Teknisk och ekonomisk optimering av ett sekundärt kylsystem : KB01-Systemet, akademiska sjukhuset i Uppsala

Sammanfattning: I och med att Akademiska sjukhuset i Uppsala växer och verksamheten utvecklas, ökar även dess kylbehov. Under 2011 inledde Region Uppsala ett samarbete med Sweco för att utreda hur kylbehovet för sjukhuset kunde tillgodoses på ett effektivt sätt, med en framtidsaspekt till år 2060. Samarbetet resulterade i en kyllösning i form av ett stort sekundärtnät, kallat KB01, som ägs och förvaltas av Region Uppsala. Till det sekundära nätet ska varje fastighet inom sjukhusområdet med ett kylbehov kopplas upp separat, istället för som i ett traditionellt system där varje fastighet kopplas upp mot fjärrkyla leverantörens nät. Fördelar med ett stort sekundärt system är att energin kan flyttas mellan byggnader, där en byggnad kan ha ett kylbehov medan den andra har ett värmebehov. På så sätt sparar Region Uppsala på inköpt energi, och gör ett mindre avtryck på miljön. KB01-systemet är idag byggt och två fastigheter är uppkopplade mot det, varav en fastighet är i byggnationsfas och inte helt driftsatt. Syftet med examensarbetet var att analysera tre olika kylundercentraler, analysen skulle resultera i förslag för att öka returtemperaturen i det sekundära nätet. En ekonomisk analys har genomförts för att se om investeringskostnaden för ett stort sekundärt nät kan återbetalas med en minskad avgift för abonnerad effekt hos leverantören, om en sådan kostnad skulle införas. Resultatet från den ekonomiska beräkningen visar på en minskad årlig kostnad för abonnerad effekt med ca 160 tkr jämfört med ett traditionellt system. Dock är nettonuvärdet för KB01-systemet 3,6 Mkr dyrare än ett traditionellt system skulle ha varit.   Genomgång av driftdata har resulterat i fem åtgärdsförslag för att öka returtemperaturen och den interna användningen av energin. De fyra åtgärdsförslagen presenteras nedan. För att förbättra regleringen på primärsidan föreslås det att installera parallellkopplade ventiler, detta i enlighet med Svensk Fjärrvärmes rekommendationer om styrventiler vid en installerad effekt över 300 kW [1]. I samband med installationen av parallellkopplade ventiler bör även styrningen för kylcentralen ändras, så värmeväxlarna arbetar beroende av varandra istället för oberoende som de gör idag. Som energisparåtgärd föreslås det att ändra styrningen för pumparna i R4. Styrningen ska ändras från konstanttrycksreglering till proportionell tryckreglering. För att öka returtemperaturen i sekundärnätet bör styrningen i R4 ändras till typ-2 reglering, vilket betyder att istället för att endast reglera på framledningstemperaturen i tertiärnätet, ska styrcentralen börja reglera på returtemperaturen i sekundärnätet om den avviker alldeles för mycket. För att öka returtemperaturen bör funktionen för förbigångsventilen på sekundärsidan i R4 avaktiveras. Om ventilen avaktiveras kan returtemperaturen öka en grad under rådande volymflöde. När negativa flöden registreras på sekundärsidan bör styrventilen på primärsidan stängas tills dess att flödet blivit positivt igen.