Detta examensarbete är utfört i samarbete med Fläkt Woods i syfte att utvärdera frostskyddsregleringen i deras äldre och nyare modeller av batterivärmeväxlare, Ecoterm respektive Econet. Ecoterms frostskydd regleras efter temperaturen på vätskekretsen medan det för Econet även regleras utifrån frånluftens daggpunktstemperatur för att förhindra onödig aktivering av frostskyddet. Ecotermsfrostskydd består främst av shuntreglering av vätskeflödet medan Econet först reglerar vätskeflödet innan shuntreglering påbörjas. Utvärderingen baseras på mätningar utförda vid Norrlands Universitetssjukhus, NUS, under främst februari 2018, varav den lägsta temperaturen uppmätt för uteluften var -23°C. För Ecoterm, som regleras utifrån en vätsketemperatur på -5°C, påbörjas shuntreglering vid en uteluftstemperatur på cirka -14°C, oavsett om det finns risk för frostbildning eller inte. Under mätperioden fanns det aldrig risk för frostbildning i Ecoterm när frostskyddet aktiverats. För Econet är resultaten tvetydiga, men antyder att shuntreglering endast använts vid två tillfällen under hela mätperioden. Detta beror till viss del på designen av Econet, som har spetsvärme integrerad på värmeväxlarens vätskekrets.Resultaten från Ecoterm visar ett tydligt behov av den moderna frostskyddsregleringensom används i Econet, för kvantifierbara jämförelser krävs dock vidare studier. / This master’s thesis was written in collaboration with Fläkt Woods in order to evaluate the frost protection control of two run-around coil heat exchangers, their older model Ecoterm and their newer model Econet. The frost protection of Ecoterm is only reliant on the temperature of the liquid circuit whereas Econet also regards the dewpoint temperature of the exhaust air, as to not activate the frostprotection unnecessarily. Ecoterm uses bypass control for frost protection and defrosting whereas Econet first increases the liquid flowrate before initiating bypass control. The evalutation is built upon data collected from the university hospital in Umeå, NUS, mainly during february 2018, with a minimum outside temperature of -23°C. Ecoterm starts defrosting when the liquid temperature reaches -5°C, which correlates to an outside temperature of -14°C irregardless if there is any risk of frost growth, which there was not during the measuring period. For Econet the results were more difficult to interpret, but imply that bypass control only was nescessary at two occasions during the whole measuring period. This is partly due to the design of Econet, which integrates the additional heating, normally reserved for a separate battery, into the heat exchangers liquid circuit. The results for Ecoterm show the limitations of single parameter controlled frost protection and why better frost protection control is necessary for highly efficient heat exchangers. For quantifiable results further studies are required.

LKAB har en bentonitkvarn i Luleå malmhamn, vars uppgift är att mala samt torka bentonit, vilket är ett hydroflt material. Torkningen utförs genom att värma upp torr uteluft med direktverkande el. Luften passerar bentoniten vid malningen, där fukten extraheras från materialet och binder den i luften. Ungefär en tredjedel av luften släpps sedan ut ur anläggningen, då den har en temperatur på runt 60 °C, resterande återcirkuleras i processen. Kvarnen sänker bentonitens fukthalt med sex procent. LKAB har fått i uppdrag av miljöprövningsdelegationen att utreda möjligheterna att tillvarata överskottsenergin som uppstår vid kvarnanläggningen. Arbetet har undersökt energiefektivisering av processluftsuppvärmningen då det är en stor andel av den totala elförbrukningen för bentonitkvarnen. Energibesparingspotentialen beräknades med hjälp av entalpier för fuktig luft, på till-samt frånluften. Koncept togs fram som innefattade bland annat nyttjande av fjärrvärmens returledning, värmepumpar som använder uteluft för att förvärma processluften, batterivärmeväxlare samt plattvärmeväxlare mellan till-och frånluften. För att fltrera bort bentonitdammet, så att det inte skapar beläggningar i värmeväxlarna undersöktes skrubbers, elektroflter samt påsflter. Arbetet rekommenderar LKAB att investera i batterivärmeväxlare, med påsflter av klassen F7, där en energibesparing uppskattas till 2,2 GWh/år samt en verkningsgrad på 58%. Investeringen ligger på 3,8 miljoner kronor, vilket motsvarar en återbetalningstid på 7-8 år vid 11% kalkylränta. Då LKAB:s elpriser är sekretessbelagda har spotpriser använts vid kostnadsberäkningar, vilket kompletterats med en känslighetsanalys som tar en procentuell ökning av elpriset i beaktning. / LKAB has a bentonite mill in Luleå harbour, whose task is to grind and dry bentonite, which is a hydrophilic material. The drying is carried out by heating up dry outdoor air with electric heaters. The air passes the bentonite during grinding, where the moisture is extracted from the material and binds into the air. About a third of the air is then released from the plant, when it has a temperature of around 60 °C, the rest is recirculated in the process. The mill lowers the bentonite’s moisture content by six percent. LKAB has been tasked by Miljöprövningsdelegationen (the Environmental Permit Ofce) to investigate the possibilities of using the excess energy that occurs at the mill plant. The work has investigated energy efciency of the process air heating as it is a large proportion of the total electricity consumption for the bentonite mill. The energy saving potential was calculated using enthalpies for moist air, on both inlet and outlet of the process air. Concepts were developed which include, inter alia, the use of the district heating’s return line, heat pumps that uses outside air to preheat the supply line of the process air, coil heat exchangers and plate heat exchangers between the supply and exhaust air of the mill. In order to flter out the bentonite dust, so that it does not accumulate in the heat exchangers, scrubbers, electroflters and bag flters were investigated. The work recommends LKAB to invest in coil heat exchangers, with bag flters of class F7, where an energy saving is estimated at 2.2 GWh/year and an efciency of 58%. The investment is SEK 3.8 million, which corresponds to a repayment period of 7-8 years at 11% discount rate. As LKAB’s electricity prices are confdential, spot prices have been used in cost calculations, which has been supplemented with a sensitivity analysis that takes a percentage increase in the electricity price into account.