovenfor, vil dampen med den lave densitet
stige opad og vandet med den store densitet bevæge sig nedefter. Når dampen når overfladen, vil
den kunne frigives til dampsystemets forbrugere.
For at holde den rigtige vandstand i kedlen, benyttes der fødevand, som bliver tilført via kedlens
fødevandsventil. Dampmængden der forlader kedlen, må derfor være lig med den mængde, der
bliver tilført i form af fødevand.
(Rønbjerg, 2010)
Dampdannelse
Kedelvandet som bliver tilført kedlerne gennemgår 2 stadier, opvarmning og fordampning. Når
vandet får tilført energi, vil der forekomme en opvarmning. Opvarmningen sker, indtil vandet når
mætningstemperaturen. Mætningstemperaturen er afhængig af arbejdstrykket på kedlerne.
Kedlerne på slagteriet har et arbejdstryk på 9,5 bar. Der kan ses rent teoretisk, hvad der skal til for
at opvarme vandet til mætningstemperaturen ved 9,5 bar.
Fødevandet til kedlerne har en temperatur på ca. 80 °C3,
med en entalpi4 på ca. 335 kJ/kg. Under drift vil der være
et tryk på 9,5 bar i kedlernes vand/damprum. Vandets
første fase, opvarmningen, foregår altså ved et tryk på 9,5
bar. Vandets mætningstemperatur ved 9,5 bar er 178 °C
med en entalpi på 753 kJ/kg. Dette medfører, at der skal
3 Fastsat via temperaturmåling, se bilag 1
4 Entalpi – Betegnes som vands varmeindhold. Værdier på vands/damps entalpi, kan findes i damptabeller og
programmer der benytter disse. Der er i denne rapport blevet brugt programmet: ”Property calculator”
Figur 3 -t h diagram – opvarmningsforløb (Larsen, 2001)
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 13 af 70
bruges ℎ𝑓ø𝑑𝑒𝑣𝑎𝑛𝑑 − ℎ𝑚æ𝑡𝑛𝑖𝑛𝑔𝑠𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟 = 418 𝑘𝐽/𝑘𝑔
til at bringe vandet til mætningstemperaturen. Denne energi kaldes væskevarmen ℎ`.
Når vandet har modtaget væskevarmen, for bringe vandets temperatur fra 80 °C til
mætningstemperaturen, vil en yderlig tilført varmemængde få vandet til at fordampe. Denne
varme kaldes for fordampningsvarme.
Fordampningsvarmen 𝑟 er den energi, der skal bruges
til omdanne vandet ved mætningstemperaturen til
tør mættet damp. Det tørmættede damp vil have
samme temperatur som vandet ved
mætningstemperaturen. Entalpien på tør mættet
damp ℎ" er 2776 kJ/kg. ved 9,5 bar. Der kan derfor
beregnes størrelsen på fordampningsvarmen
𝑟 = ℎ" − ℎ` ⇒ 2776 − 753 = 2023𝑘𝐽
𝑘𝑔 .
Da kedlens udformning gør, at damprummets højde er relativ lille og at dampen passerer vandets
overflade inden udgangen til dampsystemet, vil dette
bevirke at dampen er fugtig, når den forlader kedlen.
Dette kaldes for våd, mættet damp ℎ𝑥. Da det ikke har
været muligt, at måle tørhedsgraden på dampen der
forlader kedlen, må det antages at dampen der forlader
kedlen er tør, mættet damp.
Som det ses af ovenstående skal vandet igennem 2
stadier for at fordampe. Den samlede energi der skal bruges for at omdanne fødevandet til damp
kaldes dannelsesvarmen. Dannelsesvarmen er entalpiforskellen på tør, mættet damp og
fødevandsentalpien.
𝜆𝑑 = ℎ𝑡ø𝑟,𝑚æ𝑡𝑡𝑒𝑡 𝑑𝑎𝑚𝑝 − ℎ𝑓ø𝑑𝑒𝑣𝑎𝑛𝑑
Med antagelsen om at kedlerne leverer tør, mættet damp skal der altså tilføres:
𝜆𝑑 = 2776 − 335 = 2441 𝑘𝐽/𝑘𝑔 fra kedlens hedeflade.
(Larsen, 2001).
Figur 4 - t h diagram – Fordampningsforløb, (Larsen, 2001)
Figur 5 - t h diagram - Våd, mættet damp (Larsen, 2001)
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 14 af 70
Tilført energi For at tilføre den energi der i form af varme omdanner vandet til damp, bruges der naturgas. Til at
betegne hvor meget energi naturgassen indeholder, bruges dens brændværdi. Brændværdien er
den mængde af energi, naturgassen afgiver ved forbrænding. Den opgives normalt i MJ/m3n .Der
skelnes mellem 2 værdier nedre- og øvre brændværdi.
Nedre brændværdi
Naturgassens nedre brændværdi er den energi, der frigives ved en fuldstændigforbrænding og
benyttes når det dannede vand under forbrændingen er på dampform.
Øvre brændværdi
Naturgassens øvre brændværdi er den energi, der frigives ved en fuldstændigforbrænding og ved
at det dannede vand under forbrændingen er på væskeform.
(Larsen, 1999)
Kedlerne installeret på slagteriet udnytter den nedre brændværdi, da kedelkonstruktionen ikke
tillader at udnytte varmen fra røggassen og derved forårsager, at det dannede vand i røggassen
kondenserer.
Til at tilføre denne energi bruges der brændere påmonteret kedlerne. Dampkedlerne er i dag
udstyret med gasblæseluftbrændere. Disse brændere har påmonteret en ventilator, der sikrer den
luftemængde, der skal bruges til forbrændingen. Gassen ledes igennem et brænderør, hvorefter
den bliver blandet med luften. Gas- og luftblandingen blæses derefter gennem dyser på tværs af
luftstrømmen, hvor luften og gassen yderligere blandes.
Disse brændere er reguleret via en 2 trins regulering. Brænderen er i stand til at fyre med
henholdsvis ”høj- og lav flamme”. Ved et stigende dampbehov vil trykket i kedlen falde, herved er
der behov for mere varme for at levere den damp, der skal bruges. I denne situation bruges høj
flamme. Ved et mindre behov for damp vil behovet for varme ligeledes ikke være så stort, der
fyres her med lav flamme. Slagteriet har som sagt 2 dampkedler, der skal sikre leveringen af damp.
Den nuværende drift foregår ved, at den ene af de 2 kedler tager hovedlasten, dvs. at den altid
kører med høj flamme, den anden kedel skifter således mellem høj – og lav flamme.
(Larsen, 1999)
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 15 af 70
Forbrug
For at belyse hvor meget energi der bliver brugt til opvarmning af varmt vand og til dampdannelse,
er der valgt at tage udgangspunkt i den totale energimængde, der bliver tilført slagteriets 2
dampkedler. Der er valgt at belyse energiforbruget på en normal produktionsdag, det bliver
således muligt, at fastlægge en ydelse på de nye alternativer. For at få et mere præcist billede af
forbruget, er der blevet behandlet forbrugstal i en periode på en uge. Der vil i rapporten blive
fremlagt et gennemsnit af disse forbrugstal. Dette giver et billede af forbrugsmønstre og
gennemsnitlige krav til nye alternativer.
Grundet manglende måleinstrumenter er det valgt at dele forbrugsanalysen op i effektforbruget til
opvarmning af varmt vand og effektforbruget tilført de dampforbrugende maskiner.
Til at udregne effektforbruget til opvarmningen af vandet, er der blevet taget udgangspunkt i et
registreret flow ved forbrugeren. Ved at kende flowet, vandtemperaturen tilført og den ønskede
fremløbstemperatur ved forbrugeren, er det muligt at udregne et teoretisk effektforbrug. Det
teoretiske effektforbrug trækkes således fra den totale nyttiggjorte effekt. Hermed vil forbruget til
de dampforbrugende maskiner fremgå. Krav til ydelsen på de nye alternativer kan heraf belyses.
Tilført effekt
Det er valgt at se de 2 kedler som en samlet enhed. Gasforbruget for de 2 kedler er derfor lagt
sammen og behandlet under ét. Herunder ses gasforbruget fordelt på timerne på en normal
produktionsdag. Gasforbruget registreres i programmet CarbonDesktop i kWh, da gasmåleren
måler mængden af naturgas omregnes denne. Der benyttes en omregnings faktor på 11.
Det er muligt at belyse dette ved at anvende naturgassens nedre brændværdi, som kedlerne
benytter, og ved at se på dette over en tidsperiode.
Nedre brændværdi = 395485 kJ/Nm3
Tid = 3600 s/h
𝐸𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡 =39548
3600 ≈ 11
𝑘𝑊ℎ
Nm3
Der ganges altså med denne faktor på mængden målt af gasmålerene, der måler gasmængden
tilført kedlerne.
5 Brændværdien kan variere i løbet af en periode. (center, u.d.)
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 16 af 70
Herunder ses det samlede gennemsnitlige forbrug på en normal produktionsdag.
Der tilføres i gennemsnit 40435 kWh på en normal produktionsdag. Forbrugstallene pr. time er
lagt sammen, herved fås det samlede forbrug. (Se bilag 2 for værdier)
Ud fra dette kan de væsentlige arbejdsprocesser belyses;
00:00 til 03:00
o Da der ikke foregår nogen aktivitet i dette tidsrum må dette betragtes som tab
03:00 til 06:00 (Opstart -stigende forbrug)
o Vaskemaskinerne tages i brug
o Temperaturen til sterilisatorerne oparbejdes
o Temperaturen i skoldekabinerne oparbejdes
06:00 til 16:00 (Produktionstid - største forbrug)
o Her bruges vand og damp til slagteriets processer
o Diverse rengøring under produktionstiden
16:00 til 00:00 (Rengøring - Faldende forbrug)
o Her foretages der rengøring af slagteriet
Dette er sammenholdt med informationer fra slagteriets medarbejdere, hvorved det er valideret
at arbejdsprocesserne forløber som ovenstående beskriver.
0,00
500,00
1000,00
1500,00
2000,00
2500,00
3000,00
00
:00
:00
01
:00
:00
02
:00
:00
03
:00
:00
04
:00
:00
05
:00
:00
06
:00
:00
07
:00
:00
08
:00
:00
09
:00
:00
10
:00
:00
11
:00
:00
12
:00
:00
13
:00
:00
14
:00
:00
15
:00
:00
16
:00
:00
17
:00
:00
18
:00
:00
19
:00
:00
20
:00
:00
21
:00
:00
22
:00
:00
23
:00
:00
kW
Gas forbrug
Gennemsnit
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 17 af 70
Nyttiggjort effekt
Ved at kende den nyttiggjorte effekt, er det muligt at få et billede af det samlede behov, og
dermed danne grundlag for nye alternativer. Der er derfor blevet undersøgt, hvilke muligheder der
er for at få fastlagt dette. Det blev forsøgt at fastlægge den nyttiggjorte effekt ved hjælp af teorien
bag dampdannelse.
Ved at kende til fødevandstemperaturen, damp flowet samt arbejdstrykket på kedlen, ville det
være muligt få et realistisk estimat på den nyttiggjorte effekt.
Ved at kende massestrømmen af dampen muliggør dette, at udregne hvor stor en effekt der
forlader kedlerne, og dermed fastsætte den effekt, der bliver brugt af slagteriet.
�̇�𝐷𝑎𝑚𝑝 = �̇�𝐷𝑎𝑚𝑝 ∗ 𝜆𝑑
Da kedlerne ikke er udstyret med dampflowmålere, blev det undersøgt, hvorledes det var muligt
at registrere flowet af fødevandet. Der er på fødevandstilførelsen monteret flowmålere, men pga.
af en defekt var det det ikke muligt at benytte den ene af de 2 flowmålere. Det var ikke muligt at
få tilsendt og monteret en ny, med den tid der var til rådighed.
Der måtte derfor findes alternative veje for at fastsætte den nyttiggjorte effekt leveret til
slagteriets forbrugere.
Dette kunne gøres ved at fastsætte virkningsgraden på kedlerne, der blev derfor undersøgt
mulighederne for dette. Forsyningsmesteren kunne oplyse, at de havde fået foretaget en
røggasanalyse af kedlerne i forbindelse med kontrol af brænderne. Resultaterne af denne findes i
bilag 3. Det ses af resultaterne at forbrændingsvirkningsgraden svinger afhængigt af, hvorledes der
fyres i kedlen. Der er derfor valgt at tage gennemsnittet af resultaterne for at have noget gå ud fra.
Den gennemsnitlige forbrændingsvirkningsgrad er beregnet til 82 %. Da denne virkningsgrad ikke
tager højde for de tab som forekommer af varmetab er det antaget, at der går yderlige 5 %6 tabt i
form af dette. Dette giver derfor en udnyttelse af den tilførte effekt på 77 %.
6 Antaget værdi. Indeholder varmetab, damplækager, tab i systemet etc.
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 18 af 70
Den gennemsnitlige nyttiggjorte effekt vil derfor være:
𝑁𝑦𝑡𝑡𝑖𝑔𝑔𝑗𝑜𝑟𝑡 𝑒𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡 = 40435 ∗ 0,77 = 31135 𝑘𝑊ℎ/𝑑𝑎𝑔7
Nu kendes den gennemsnitlige nyttiggjorte effekt. Det er nu muligt at fordele denne på de
forskellige forbrugere tilknyttet dampsystemet.
7 Se bilag 4 for Excel ark med værdier
0,00200,00400,00600,00800,00
1000,001200,001400,001600,001800,002000,00
00
:00
:00
01
:00
:00
02
:00
:00
03
:00
:00
04
:00
:00
05
:00
:00
06
:00
:00
07
:00
:00
08
:00
:00
09
:00
:00
10
:00
:00
11
:00
:00
12
:00
:00
13
:00
:00
14
:00
:00
15
:00
:00
16
:00
:00
17
:00
:00
18
:00
:00
19
:00
:00
20
:00
:00
21
:00
:00
22
:00
:00
23
:00
:00
Totalt - nyttiggjort effekt
Gennemsnit
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 19 af 70
Forbrugere tilknyttet dampsystemet
Nu kendes den totale nyttiggjorte effekt tilført alle slagteriets forbrugere, der er tilkoblet
dampsystemet, og det er nu muligt at få inddelt effekten på de forskellige forbrugere. Herunder
illustreres det, hvorledes dampen bliver brugt i systemet. Som det ses af illustrationen, bliver der
brugt damp til 4 forskellige maskiner brugt i slagteriet samt til luftopvarmning. Ydermere ses det
at dampen forsyner 4 kilder, der opvarmer vand brugt på forskellige temperaturniveauer. I det
følgende vil hver enkelt forbruger blive beskrevet således, at virkemåde og formål bliver belyst.
Samtidig vil der fremgå, hvilke muligheder der har været for at fastlægge effektforbruget.
Figur 6 - Fordeling af dampen, (eget arkiv)
I det følgende er dampforbrugerne delt op i varmt vand og maskiner.
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 20 af 70
Maskiner
Som det ses af skitsen ovenfor, bruges der damp til forskellige formål fordelt på 4 forskellige
maskiner samt til opvarmning af ventilationsluft. I det kommende afsnit vil virkemåde og funktion
af hver enkelt maskine blive gennemgået.
Skoldekabiner
For at løsne børster og klove på svinet bliver svinet ført igennem skoldekabinerne, som består af 7
sektioner, som hver har deres damp- og varmtvandsforsyning. I dampkabinen sikres en høj relativ
fugtighed ved hjælp af det varme vand som sprayes ind i kabinen ved hjælp af dyser. Ved brug af
damp sikres det at en temperatur på ca. 60 -62 °C opretholdes. Denne temperatur er vigtig i
forhold til at fjerne børster og klove
effektivt uden at skade overfladen af svinet.
Denne proces bruger en del mindre vand
end et traditionelt skoldekar.
Som sagt bruges der varmt vand til at
opretholde den relative fugtighed på et
ønsket niveau. Temperaturen på vandet der
bliver tilført er 60 °C, vandet bliver via dyser
sprayet ind i kabinerne. Til hver kabine
sprayes der vand ind 2 steder. Der bliver
ligeledes tilført damp til kabinerne. Dette
sikrer at temperaturen holdes på det ønskede niveau.
Der gøres relativt lidt for at registrer forbruget af varmt vand og damp til denne maskine. Der er
monteret manuelle flowmålere på den ene af de 2 tilgange af varmt vand.
Figur 7 - Skoldekabine vand og damp tilslutning, (eget arkiv)
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 21 af 70
Hårstøderne
Hårstøderen har det formål at fjerne børster og klove fra svinet. Dette sker ved at svinet glider
frem mellem 2 valser. For at effektivisere denne proces bruges varmt vand. På slagteriet i Spalding
har de sat temperaturen til
57°C.
På slagteriet i Spalding bruges
der 2 hårstødere sat i serie.
Opbygningen af disse er
identiske. Under begge
hårstødere er der placeret en
buffertank på ca. 3 m3. Disse er
forbundet med en rørledning,
således at niveauet holdes ens i
begge tanke. Fra tanken føres
der ved hjælp af en
cirkulationspumpe varmt vand frem til hårstøderen, hvorefter det sprayes udover svinet. Vandet
bliver leveret tilbage i tanken, hvorefter det igen bliver ført til hårstøderen. Dette giver en meget
beskidt proces, størstedelen af hår og klove bliver transporteret væk på et transportbånd, som er
placeret under hårstøderen. Vandet der bliver ført tilbage til tanken betragtes derfor som urent,
da det ikke er alt, der kommer med transportbåndet. Der bliver derfor også sprayet rent 60 °C
varmt vand i maskinen, med det formål at holde maskinen ren under produktion. Til opfyldning af
buffertanken bruges der ligeledes 60 °C varmt vand.
Til at holde temperaturen i tanken bruges damp som bliver tilført direkte i tanken. Denne proces
styres ved hjælp af en temperaturtransmitter, der via en controller giver besked til en aktuator,
der åbner ventilen til damptilførelsen. Tanken er ligeledes udstyret med niveautransmitterer, høj-
og lav vandstand. Disse giver signal via controllere; ved høj vandstand skal ventilen lukkes og ved
lav vandstand skal ventilen åbnes.
Dette skal sikre at niveauet holdes konstant. Ydermere er der monteret et overløb i tanken. Dette
har det formål at få en udskiftning af det beskidte vand samt sikre omgivelserne for en evt.
overfyldning af tanken. Vandet i tankene bliver udskiftet hver uge.
Figur 8 – Hårstøderne, (eget arkiv)
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 22 af 70
Til denne maskine forefindes der ligeledes ikke påmonterede flowmålere på henholdsvis
varmtvands- og damptilgangen.
Bakkevasker
Denne maskine har til formål at rengøre bakker, der bruges forskellige steder i processen. Denne
opvaskemaskine får tilført damp og varmt vand. Dampen bruges til at opvarme vandet, der bliver
brugt til at rengøre disse bakker.
Opvarmningen sker gennem en spiral, der er
placeret i maskinens tank. Dette gør, at der
bliver ledt kondensat tilbage til forsyningen.
Det er muligt at registrere forbruget af varmt
vand tilført denne maskine, det er ligeledes
ikke muligt at måle forbruget af damp til
denne maskine.
Kassevasker
Med samme formål som bakkevaskeren, vasker denne maskine kasser, der bliver brugt til
opbevaring af forarbejdet kød. Her bruges ligeledes
varmt vand og damp. Det har også været muligt at
registre forbruget af varmt vand tilført denne
maskine. Vandet bliver ligeledes opvarmet via en
spiral placeret i maskinens tank. Her er der er dog
blevet foretaget ændringer ved spiralen. I stedet
for at lade dampen passere spiralen, er der lavet
huller i spiralen, således at dampen bliver tilført
vandet i tanken direkte. Dette bevirker, at der
ikke længere bliver tilbageført kondensat til forsyningen fra denne maskine.
Figur 9 – Bakkevasker, (eget arkiv)
Figur 10 - Kassevasker, (eget arkiv)
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 23 af 70
Ventilation
Der er til den urene slagtergang tilknyttet et ventilationssystem, hvori der er monteret en
varmeflade. Denne varmeflade får tilført damp, således at den kolde ventilationsluft bliver
opvarmet. Forsyningsmesteren kunne oplyse, at varmefladen sjældent bliver brugt. Her findes der
ligeledes ingen påmonterede målere, der gør det muligt at registrere forbruget af tilført damp. Da
varmefladerne sjældent er i brug, er der i dette projekt valgt ikke at behandle det yderligere.
Varmtvandsforbrugere
40 °C
Til opvarmning af dette vand bruges en pladevarmeveksler, som er placeret i kedelcentralen.
Vandet bliver brugt til sanitære forhold på fabrikken, såsom
håndvaske og badefaciliteter. Temperaturen på vandet er
styret af en reguleringsventil. Denne ventil er styret af
trykluft. Når temperaturen kommer over eller under det
ønskede setpunktet, vil ventilen åbne eller lukke, dette gør
at der vil strømme damp i veksleren alt efter behovet.
Figur 11 - Veksler til opvarmning af vand, placeret i kedelcentral, eget arkiv
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 24 af 70
60 °C
Det ses af figur 2, at der bliver produceret 60 °C vand 2 steder på slagteriet. Størstedelen af vandet
bliver opvarmet i en ”tilbygning” til kedelcentralen, en container. I
denne er placeret en veksler. Denne veksler har til formål at
overføre den varme, som dampen indeholder til vandet. Som det
ses af skitsen bruges den til forskellige formål i slagteriets
processer, herunder rengøring, maskiner og forvarmning af
vandet, der bruges til sterilisation.
Da dette betragtes som en af de største forbrugere af vand, måtte
det forventes, at det var muligt at konstatere forbruget af vand til
denne. Dette var ikke tilfældet, da jeg gennemgik anlægget med
forsyningsmesteren. Det var dog muligt at få installeret en
vandmåler i forbindelse med idriftsætningen af slagteriets nye vandbehandlingsanlæg. Det er ved
denne forbruger nu muligt at registrerer forbruget.
Den anden opvarmningskilde findes i kedelhuset, hvor der bliver opvarmet vand i en
”varmtvandsbeholder”. Dette sker ved samme princip, som
ved en almindelig varmtvandsbeholder brugt i
husholdningen, her bruges dog damp i stedet for varmt
vand. Her opvarmes vandet via spiralen i beholderen, der vil
derfor ske en varmeoverførelse og dampen vil blive til
kondensat. Dette kondensat ledes tilbage til forsyningen.
Vandet der bliver opvarmet i denne beholder bruges
udelukkende til rengøringsformål.
Figur 12 – pladeveksler i container, (eget arkiv)
Figur 13 – Opvarmningskilde til rengøringsformål, (eget arkiv)
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 25 af 70
90 °C
Der skal bruges 90 °C vand i slagteriet til at sterilisere knive som slagterne bruger. Kravet til
temperaturen i sterilisatorerne placeret forskellige steder i slagteriet er 82 °C. Vandet bliver
opvarmenet fra 60 °C til 90 °C, som er placeret i kedelrummet. Vandet er forvarmet i veksleren der
er placeret i containeren.
Data opsamling Til at registrere forbruget af energi bruges der er en ekstern database, som er tilgængelig via en
almindelig webbrowser. Programmet har fået navnet CarbonDesktop. Dette system er at finde
tilknyttet til alle Tulip LTD fabrikker, herunder Dalehead Foods, som slagteriet er en del af.
Det er ikke muligt at overvåge direkte forbrugstal. De data som hentes fra diverse målere på
slagteriet bliver sendt via trådløse transmittere til en midlertidig database placeret på slagteriet,
hvorefter de bliver sendt til hoveddatabasen, hvor programmet henter tallene fra. Dette medfører
en forsinkelse på ca. 3 timer.
Programmet bruges til at gøre data vedr. energiforbruget tilgængeligt på tværs af organisationen.
Ligeledes bruges programmet til at anskueliggøre de fastlagte mål, vedr. energibesparelser ved de
enkelte forbrug. Målene er fastlagt via regression.
De data der har været tilgængelige via CarbonDesktop er behandlet som valide data. Hvor det har
været muligt er alle data i rapporten hentet fra dette program.
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 26 af 70
Vandmængder
I dette afsnit analyseres varmtvandsforbruget. Der vil blive set på vandmængderne, der bliver
brugt på de forskellige temperaturniveauer. Dette giver mulighed for at udregne et teoretisk
effektforbrug, der bruges til at opvarme vandet. Samtidig belyser dette forbrugsmønstrene ved
forbrugerne.
Som vist i tidligere afsnit bruges vandet til forskellige formål, analysen af forbruget bliver inddelt
herefter;
40 °C
60 °C brugt til rengøring
60 °C brugt til slagteriets processer
90 °C brugt til sterilisation
Der vil fremgå fremgangsmåde for fastsættelse af forbruget af vandet under hver sektion af
ovenstående.
40 °C8
Som det fremgår af figur 2, bliver vandet brugt til hygiejnefaciliteter, altså håndvaske og
badefaciliteter. Nedenfor vises en principskitse af målerplaceringen.
Figur 14 - Måler placering, (eget arkiv)
Som det ses af skitsen, giver resultatet af aflæsningen ikke et reelt billede af forbruget. Det har
derfor været nødvendigt at foretage en antagelse vedrørende cirkulationsmængden. Da
cirkulationspumperne ikke er regulerede, må det antages, at der cirkuleres den samme mængde i
8 Se bilag 5 for Excel ark med værdier
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 27 af 70
cirkulationsledningen uanset forbruget. Da cirkulationspumperne er i drift alle ugens dage, er det
antaget at målingen udenfor produktionstid giver cirkulationsmængden. Dagene brugt til
fastlæggelse har været lørdag og søndag. Cirkulationsmængden er fastsat til 5,9 m3/h.
Forbruget er således fastlagt: �̇�40 °𝐶 = �̇�𝑎𝑓𝑙æ𝑠𝑡 − �̇�𝑎𝑛𝑡𝑎𝑔𝑒𝑡 𝑐𝑖𝑟𝑘𝑢𝑙𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛𝑠𝑚æ𝑛𝑔𝑑𝑒
Her ses forbruget på en normal produktionsdag. Der kan fastlægges følgende data ud fra dette:
Tabel 1 - Data
Gennemsnits forbrug pr. dag 32,5 m3/dag
Største flow 4,4 m3/h
60 °C rengøring9
Det ses af figur2, at opvarmningen af rengøringsvandet finder sted 2 steder. Her er det muligt ved
hjælp af allerede monterede flowmålere at fastlægge forbruget, der bliver brugt til rengøring af
slagteriet.
Forbruget er således fastlagt:
�̇�60 °𝐶 𝑟𝑒𝑛𝑔ø𝑟𝑖𝑛𝑔 = �̇�𝐻𝑇𝑝𝑢𝑚𝑝𝑒 𝐾𝑒𝑑𝑒𝑙ℎ𝑢𝑠 + �̇�𝐻𝑇𝑝𝑢𝑚𝑝𝑒 𝑔𝑟ø𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑖𝑛𝑒𝑟
9 Se bilag 5 for Excel ark med værdier
0
1
2
3
4
5
00
:00
:00
01
:00
:00
02
:00
:00
03
:00
:00
04
:00
:00
05
:00
:00
06
:00
:00
07
:00
:00
08
:00
:00
09
:00
:00
10
:00
:00
11
:00
:00
12
:00
:00
13
:00
:00
14
:00
:00
15
:00
:00
16
:00
:00
17
:00
:00
18
:00
:00
19
:00
:00
20
:00
:00
21
:00
:00
22
:00
:00
23
:00
:00
m3
/h
40 °C forbrug
Gennemsnit
Max
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 28 af 70
Tabel 3 – Data
Gennemsnits forbrug pr. dag 82 m3/dag
Største flow 14 m3/h
60 °C Slagteri10
Som det ses af skitsen nedenfor, har det været muligt at fastlægge det samlede forbrug af 60 °C
varmt vand brugt til forvarmning af 90 °C varmt vand brugt til sterilisation, højtrykspumpe placeret
i containeren.
Figur 15 - Måler placering, (eget arkiv)
Forbruget er således fastlagt:
10
Se bilag 5 for Excel ark med værdier
02468
10121416
00
:00
:00
01
:00
:00
02
:00
:00
03
:00
:00
04
:00
:00
05
:00
:00
06
:00
:00
07
:00
:00
08
:00
:00
09
:00
:00
10
:00
:00
11
:00
:00
12
:00
:00
13
:00
:00
14
:00
:00
15
:00
:00
16
:00
:00
17
:00
:00
18
:00
:00
19
:00
:00
20
:00
:00
21
:00
:00
22
:00
:00
23
:00
:00
m3
/h
60 °C Rengøring
Gennemsnit
max
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 29 af 70
�̇�60 °𝐶 𝑠𝑙𝑎𝑔𝑡𝑒𝑟𝑖 = �̇�𝐴𝑓𝑙æ𝑠𝑡,𝑡𝑖𝑙𝑔𝑎𝑛𝑔 60°𝐶 𝑣𝑎𝑟𝑚𝑒𝑣𝑒𝑘𝑠𝑙𝑒𝑟 − �̇�𝐻𝑇𝑝𝑢𝑚𝑝𝑒 𝑔𝑟ø𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑖𝑛𝑒𝑟 − �̇�90°𝐶 𝑠𝑡𝑒𝑟𝑖𝑙𝑖𝑠𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛
Tabel 4 – Data
Gennemsnits forbrug pr. dag 145 m3/dag
Største flow 12 m3/h
90 °C Sterilisation11
Det har været muligt at aflæse forbruget til denne proces via allerede monterede flowmålere.
Tabel 5 - Data
Gennemsnits forbrug pr. dag 70 m3/dag
Største flow 6 m3/h
11
Se bilag 5 for Excel ark med værdier
0
2
4
6
8
10
12
14
00
:00
:00
01
:00
:00
02
:00
:00
03
:00
:00
04
:00
:00
05
:00
:00
06
:00
:00
07
:00
:00
08
:00
:00
09
:00
:00
10
:00
:00
11
:00
:00
12
:00
:00
13
:00
:00
14
:00
:00
15
:00
:00
16
:00
:00
17
:00
:00
18
:00
:00
19
:00
:00
20
:00
:00
21
:00
:00
22
:00
:00
23
:00
:00
m3
/h
60 °C Slagteri
Gennemsnit
max
01234567
00
:00
:00
01
:00
:00
02
:00
:00
03
:00
:00
04
:00
:00
05
:00
:00
06
:00
:00
07
:00
:00
08
:00
:00
09
:00
:00
10
:00
:00
11
:00
:00
12
:00
:00
13
:00
:00
14
:00
:00
15
:00
:00
16
:00
:00
17
:00
:00
18
:00
:00
19
:00
:00
20
:00
:00
21
:00
:00
22
:00
:00
23
:00
:00
m3
/h
90 °C
Gennemsnit
max
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 30 af 70
Opsummering12
Det er nu muligt ud fra ovenstående dataindsamling at konstatere, hvorledes det varme vand er
fordelt på de forskellige temperaturniveauer. Information vedr. mængderne bruges til at sætte
krav til de nye alternativer. Forbrugsmønstrene belyser, hvor der er mulighed for at lave
eventuelle forbedringer.
Herunder ses de gennemsnitlige vandmængder brugt på de forskellige temperaturniveauer:
Tabel 6 – Vandmængder fordelt på formål
40 °C 32 m3/dag
60 °C Rengøring 82 m3/dag
60 °C slagteri 145 m3/dag
90 °C 70 m3/dag
I alt 329 m3/dag
Det ses af illustrationen nedenfor, hvorledes vandmængderne er fordelt på det totale
varmtvandsforbrug på alle temperaturniveauer.
Som det fremgår bruges næsten 70 % af vandmængderne på 60 °C varmt vand. Det er her, det
største potentiale for eventuelle optimeringsindsatser måtte være. Det er samtidig her, der er det
12
Se bilag 5 for Excel ark med værdier
40 °C 10%
60 °C rengøring 25%
60 °C slagteri 44%
90 °C 21%
% af totalt varmtvand
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 31 af 70
største potentiale til at benytte varmegenvinding fra slagteriets processer, herom senere.
Vandmængderne bruges ligeledes til at fastsætte det effektbehov der er nødvendigt, for at
opvarme dette til de ønskede temperaturniveauer.
Opvarmning af brugsvandet
Som beskrevet i det ovenstående, sker opvarmning af brugsvandet 4 steder på slagteriet.
Princippet bag opvarmningen er det samme. Opvarmningskilderne bruger dampens varmeenergi
til at opvarme vandet til den ønskede temperatur.
Den energi der skal overføres til vandet kan udtrykkes ved formlen:
�̇�𝑉𝑎𝑛𝑑 = �̇�𝑣𝑎𝑛𝑑 ∗ 𝑐𝑣𝑎𝑛𝑑 ∗ 𝛥𝑡
Hvor;
�̇�𝑣𝑎𝑛𝑑 = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑒𝑠𝑡𝑟ø𝑚𝑚𝑒𝑛 𝑎𝑓 𝑣𝑎𝑛𝑑 [ 𝑘𝑔
𝑠]
𝑐𝑣𝑎𝑛𝑑 = 𝑉𝑎𝑛𝑑𝑒𝑡𝑠 𝑣𝑎𝑟𝑚𝑒𝑘𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑡𝑒𝑡 [𝑘𝑗
𝑘𝑔 ∗ °𝐶]
𝛥𝑡 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑓𝑜𝑟𝑠𝑘𝑒𝑙𝑙𝑒𝑛 𝑝å 𝑡𝑖𝑙𝑔𝑎𝑛𝑔 𝑜𝑔 𝑎𝑓𝑔𝑎𝑛𝑔 [°𝐶]
Hvis det antages at denne overførelse sker uden tab til omgivelserne, vil den energi som dampen
overfører gennem hedefladen til vandet være:
�̇�𝑑𝑎𝑚𝑝 = �̇�𝑑𝑎𝑚𝑝 ∗ (ℎ2 − ℎ1)
Hvor;
�̇�𝑑𝑎𝑚𝑝 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑒𝑠𝑡𝑟ø𝑚𝑒𝑛 𝑎𝑓 𝑑𝑎𝑚𝑝
ℎ1 = 𝑡𝑖𝑙𝑔𝑎𝑛𝑔𝑠 𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑒𝑛
ℎ2 = 𝑎𝑓𝑔𝑎𝑛𝑔𝑠 𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙𝑝𝑖𝑒𝑛
Da der altid vil foregå en varmeoverførelse til omgivelserne og dermed et tab, skal den energi der
tilføres være højere end det egentlige behov, dette kan udtrykkes således:
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 32 af 70
�̇�𝑉𝑎𝑛𝑑 = �̇�𝑑𝑎𝑚𝑝 ∗ 𝜂
Det har dog ikke været muligt at fastlægge virkningsgraden på opvarmningskilderne. Det er derfor
antaget at effektbehovet for opvarmningen af vandet, er den effekt der bliver tilført af dampen.
Det kan udtrykkes således;
�̇�𝑉𝑎𝑛𝑑 = �̇�𝑑𝑎𝑚𝑝
Som det ses af analysen af forbruget, har det været muligt at logge flowet af vandet på de
forskellige temperaturniveauer. Dette gør det muligt ved hjælp af den ønskede temperatur at
fastsætte et billede af den effekt, der skal tilføres vandet og dermed, hvor meget effekt dampen
skal levere til opvarmningen af vandet.
Følgende data er blevet brugt ved alle forbrugere:
𝐼𝑛𝑑𝑔𝑎𝑛𝑔𝑠𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟 = 13 °𝐶
𝜌𝑣𝑎𝑛𝑑 13°𝐶 = 995,7𝑘𝑔
𝑚3
Temperaturdifferens ved forbrugeren
40 °C
Selvom den ønskede temperatur er 40 °C, blev det via en temperaturmåling fastsat at veksleren
ikke kunne levere den ønskede temperatur. Den maksimale udgangstemperatur på veksleren er
blevet fastsat til 35 °C. I og med veksleren ikke kunne leverer den ønskede fremløbstemperatur,
blev det anbefalet at se nærmere på dette. Dette kan skyldes 2 ting: At veksleren er
underdimensioneret, således at der løber alt for store vandmængder gennem denne. Eller det kan
også være, at vekslerens hedeflade er minimeret pga. af tilkalkning. Det blev derfor anbefalet at få
veksleren afkalket. Dette kunne ikke udføres pga. den begrænsede tid. Der er derfor valgt at
arbejde med en fremløbstemperatur på 35 °C.
Dette giver hermed en temperaturdifferens på 22 °C.
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 33 af 70
60 °C
Her er der valgt at udregne effekten ud fra den ønskede fremløbstemperatur på 65 °C.
Temperaturen på 65 °C sikrer at der er 60 °C ved forbrugeren. Denne temperatur er fastlagt af
forsyningsmesteren.
Dette giver hermed en temperaturdifferens på 52 °C
90 °C
For at sikre den nødvendige temperatur på minimum 82 °C ved forbrugeren er setpunktet på
fremløbet sat til 90 °C. Varmtvandsbeholderen har en tilgangstemperatur på 60 °C, som bliver
forvarmet i veksleren i containeren. Da der bruges flowdata fra de forskellige formål, er der valgt
at se på hele effektoptaget af forbrugeren, altså en opvarmning fra 13 °C til 90 °C.
Herved en temperaturdifferens på: 77 °C
Som det ses bruges vandet uafhængigt af hinanden, det vil sige effektbehovet for opvarmningen
også sker uafhængigt af hinanden. Der er derfor valgt at se på det samlede effektbehov, der er for
opvarmningen.
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 34 af 70
Samlet gennemsnitligt effektoptag13
Da det ikke har været muligt med energimåling ved de ovenstående forbrugere, er der i dette
afsnit valgt at udregne et teoretisk effektoptag. Da forbruget på de forskellige temperaturniveauer
ikke er konstant, vil effektoptaget ligeledes ikke være konstant. Der er derfor udregnet et samlet
effektoptag i en periode på en time. Dette belyser det samlede effektbehov i perioden.
Effektoptaget er udregnet ud fra flowet og ved de fastsatte temperaturforskelle.
Til at fastlægge effekten er denne betragtning foretaget:
𝑄 = �̇� ∗ 𝑐 ∗ 𝛥𝑡 [𝑘𝑔∗𝑘𝐽∗𝐾
𝑠∗𝑘𝑔∗𝐾=
𝑘𝐽
𝑠]
Dette belyser, hvor meget effekt der skal tilføres vandet ved opvarmning til den ønskede
udgangstemperatur.
Herunder ses det samlede effektoptag fordelt på et døgn.
Det samlede gennemsnitlige effektoptag er: 20 675 kWh. Ydermere belyser dette den maksimale
ydelse, som der skal bruges til at opvarme vandet på de forskellige temperaturniveauer.
13
Se bilag 6 for Excel ark med værdier
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
00
:00
:00
01
:00
:00
02
:00
:00
03
:00
:00
04
:00
:00
05
:00
:00
06
:00
:00
07
:00
:00
08
:00
:00
09
:00
:00
10
:00
:00
11
:00
:00
12
:00
:00
13
:00
:00
14
:00
:00
15
:00
:00
16
:00
:00
17
:00
:00
18
:00
:00
19
:00
:00
20
:00
:00
21
:00
:00
22
:00
:00
23
:00
:00
Samlet effektoptag - Varmtvand
Effekt gennemsnit
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 35 af 70
Placering af forbruget14
Ved at kende effektforbruget til opvarmningen af det varme vand, er det nu muligt at give et
billede af, hvorledes effekten bliver fordelt på henholdsvis maskiner og varmt vand. Her benyttes
den tidligere udregnede totale nyttiggjorte effekt.
Ved at trække effektforbruget for det varme vand fra den totale nyttegjorte effekt giver dette,
hvor meget der er tilbage til de dampforbrugende maskiner.
𝐸𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡 𝑡𝑖𝑙 𝑚𝑎𝑠𝑘𝑖𝑛𝑒𝑟 = 𝑁𝑦𝑡𝑡𝑖𝑔𝑔𝑗𝑜𝑟𝑡 𝑒𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡 − 𝐸𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡 𝑣𝑎𝑟𝑚𝑡𝑣𝑎𝑛𝑑
𝐸𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡 𝑡𝑖𝑙 𝑚𝑎𝑠𝑘𝑖𝑛𝑒𝑟 = 31135 𝑘𝑊ℎ − 20675 𝑘𝑊ℎ = 10460 𝑘𝑊ℎ
14
Se bilag 7 for Excel ark med værdier
0,00
500,00
1000,00
1500,00
2000,00
00
:00
:00
01
:00
:00
02
:00
:00
03
:00
:00
04
:00
:00
05
:00
:00
06
:00
:00
07
:00
:00
08
:00
:00
09
:00
:00
10
:00
:00
11
:00
:00
12
:00
:00
13
:00
:00
14
:00
:00
15
:00
:00
16
:00
:00
17
:00
:00
18
:00
:00
19
:00
:00
20
:00
:00
21
:00
:00
22
:00
:00
23
:00
:00
Totalt - nyttiggjort effekt
Gennemsnit
0,00100,00200,00300,00400,00500,00600,00700,00800,00900,00
1000,00
00
:00
:00
01
:00
:00
02
:00
:00
03
:00
:00
04
:00
:00
05
:00
:00
06
:00
:00
07
:00
:00
08
:00
:00
09
:00
:00
10
:00
:00
11
:00
:00
12
:00
:00
13
:00
:00
14
:00
:00
15
:00
:00
16
:00
:00
17
:00
:00
18
:00
:00
19
:00
:00
20
:00
:00
21
:00
:00
22
:00
:00
23
:00
:00
Effekt til maskiner
Gennemsnit
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 36 af 70
Nu er den totale nyttiggjorte effekt placeret på henholdsvis maskiner og varmt vand. Der kan nu
gives et billede af, hvorledes fordelingen finder sted.
Tabel 2 – Fordeling af den nyttiggjorte effekt15
Totalt 31135 kWh 100%
Varmt vand 20675 kWh 66 %
Maskiner 10460 kWh 34 %
Der kan ud fra effektforbruget fastsættes et krav til den største gennemsnitlige ydelse på de nye
alternativer. Til at fastlægge ydelsen bruges det største forekommende forbrug set over en
tidsperiode på 1 time. Dette er gjort både til opvarmning af vand og til de dampforbrugende
maskiner. Dette kan udtrykkes ved denne formel
𝑌𝑑𝑒𝑙𝑠𝑒 =𝐸𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡𝑓𝑜𝑟𝑏𝑟𝑢𝑔
𝑡𝑖𝑑= 𝑘𝑊 [
𝑘𝑊ℎ
ℎ]
Tabel 3 – Krav til gennemsnitlig max ydelse
Varmt vand 1400 kW
Maskiner 888 kW
15
Se bilag 8 for Excel ark med værdier
Varmt vand 66%
Maskiner 34%
Fordeling af effekt
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 37 af 70
Nye alternativer til det eksisterende anlæg Det er valgt, pga. af rapportens omfang, at arbejde videre med analysens værdier. Det er anbefalet
slagteriet, at der skal laves en yderligere analyse af forbruget med henblik på at nedbringe dette.
Det estimeres at der er stor mulighed for at opnå en reduktion af forbruget, da der ikke har været
fokus på dette tidligere. Det kræver dog at slagteriet ofrer både tid og penge på at analysere, hvor
der ligger potentielle reduktioner, der i sidste ende bidrager med en mere energiøkonomisk drift.
Da udskiftningen af de 2 gamle dampkedler er et stort og omfattende projekt, er der i denne
rapport valgt at gennemgå de væsentlige krav der er stillet i samarbejde med slagteriet, for at få
den bedst mulige løsning for slagteriet. Disse krav er listet nedenfor
Stabil drift – Kedeltype
Brug af varmegenvinding
For at imødekomme disse krav, undersøges der hvilke muligheder, der findes på markedet. Der er
undersøgt muligheder for at danne den damp, der skal bruges på slagteriet. Det er valgt at belyse,
hvilken kedel der egner sig bedst til slagteriets behov. Der findes adskillige kedeludformninger. Der
er i denne rapport valgt at se på 2 forskelige typer, herunder den traditionelle kanalrøgrørskedel
og en dampgenerator. Dalehead Foods har haft gode erfaringer med en dampgenerator, denne er
dog blevet brugt i mindre skala med én tilkoblet forbruger. For at belyse hvilken kilde slagteriet
skal bruge til dampdannelse, er det valgt at se på fordelene og ulemperne ved de 2 forskellige
kedeludformninger.
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 38 af 70
Dampgenerator
Til at belyse fordele og ulemper ved dampgeneratoren, er der søgt information omkring dette.
Denne information er søgt gennem Torben Andersen16, energichef hos Danish Crown, der både
har egne erfaringer samt gode kontakter i branchen.
Herunder er oplistet fordele og ulemper ved en dampgenerator:
Tabel 4 – Fordele og ulemper ved en dampgenerator
Fordele Ulemper
Hurtig opstart
Minimalt krav til pasning
Størrelse
Kan placeres tæt på forbrugeren således at distributionstabene minimeres
Kan let opstilles i serie, således en hurtig indkobling af ny generator kan finde sted, ved havari.
Billig i indkøb
Lille vandvolumen/damprum
Svært ved at håndtere svingende forbrug
Dyr i reparationer
Krav til udblæsning (20 min. Pr. dag)
Som det ses af ovenstående fordele og ulemper, har dampgeneratoren visse fordele, der kan
opfylde nogle af kravene der er stillet. Pga. af dampgeneratorens forholdsvis lille vandvolumen er
det muligt at lukke den ned, når der ikke er behov for damp i slagteriet. Ligeledes stilles der ikke
samme krav til kedelpasning, som der gør ved en traditionel dampkedel. Grundet størrelsen og
den relative billige indkøbspris, muliggør dette at indkøbe en ekstra, der kan stå som standby.
Dog er der også nogle ulemper ved anvendelse af denne type. Grundet det lille damprum vil
dampgeneratoren have svært ved at håndtere en svingende belastning. Det er anbefalet at bruge
en dampgenerator med et stabilt behov for damp.
16
Se bilag 9 for mail korrespondance
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 39 af 70
Dampkedel
Herunder er oplistet fordele og ulemper ved en kanalrøgrørskedel:
Tabel 5 – Fordele og ulemper ved en Kanalrøgrørskedel
Fordele Ulemper
Stort vandvolumen/damprum
Kan håndtere svingende forbrug
Stabil
Stilstands tab
Langsom opstart
Krav til kedelpasning (minimum 72 timer)
Da kedlen kan indeholde en større vandmængde muliggør dette, at udnytte den som en buffer.
Dette gør at dampkedelen kan bruges til et svingende dampbehov. Der vil forekomme store
stilstandstab, fordi kedlen ikke i praksis vil blive lukket ned, når behovet for damp ikke er til stede.
Dette skyldes den store vandmængde i kedlen.
Som det ses af den indledende analyse af forbruget, forekommer der et svingende behov for damp
til maskinerne på slagteriet.
Det anbefales derfor at vælge en kanalrøgrørskedel, til at dække slagteriets svingende behov for
damp. For at imødekomme kravet om minimal kedelpasning, kan kedlen udstyres med en række
sikkerhedsforanstaltninger, der muliggør, at der ikke er behov for pasning i op til 72 timer. Det er
muligt at udnytte røggasen fra kedlen således at den samlede virkningsgrad bliver bedre.
0,00
200,00
400,00
600,00
800,00
1000,00
00
:00
:00
01
:00
:00
02
:00
:00
03
:00
:00
04
:00
:00
05
:00
:00
06
:00
:00
07
:00
:00
08
:00
:00
09
:00
:00
10
:00
:00
11
:00
:00
12
:00
:00
13
:00
:00
14
:00
:00
15
:00
:00
16
:00
:00
17
:00
:00
18
:00
:00
19
:00
:00
20
:00
:00
21
:00
:00
22
:00
:00
23
:00
:00
Effekt til maskiner
Gennemsnit
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 40 af 70
Varmtvands produktion Slagteriet ønsker at opdele dampproduktionen og varmtvandsproduktionen. Dette kan gøres ved
at installere en kedel med formålet at opvarme vand, her minimeres temperatur og tryk. Dette
kan give en besparelse i sig selv, da varmetabet ikke vil være så højt sammenlignet med et
dampanlæg. Ligeledes elimineres regulerings problematikken der ligger i at opnå den korrekte
kondensering af dampen. Der stilles heller ikke de samme myndighedskrav til anlægget, da der
ikke arbejdes med de samme tryk som ved dampanlæg, herunder, pasning, materialer osv. Dette
giver økonomisk gevinst i form af indkøb af komponenter og i form af
vedligeholdelsesomkostninger.
Varmtvands system
Varmtvandssystemet kan opbygges således, at det bliver muligt at udnytte noget af den energi,
der bliver betragtet som tab. Det er muligt at udnytte spildvarme fra slagteriets køleanlæg samt
flamberingsovn. Der vil i dette afsnit blive undersøgt potentialet i at udnytte disse 2 anlæg.
Køleanlæg - forvarmning
Der er her valgt at tage udgangspunkt et i tilbud givet til Dalehead Foods ang. varmegenvinding på
det nyetablerede køleanlæg, pre-chill, se bilag 10. Der
bruges 3 oliekølede skruekompressorer til at levere den
ønskede kuldeeffekt brugt til slagteriets køletunnel. Det er
her muligt at anvende den varme, der bruges for at køle
disse kompressorer, ydermere kan kondensatorvarmen
benyttes. Som det ses af tilbuddet på billaget, er det muligt
at opvarme ca. 30 m3/h vand fra 10 °C til 36°C, ved en
effekt på ca. 900 kW. Herunder mulighed for opvarmningen:
Tabel 6 – Potentiale ved benyttelse af køleanlæg
Type Primær temp. °C Køleanlæg
Sek. temp. °C Brugsvand
Vandmængde m3/h
Ydelse kW
Kondensator 26 til 20 10 til 24 30 485
Oliekøl 44 til 39 24 til 36 30 415
Mulig udnyttelse - 10 til 36 30 900
Figur 16 - Kølekompressorer Pre-chill, (eget arkiv)
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 41 af 70
Flamberingsovn
Det er ligeledes muligt at udnytte varme fra flamberingsovnens varme røggas. Her er det ifølge
Torben Andersen muligt at udnytte ca. 40 % af den tilførte
energi, som naturgassen indeholder. Pga. af røggassens høje
temperatur er det muligt at levere varmt vand op til 95 °C.
For at fastlægge hvor meget energi der kan leveres til
opvarmningen af varmt vand, er der blevet analyseret på
gasforbruget tilført ovnen. Det ses af bilag 11, at der på en
normal produktions dag bruges i gennemsnit: 13909 kWh i en
periode på 9 timer.
Tabel 7 – Potentiale ved benyttelse af flamberingsovn
Gennemsnitlig Forbrug 13909 kWh
Gennemsnitlig effekt 1545 kW
Mulig udnyttelse 618 kW
Figur 17 - Flamberingsovn fyret med naturgas, (eget arkiv)
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 42 af 70
Udnyttelse
For at fastlægge potentialet for udnyttelsen af disse 2 anlæg, skal der kigges nærmere på hvilke
parametre, der spiller ind ved drift af disse, herunder kan oplistes;
Driftstidspunkter
Effekt begrænsninger
Da disse 2 anlæg er afhængige af hinanden, skal der undersøges, hvornår effekten er til rådighed.
Da der i det ovenstående beskrevne kan ses, at der forekommer begrænsninger i form af ydelsen
på anlæggene, skal det undersøges, hvilken af disse der er den dimensionerende.
Tabel 8 - Driftstider
Anlæg Tidsperiode
Køleanlæg 05-16
Flambering 06-14
Køleanlægget er i drift fra kl. 05-16, det er altså muligt at benytte varme fra anlægget i denne
periode. Flamberingsovnen er i drift fra kl. 06-14, hvorved det bliver muligt at udnytte røggasen.
Det er altså i perioden fra kl.06-14, hvor det er muligt at generere varmt vand ved den ønskede
temperatur.
Det undersøges hvilket af de 2 anlæg, som skal være den dimensionerende. Herunder ses
beregning af udgangstemperaturen på kredsen fra flamberingsovnen. Her regnes med den fulde
kapacitet fra køleanlægget.
Tabel 9 – Udregning af udgangstemperatur på flamberingsovnens kreds
Mængde massestrøm Indgangs temp. Udgangs temp. Ydelse
m3/h kg/s °C °C kW
Køleanlæg 30,00 8,33 10,00 36,00 907,56
Flamberingsovn 30,00 8,28 36,00 53,81 618,00
Det ses af udregningen ovenfor at udgangstemperaturen ikke når den ønskede temperatur på
65°C. Dette skyldes den store vandmængde.
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 43 af 70
Det vil derfor ikke være muligt at opnå den ønskede temperatur, hvis køleanlægget er den
dimensionerende del. Herunder er der vist forholdende, ved at gøre flamberingsovnen til den
dimensionerende del.
Tabel 10 – Udregning af vandmængder samt krav til ydelse til køleanlæggets kreds
Mængde massestrøm Indgangs temp. Udgangs temp. Ydelse
m3/h kg/s °C °C kW
Flamberingsovn 18,42 5,09 36,00 65,00 618,00
Køleanlæg 18,42 5,12 10,00 36,00 557,25
Ved at lade flamberingsovnen være den dimensionerende del, ændres parametrene for
køleanlæggets kapacitet. Køleanlægget skal kunne levere en ydelse på 557,25 kW.
Her ses, hvad der kan udnyttes ved brug af flamberingsovnens fulde potentiale og en minimering
af ydelsen fra køleanlægget
Tabel 10 - Totalt Potentiale
Samlet ydelse Driftstid Flow Vandmængde Temperatur Potentiel
genvinding
kW Timer M3/h M3 °C kWh/dag
Total 1175 8 18,42 165 65 9400
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 44 af 70
Vandmængder
Som det ses af ovenstående beregninger, er det muligt at opvarme 165 m3 65 °C varmt vand, i
tidsperioden 06-14. Som det også frem går af analysen vedr. vandforbruget, bruges der i
gennemsnit 227 m3 60 °C varmt vand om dagen på slagteriet. Det er altså muligt at levere 72 % af
denne mængde via genvindingen fra køleanlægget og flamberingsovnen. Det skal dog sikres at
slagteriet har mulighed for at benytte denne mængde, derfor ses der hvordan fordelingen kunne
finde sted.
Tabel 11 – Nuværende forbrug fordelt i tidsrum
00:00 til 06:00 06:00 til 14:00 14:00 til 00:00 I alt
60 °C Rengøring 4 12 65 82
60 °C slagteri 23 81 41 145
00:00 til 06:00
Som det fremgår af potentiale udregningen er det ikke muligt at genvinde varmt vand i denne
periode.
06:00 til 14:00
Det er her muligt at benytte varmegenvinding til at levere 65 °C varmt vand.
14:00 til 00:00
I dette tidsrum er der ikke mulighed for at anvende vandet direkte
Det ses af ovenstående tabel, at der bruges 93 m3 60 °C varmt vand i tidsperioden 06:00 til 14:00.
Det vil her være muligt at bruge det genvundne varme vand direkte til dets formål. Dette betyder,
at der her nu udnyttes ca. 56 % af det genvundne varme vand.
For at udnytte det fulde potentiale er det nødvendigt, at se på hvorledes de resterende 72 m3 kan
udnyttes. Der kan til dette formål installeres en akkumuleringstank, der kan opbevare den
mængde, der ikke er behov for i tidsperioden 06:00 til 14:00. Ved at installere en
akkumuleringstank er det muligt at dække behovet med 67 % i perioden 14:00 til 00:00.
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 45 af 70
Energibesparelse ved genvinding
Ved at genvinde fra køleanlægget og flamberingsovnen er det muligt at dække en del af det
samlede effektbehov. Den genvunde energi bruges til opvarmning af vand brugt til
rengøringsformål og til forbruget i slagteriet. Den genvunde energi fjerner dermed noget af
behovet til opvarmning af det varme vand. Herunder ses hvilke behov der nu findes for
opvarmningen af vandet.
Tabel 12 – % del af det samlede behov17
Totalt behov 31135 kWh/dag 100 %
Varmtvands behov efter genvinding
11275 kWh/dag 36 %
Maskinernes Behov 10460 kWh/dag 34 %
Potentiel genvinding 9400 kWh/dag 30 %
Som det ses er det muligt at reducere det samlede effektbehov med ca. 30 % og minimere
effektbehovet til opvarmningen af vandet med ca. 45 %. Dette medfører en økonomisk gevinst i
form af en besparelse af den tilførte effekt. Nedenfor vises udregningen af den årlige gevinst. Det
skal dog bemærkes at besparelsen er fastsat efter den nuværende tilførte effekt.
Tabel 13 – Økonomisk besparelse 18
MWh/dag MWh/år Kr./år
Totalt Tilført 40,43 10108,67 2688906,2
Behov = Tilført * η 31,13 7783,68
Genvunden energi 9,40 2350,00
Nyt behov 21,73 5433,68
Nyt Totalt tilført 28,23 7056,72
Besparelse 12,21 3051,95 811818,18
17
Se bilag 8 for fordeling 18
Se bilag 12
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 46 af 70
Besparelse ved reducering af vandforbruget.
Som det ses af forbrugsanalysen, bruges der store mængder af opvarmet vand. Den største
mængde er brugt ved temperaturen 60 °C. Da der ikke har været fokus på ”energi optimering”, må
det antages, at der ved gennemgang og implementering af vandbesparende løsninger ved de
enkelte forbrugere kan foreligge en direkte besparelse i denne reduktion. Det kan ses, hvad der
rent teoretisk kan opnås ved en reduktion af forbruget af 60 °C varmt vand.
Man kan forestille sig et scenarie med en besparelse på 1 m3 varmt vand ved temperaturen 60 °C.
Vandet skal opvarmes fra 13 °C til en fremløbstemperatur på 65 °C. Med en varmefylde på 4,19
kJ/kg*°C. Der regnes med en masse fylde på 995,7 kg/m3 vand.
Energibehovet for opvarmningen kan udtrykkes således:
𝑄 = 995,7 ∗ 4,19 ∗ (65 − 13) = 216943 𝑘𝐽
For at omregne dette til et forbrug divideres der med 3600 s/h. Dette giver besparelsen i kWh.
216943 𝑘𝐽
3600 𝑠/ℎ= 60,2 𝑘𝑊ℎ 𝑝𝑟. 𝑚3 𝑣. 65 °𝐶
Dette er behovet for opvarmningen.
Da energien producres i kedlen, skal kedlens virkningsgrad også tages i betragtning, der skal
derfor produceres mere end behovet.
𝐵𝑒𝑠𝑝𝑎𝑟𝑒𝑙𝑠𝑒 = 𝐵𝑒ℎ𝑜𝑣
𝜂
Med den nuværrende virkningsgrad kan der opnås en besparelse på:
𝐵𝑒𝑠𝑝𝑎𝑟𝑒𝑙𝑠𝑒 = 60,2
0,77= 78,26 𝑘𝑊ℎ 𝑝𝑟. 𝑚3 𝑣. 65 °𝐶
Med en antaget gaspris på 0,35 kr/kWh giver dette en økonimisk besparelse på
𝐵𝑒𝑠𝑝𝑎𝑟𝑒𝑙𝑠𝑒 = 0,35 ∗ 78,26 = 27,4 𝑘𝑟. 𝑝𝑟. 𝑚3 𝑣. 65 °𝐶
Ligeledes forekommer der en besparelse, ved at der ikke skal betales for vandmængden samt for
afledningsafgifting.
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 47 af 70
Fremtiden Som det ses af den indledende forbrugsanalyse, er det svært at få en direkte indikering af
energiforbruget. Det er nødvendigt at have overblik over forbruget, da dette er den væsentlige
indikator på, hvorledes energien bliver brugt og dermed synliggøre, hvor der er mulighed for
forbedring. Da der er mange forskellige forbrugere tilkoblet slagteriet, er det nødvendigt at
behandle dette systematisk. Et værktøj til at behandle dette kunne være energiledelse.
Energiledelse er et værktøj, der bruges af virksomheden til at forbedre den samlede
energipræstation og dermed forbedre energieffektiviteten, energiudnyttelsen og energiforbruget.
Energiledelse
Energiledelse er et redskab der kan bruges af alle virksomheder, der ønsker at nedbringe deres
energiforbrug og dermed nedsætte udledningen af drivhusgasser og andre miljøpåvirkninger. Det
bidrager ligeledes til en økonomisk besparelse for virksomheden. For at implementeringen af
energiledelse bliver en succes, kræver det, at både ledelse og medarbejdere har den rette
motivation for at gennemføre en systematisk energiledelse.
Energiledelsens elementer findes i den internationale standard DS/EN ISO 50001 : 2011
Figur 18 - Model for ISO 50001 energiledelsessystem, (standard, 2011)
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 48 af 70
Standarden benytter metodikken Plan – Do – Check - Act – (PDCA)19, denne model hjælper
virksomheden til at få indarbejdet energiledelsen effektivt i hverdagen. Samtidig giver dette
mulighed for at lave løbende forbedringer, således at virksomheden kan opnå en energiøkonomisk
drift af anlægget.
Energiledelse består af 5 elementer
Energi politik
Energiplanlægning
Iværksættelse og drift
Kontrol og ændringer
Ledelsens evalueringer
Disse elementer inddeles i metodikken PDCA.
Plan
Her opstilles der en energipolitik, med de overordnede mål til reduktionen. Ligeledes udarbejdes
der handlingsplaner for hvorledes disse mål kan opnås. Dette kunne omhandle et bestemt
område, hvor der ønskes en reducering af forbruget, herved energiplanlægning.
Do
Her sker iværksættelse og driften af handlingsplanerne.
Check
Her kontrolleres om de fastsatte mål opnås, der findes også årsager, hvis målet ikke er nået.
Act
Der bliver set på punkterne Plan, Do, Check. Ovenstående analyseres, hvorefter der med
eventuelle ændringer bliver foretaget en ny gennemgang af modellen.
19
(standard, 2011)
-
Henning Mejlby Christensen A11587 Bachelorprojekt 2014
Side 49 af 70
Ved at anvende energiledelse sikres det, at der bliver benyttet en systematisk tilgang til
implementeringen af energioptimerende tiltag. De optimerende tiltag kan medføre en reduktion
af energiforbruget ved uændret ydelse eller ved at ændre behovet hos forbrugeren, således at
ydelsen falder og dermed minimere energiforbruget. Dette giver en bedre udnyttelse af den
tilførte energi, som kan medføre til en økonomisk besparelse.
Ved at opnå en økonomisk besparelse ved at minimere energiforbruget giver dette et bidrag til at
øge konkurrenceevnen, således at det bliver muligt at fortsætte med at levere pr