VVX1, se figur 8 och figur 10, har kopplats medströms. Det innebär i praktiken att
returtemperaturen för fjärrvärmevattnet inte kan understiga framledningstemperaturen på tappvarmvattnet vilken uppmätts till 55°C. Det finns därför möjlighet att både sänka returtemperaturen och minska flödet genom att byta strömningsriktningen för värmeväxlaren till motströms.
Figur 10 Kopplingsprincip för VVX1 idag 2012.
1 Tappkallvatten in till värmeväxlare
2 Primärvattnet returledning efter värmeväxlare 3 Tappvarmvatten ut till sekundärkrets
4 Primärvattnet framledning in till värmeväxlare 5 VVC ledningen in till värmeväxlare
6 Primärvattnet in till värmeväxlare från radiatorkrets
17
4 Diskussion
KEMAB äger endast primärledningarna i undercentralen. Därför var målet att se vilka åtgärder som kunde genomföras på primärsidan för att sänka returtemperaturen. Eftersom returtemperaturen är starkt beroende av vad som sker i sekundärkretsen är det svårt att ge förslag på åtgärder som KEMAB kan genomföra enbart på primärsidan för att sänka
returtemperaturen. KEMAB har kopplat en konstgräsplan på returledningen [15]. Att koppla kunder på returledningen är en åtgärd som sänker returtemperaturen utan att
fastighetsägarna m.fl. behöver ändra i sin värmeanläggning. Frågan ställdes om det fanns fler planer på att koppla in fler kunder på returledningen men det var vid tillfället för studien inte aktuellt[15].
Reglerventiler med termostat kan vara en bidragande faktor till höga returtemperaturer eftersom de kan fastna i ett öppet läge och sådana fel har upptäckts i andra anläggningar redan efter 2 år i bruk [3]. Vid Strandbadet sitter en rundgång som från början av arbetet antogs vara orsaken till den höga returtemperaturen.
Att mäta flödet genom en reglerventil är det lättaste sättet att se om det finns ett läckage under förutsättning att det finns kunskap om vilket flöde som rimligen borde passera genom reglerventilen. I Strandbadet ska reglerventilen öppnas om framledningstemperaturen är under 70 grader. Det innebär att om de finns ett flöde i ledningen så finns så finns det varit ett läckage vid tillfället för flödesmätningen. Om flödesmätningen äger rum när Strandbadet är stängt så innebär ett flöde genom reglerventilen inte ett läckage utan snarare att den uppfyller sin funktion att hålla rätt framledningstemperatur. Eftersom ingen mätning kunde göras av flödet genom rundgången går det inte att veta om reglerventilen fungerar. En rekommendation är att redan under planeringsfasen av en undercentral se till att instrument får plats för att kunna mäta flödet genom reglerventilen vid rundgångar. Detta underlättar vid en framtida bedömning av huruvida reglerventilen i en rundgång bör bytas.
För att få en sänkt returtemperatur räcker det inte med att endast kontrollera en rundgång.
Eftersom inga tydliga svar kunde ges angående omfattningen av kontrollerade och okontrollerade rundgångar bör därför dessa kartläggas. Detta för att se hur många
rundgångar som finns i fjärrvärmenätet. Dessutom bör en utredning göras gällande hur stor påverkan dessa har på returtemperaturen.
Vid en utredning upptäcktes i Göteborgs kommun flera rundgångar som fallit i glömska.
Några av dessa injusterades och några stängdes av helt [6]. Det rekommenderas därför även att anpassa flöde efter behov samt att manuella ventiler byts ut mot termostatventiler, eftersom dessa är mindre känsliga mot tryckskillnader [3].
En rekommendation är även att läsa av returtemperaturen vid en förhöjd framledning vid de anläggningar som har stor påverkan på returtemperaturen. Vid strandbadet hade det då gått att se om rundgången fungerat som den borde. Om temperaturen ökar vid anläggningarna skulle det betyda att ventiler bör ses över. Vid en drastisk sänkning av returtemperaturen är börvärdet en bidragande faktor till att returtemperaturen är högre än den borde. Det ger en indikation på att börvärdena bör ses över [5]. En förutsättning för att veta om
returtemperaturen ökat eller minskat är att den kontrollerats innan. Genom att höja
framledningstemperaturen till fjärrvärmenätet hade den totala returtemperaturen kunnat ge en fingervisning om brister som kunde finnas i fjärrvärmenätet. Därför bör denna också
18
kontrolleras innan en eventuell höjning sker. Det skulle även krävas att tiden för vatten i fjärrvärmenätet undersökts innan eftersom svaret annars inte blir tillförlitligt.
I resultatet presenteras beräknad returtemperatur i figur 10. När strandbadet är stängt kan det i diagrammet avläsas att returtemperaturen ökar. Det indikerar på att rundgången har en påverkan på returtemperturen. Enligt svensk fjärrvärmes rekommendationer för
installationer av tappvarmvattensystem bör framledningstemperaturen vara som lägst 65 grader. Strandbadet har idag ett börvärde på 70 grader. Det innebär att om
rekommendationen följs så ska returtemperaturen sänkas något under den tid som Strandbadet är stängt.
Genom att använda överkonsumtionsprincipen över ett tidsintervall bestående av vår, sommar, höst och vinter så skulle det resultera i fyra avkylningsmål (ΔTmål). Enligt svensk fjärrvärmes rapport så ger det en fingervisning om huruvida det är värmesystemet eller varmvattensystemet som bör ses över[6]. Uppdelning över en viss tidsperiod för
överkonsumtionsprincipen gjordes inte vilket innebär att resultatet skulle behövas
kompletteras. Anledningen till att det inte gjordes var att den information inte fanns att tillgå då många av mätarna avlästes manuellt. Genom att ha datoriserad avläsning av
framledningstemperatur, returtemperatur och flöde så hade dessa värden kunnat beräknas.
Det bör understrykas att KEMAB har påbörjat ett arbete med att få datoriserad övervakning av anläggningarnas värmesystem och att bland annat Baggängen undercentral fick en sådan installerad veckorna före att besöket genomfördes. Med ett datoriserat övervakningssystem kan ett ökat flöde upptäckas och åtgärdas snabbare.
Olika anläggningar har olika möjlighet att kyla av primärvattnet. Det är därför inte alltid möjligt för en anläggning att nå avkylningsmålet utan att påverka anläggningens funktion.
Därför hade det varit önskvärt att besöka samtliga anläggningar som fanns med i resultatet för att även undersöka dessa anläggningar och utifrån det gjort en bedömning av vilken/vilka åtgärder som hade behövts eller alternativt att ingen åtgärd var rimlig för att bevara
anläggningens funktion.
Överkonsumtionsprincipen är en metod som är en färskvara. Det innebär att för att hålla sig uppdaterad om vad som händer i fjärrvärmenätet bör överkonsumtionsprincipen baseras på ny information om anläggningarnas flöde samt energianvändning. Det rekommenderas därför att göra en ny överkonsumtionsberäkning som är baserad på värden som är från 2012.
Det kan även vara angeläget att årligen se var i fjärrvärmenätet anläggningar förbrukar höga flöden. Svensk fjärrvärme rekommenderar att flöde, returtemperatur,
framledningstemperatur och utetemperatur antecknas och sparas för att lättare kunna se avvikelser som kan påverka och leda till en förhöjd returtemperatur.
Om en vinter blir väldigt kall väldigt länge så innebär det att framledningstemperaturen ska vara högre då än under exempelvis en mildare kortare vinter. Eftersom avkylningen bör öka med stigande temperatur bör högre krav ställas under den kalla vintern. Det är därför rimligt att som Svensk fjärrvärme rekommenderar spara information om framledningstemperatur, returtemperatur och utetemperatur. Avkylningsmålen bör även variera för olika delar i fjärrvärmenätet eftersom framledningstemperaturen ser olika ut[6]. Detta bör såklart även KEMAB ta hänsyn till för att nå så säkra resultat som möjligt. I dagsläget har inte KEMAB någon vetskap om hur mycket temperaturen varierar i de olika delarna i fjärrvärmenätet.
19
Det finns inget som säger att överkonsumtionsprincipen endast tillämpas på anläggningar som förbrukar 150 MWh/år. Det är viktigt att bedöma anläggningarna från fall till fall. Enligt svensk fjärrvärme kan även en engradig ökad avkylning för en större anläggning ha en stor betydelse för en den totala returtemperaturen[12]. KEMAB bör göra en ny
överkonsumtionsberäkning för samtliga anläggningar. Ett efterkommande arbete blir att besöka anläggningarna och göra en bedömning på plats om huruvida avkylningsmålet är rimligt för anläggningen.
Överkonsumtionsberäkningen för anläggningsnummer 11359670 är beräknad på ett
sekundärnät. Eftersom avkylningen av primärvatten och sekundärvatten skiljer sig är det inte rimligt att ha med anläggningen i resultatet. I rapporten ”Avkylningen i ett fjärrvärmenät”
rekommenderas att flödesmätarna placeras på primärsidan om fel på ventiler skall upptäckas för att kunna åtgärdas[12]. Därför rekommenderas det att flytta, eventuellt komplettera flödesmätningen på primärsidan i de fall som flödesmätaren har placerats på sekundärsidan.
De andra anläggningar som presenteras i resultatet är för primärsidan men utav de 148 anläggningarna som var med från början finns en del osäkerheter om var mätningen görs.
För att säkert kunna säga vad avkylningsmålet är för primärvattnet vid dessa anläggningar bör det kontrolleras att mätningen av energi och flöde sker på primärkretsen.
Det kan vara relevant vilket flöde som finns i sekundärnätet om metoden för att få ner returtemperaturen utgår från att injustera den delen. Det finns flera studier som visar att returtemperaturen på primärsidan har sänkts genom att använda injusteringsmetoder, bland annat ”Optimal radiatorreglering för att nå låg fjärrvärmereturtemperatur”[9]. Det kan därför vara en fördel för KEMAB, trots att de inte äger sekundärsystemet, att arbeta för att få sekundärnäten injusterade. En injustering utav sekundärnätet bör rimligen ske efter att en kontroll genomförts på att ventilerna för värmeväxlarna fungerar som de ska.
Utifrån resultatet i rapporten är det omöjligt att vid Baggängens undercentral dra slutsatsen om en ny värmeväxlare skulle leda till sänkt returtemperatur. För att mäta ett k-värde och kunna dra några slutsatser bör k-värdet för värmeväxlaren vara känt. Så var dock inte fallet vid någon av de båda anläggningar som undersökts. KEMAB äger inte värmeväxlarna i systemet och det var därmed mycket svårt att få den information som behövdes om värmeväxlarna. Framför allt gäller detta vid Baggängens undercentral, som är en äldre anläggning.
Att mäta ett k-värde är svårt eftersom flöden och temperaturer varierar och för att det tar en viss tid att avläsa dessa. Detta var speciellt märkbart vid strandbadet då primärvattnets returtemperatur och flöde varierade väldigt mycket på kort tid. Resultatet kan ses som delvis osäkert eftersom det inte är helt säkert att termometrarna hunnit ställa in sig ordentligt innan temperaturen ändrats. Det kan även nämnas att ingen kontroll genomfördes på termometrarna för att se om dessa verkligen fungerade som de skulle. Det hade därför varit lämpligt att testa att byta termometrar för att se att resultaten hade blivit de samma.
Vid Baggängen saknades termometerar på två ställen. Där mättes temperaturen utanpå rören vilket innebär att temperaturen är ett ungefärligt värde. För att få ett mer exakt värde skulle temperaturen på vattnet ha mätts i röret som fallet var för de andra mätningarna.
Brister finns i resultatet 3.3. K-värdet beräknades på strömningsriktningen motströms för VVX2. Däremot upptäcktes att en värmeväxlare vid strandbadet har installerats fel, enligt funktionsbeskrivningen, för tappvarmvattnet. Detta medför ett missvisande resultat av
k-20
värdet. Värdet skulle beräknats med strömningsriktningen medströms. Det går inte att utesluta att detta kan förekomma på fler ställen i fjärrvärmenätet och därför rekommenderas att KEMAB utför kontroller vid inkoppling av nya system samt att även strömningsriktningen kontrolleras för befintliga värmeväxlare i systemet. En rekommendation när
strömningsriktningen skall kontrolleras på värmeväxlarna är att ta reda på vilken
värmeväxlare som sitter i undercentralen och kontakta tillverkaren för att sen kontrollera att den är rätt inkopplad, innan ytterligare kontroller genomförs. Detta på grund av att en eventuell mätning utav ett k-värde blir mycket missvisande om värmeväxlarens
strömningsriktning inte stämmer. Önskvärt hade varit om KEMAB, trots att de inte äger undercentralerna, sparat information om fabrikat på värmeväxlare och strömningsriktningen samt haft denna till hands, då detta hade underlättat vid en kontroll. Den informationen fanns delvis vid Strandbadet där en funktionsbeskrivning upprättats.
21
5 Slutsatser
KEMAB bör kartlägga samtliga rundgångarna i fjärrvärmenätet. Okontrollerade rundgångar bör ersättas av kontrollerade. Icke fungerade rundgångar bör bytas och eventuella
rundgångar på ledningar som inte används bör tas ur bruk. Om rundgångarna är utformade med en termostatventil skall börvärdet kontrolleras så att det är så lågt som möjligt utan att påverka anläggningens funktion.
Flödesmätningen för anläggningarnas energianvändning bör ske på primärsidan då
eventuella fel upptäcks mycket snabbare. Överkonsumtionsberäkning bör kompletteras med ett tidsintervall samt genomföras på alla anläggningar i fjärrvärmesystemets
distributionsnät. Anläggningarna som förbrukar mest flöde förhållande till energimängd besökas för att undersökas.
Strömningsriktningen på redan inkopplade värmeväxlare bör kontrolleras. Förslagsvis kan strömningsriktningen kontrolleras vid de anläggningar som i överkonsumtionsberäkningen har sämst resultat.
Mätningen utav k-värdet gav osäkra resultat. Det går inte utifrån mätningarna att säga om ett byte utav värmeväxlarna skulle ge en sänkt returtemperatur.
22
6 Rekommendationer
Följande rekommendationer görs till KEMAB för att få bättre vetskap om returtemperaturen och därmed kunna sänka den
Fortsätta att placera ut datoriserade flödesmätare och flytta mätningen till primärsidan
Kartlägga alla rundgångarna i fjärrvärmenätet genom att ta reda på var de finns och göra en beräkning av behovet av flöde genom dem. Om rundgångarna är
okontrollerade bör de bytas ut mot kontrollerade rundgångar med termostatventiler.
Att en ny överkonsumtionsberäkning på samtliga anläggningar genomförs för att få avkylningsmål för vår, sommar, höst och vinterfall.
Studera befintliga tvåstegskopplade tappvarmvattenvärmeväxlare. Utföra kontroller efter installationer.
23
Referenser
[1] Fredriksen, Svend & Werner, Sven (1993). Fjärrvärme: Teori, teknik och funktion, ISBN 978-91-44-388011-7, Upplaga 1:19, Lund: Studentlitteratur AB
[2] Boss, Anna (2010). Energiklassning av fjärrvärmecentraler- Bedömning av
effektiviseringspotential och förslag till metod för energiklassning, ISBN 978-91-7381-078-4, Rapport 2011:10 2005:120, Svensk Fjärrvärme AB
[3] Walletund, Håkan & Näsholm, Karolina (2004). Effektiva rundgångar, ISSN 1402-5191, FOU 2004:109, Stockholm: Svensk fjärrvärme AB.
[4] Lauenburg, Peter (2010). Förbättrad teknik för fjärrvärme till byggnader med vattenburna värmesystem, ISBN 978-91-7381-067-8, Rapport 2010:2,
Lundsuniversitet, Svensk fjärrvärme AB.
[5] Breitholtz, Leif & Ekströms, Stefan (2002). Produktionsoptimering av
fjärrvärmesystem fram till kund, ISSN 1401-9264, FVF 021151, Stockholm: Svenska fjärrvärmeföreningens Service AB
[6] Fransson, Anders (2005). Avkylningsarbete på Göteborgsenergi AB 1995-2004, ISSN 1401-9264, FOU 2005:132, Stockholm: Svensk fjärrvärme AB
[7] Petersson, Stefan (2000). ”Metoder att nå lägre returtemperatur med växlar dimensionering, ISSN 1402-5191, FOU 2000:42, , Stockholm: Svenska fjärrvärmeföreningens Service AB
[8] Wollerstrand, Janusz & Patrick, Lauenburg (2009). Fältförsök med adaptivreglering, FOU 2009:19, ISBN 978-91-7381-034-0 Stockholm: Svensk fjärrvärme AB
[9] Ljunggren, Patrick & Wollerstrand, Janusz (2005). Optimal radiatorreglering för att nå låg fjärrvärmereturtemperatur. 2005:142, Svensk Fjärrvärme AB
[10] Lindkvist, Håkan & Wallentun Håkan, (2005). Teknisk utvärdering av gamla och nya FC i Slagsta, ISSN 1401-9264, FoU 2005:120, Stockholm: Svensk Fjärrvärme AB
[11] Alsbjer, Markus & Peter, Wahlgren (2011). Fjärrvärmecentraler 10 år-Håller de måttet?, ISBN 978-91-7381-077-7, FOU 2011:09, Stockholm: Svensk fjärrvärme AB.
[12] Wallentun, Håkan (2000). Avkylningen i ett fjärrvärmesystem, ISSN 1401-9264, FVF 2000:03, Svenska fjärrvärmeföreningens Service AB
[13] Lund. H, Dalbäck. H, Engström. H, Nillson. L-G, Gustavsson. L-O, Sevestedt. K et al, (2000). Fjärrvärme i lågenergihus- Hur Fjärrvärmecentralen minimerar energi åtgången i nya och ombyggda bostader, ISBN Nr. 978-91-85775-04-0, Rapport 2011, Stockholm: Svensk fjärrvärme AB
[14] Karlskoga energi och Miljö (2011). Om företaget, hämtad 2012-11-25, från http://www.karlskogaenergi.se/omforetaget , Uppdaterad 2011-08-26
24
[15] Spennare, Michael, Personlig kommunikation, 23 november, 2012, Distributionschef KEMAB
[16] Çengel, Yunus A. & Ghajar, Afshin J (2006). Heat and mass transfer: fundamentals and applications, ISBN-13: 978-007-125739-8, Upplaga 3, New York: McGraw-Hill [17] Cengel ,Yunus A och Boles, Micheal A (2007). Thermodynamics An Engineering
Approach, ISBN 978-007-1257771-8, Upplaga 6, New York McGraw-Hill
i
40400170 4477 117321
36635471 669 17332
10810271 8527 204289
14327401 648 15451
ii
iii
iv
12624070 819 14143
13716670 490 8416
26830270 803 13686
13122670 540 9197
13633670 1043 17657
11819670 1301 21954
10935870 806 13563
11362870 965 16075
10932070 925 15379
11912670 1129 18677
10016870 724 11913
11110070 657 10699
26740670 1545 25131
30409670 1412 22949
11924270 1059 16998
26330070 423 6626
12011470 932 14267
35110070 889 13284
12611070 693 10342
13715670 305 4478