udskiftning af dampkedler - aarhus maskinmesterskolethe refrigeration system and singer oven. to...

71
Dalehead Foods UK 14 Udskiftning af dampkedler Bachelorprojekt Henning Mejlby Christensen

Upload: others

Post on 16-Feb-2021

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 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