Denna studie undersöker möjligheten till värmeåtervinning och energieffektivisering av mindre varukylanläggningar genom en fallstudie. Värmeåtervinning visade sig mest lönsam, med hänsyn till energivinst, investeringskostnad samt återbetalningstid, från en anläggning med ett direkt expansionssystem. Anläggningen kompletteras med en kondensorväxlare och en sekundärkrets för ackumulering av värme i ackumulatortankar. Varvtalsregleringen visar sig vara mycket lönsam med hänsyn till behovet av tillförd elenergi, jämfört med en anläggning med konstant varvtal, även vid fullast. Dock minskar driftsäkerheten av anläggningen.

In modern society in terms of economics and environmental impact, it is important to ensure that a company is as energy efficient as possible to reduce the amount of energy used. About 10 TWh of electricity used annually to pump drives in Swedish industry. Therefore, pumping system has great potential for energy savings. The objective of this report was to determine how much energy and money that can be saved with the insertion of variable speed drive to six pumps on Bleach plant 4 in Skutskär Mill. The work was performed with electrical measurements during one week, analysis of pump curves and the compilation of production data over a year. The results show that four of these six pumps were profitable and yielded an annual saving of 1172 MWh of electricity and 560 000 SEK. With an economic lifetime of 10 years and a discount rate of 6.8% the final result for the entire life-cycle savings became 3 355 000 SEK. The conclusion was that it is preferred to introduce variable speed drive on pumps with a motor power above 50 kW.

De flesta industrier har någon typ av kylsystem som betjänar industriella processer och komfortkyla. Funktion och effektivitet på systemen varierar och när kylproblematik uppstår på anläggningen kan anledningarna vara flera. Kylproblematiken kan bero på bristande kylkapacitet, felaktigt injusterade köldbärarflöden eller underdimensionering av distributionssystem samt cirkulationspump. Detta examensarbete har utförts i samarbete med Stora Enso Skoghall och syftet med studien är att kartlägga och analysera deras kylsystems kapacitet, både sett till producerad kyleffekt och möjligheter till distribution på anläggningen. Genom en ökad kännedom av systemets funktion kan optimeringsförslag arbetas fram för att minska risken för kylproblematik och kostsam produktionsbegränsning. Då distributionssystemet är äldre och påbyggt i etapper finns misstankar om att det även finns möjligheter att med modern teknik få systemet att bli mer energieffektivt. Att effektivisera system gör att resurser kan sparas in vilket är ett viktigt steg mot en hållbar utveckling. För att få en överblick över systemets funktion och problematik har kyleffektsbehovet som ska betjänas kartlagts och jämförts med produktionskapacitet. Flödesmätningar har utförts på systemet för att kartlägga hur flödesbilden ser ut och jämföra verkliga flöden med de projekterade värdena för att avgöra hur väl injusterat systemet är. Undersökningen visade att det i dagsläget finns tillräckligt med kylproduktionskapacitet men att det förekommer relativt stora skillnader mellan projekterade och verkliga flöden. Det framkom också att cirkulationspumparna i dagsläget inte klarar av att leverera tillräckligt stort totalflöde för att tillfredsställa dimensionerande behov. För att undersöka hur en injustering kommer att påverka tryckfallen i systemet och för att avgöra hur pumparnas dimensionering skulle se ut vid drift av ett injusterat system har en beräkningsmodell över tryckfallen i systemet byggts upp med grund i mätdata från anläggning. För att lösa problematiken bör systemet injusteras. Genom att injustera systemet säkerställs att korrekta flöden betjänar respektive behov. Pumparna bör köras för att kunna tillgodose totalflödet vid dimensionerande fall, detta kan lösas med parallellkörning samt ökat varvtal på pumparna. Utredningen har dock visat att det finns en besparingspotential som motiverar att pumparna bör varvtalsregleras mot en proportionell tryckhållning för att minska att onödigt stora köldbärarflöden pumpas runt, vilket leder till onödigt höga driftkostnader för systemet. Studien har visat att det finns möjligheter till en rad åtgärder som skulle kunna minska elförbrukningen till pumparna under vissa perioder med upp till 75 %. / Most industries have some type of cooling system serves the industrial process and comfort cooling. Operation and efficiency of the systems varies and when cooling problem occurs, it can depend on several reasons. Cooling problems may be due to a lack of cooling capacity, improperly aligned water flow or under-sizing of the distribution system and circulation pump. This thesis has been carried out in cooperation with Stora Enso Skoghall and the purpose of the study is to investigate and analyze their cooling system properties, both in terms of produced cooling capacity and the opportunities for distribution on the facility. Through increased knowledge of system operation, proposals for optimization can be worked out to reduce the risk of cooling problems and costly production limitation. Because the distribution system is old, there are opportunities to use modern technology to get the system more energy efficient. When making the system more efficient it allows resources to be saved and this is an important step towards sustainable development. To get an overview of the problems in the system has the cooling effect been mapped and compared with the maximal production capacity. Flow measurements have been performed on the system to chart how the flows looks and the actual flow has been compared with the projected values to determine how well balanced the system is. In the current situation has the investigation showed that the system has enough production of cooling effect. But that there are relatively large differences between projected and actual flows. It also emerged that in the current situation the circulation pumps are not capable to supplying sufficient total flow to satisfy the designed requirements. To calculate how the adjustment will affect the pressure drops in the system and determine how the pumps design would look at the operation of a balanced system has a calculation-model of pressure drops in the system been built up with the data from the facility. To solve the problem, the system should be balanced so that the correct flow serving the respective needs. The pumps should be run so the overall flow is big enough to serve the total design flow. This can be solved by parallel operation and increased speed of the pumps. The investigation has shown that if the pumps would be speed-controlled against a proportional pressure limit, it can reduce the costs of pump energy and that leads to a potential for saving money. The study has shown that there are opportunities for a range of proceed that could reduce the electricity consumption of the pump at certain periods of up to 75%.

This thesis has reviewed two aspirationssystems at Viking Malt in Halmstad, Sweden. Based on this different optimization solutions has been developed for aspirationssystem 180 and 901. Viking Malt has several of plants and is the fifth largest producer of malt in Europe. As a company they constantly strive to be an energy efficient company to compete on the market. During 2015 over 200 00 ton of malt was delivered from the plant, enough to brew 1,6 billion liter of beer. From the corn reception to the finished malt, large portions of dust are created. This has to be taken care of to avoid danger of fire and to ensure a clean product. This is achieved by exhaust fans who aspirate the dusty air from the process steps where its needed, with big filters the dust is separated from the air. In the plant frequency converters are installed on aspirationsline 180 and 901 these are currently set to have the same max and min frequency, which means no speed control is currently active on the fans. The reason behind this is because consultants have not come up with any concrete solution proposals to Viking Malt so the issue has been put aside. To investigate the aspirationssystem and to clarify the problem with the frequency converters has measurements of airflow and tests with the frequency converters been done. Through treatment of earlier investigations of the aspirationssystem, discussion with the employees and new survey efficiency proposals has been identified. From calculations and investigations of the aspirationssystem three different options has been presented. The thesis has designed an action plan that Viking Malt may use as a tool to identify which option is the most relevant. / Examensarbetet har systemgranskat och bearbetat fram optimeringsmöjligheter på Viking Malts aspirationssystem på linje 180 och 901 i Halmstad. Viking Malt har ett flertal anläggningar i Norden och är Europas femte största maltproducent. Företaget strävar ständigt efter att effektivisera driften och kvalitén för att kunna vara konkurrenskraftig på marknaden. Under 2015 levererades över 200 000 ton malt från anläggningen vilket skulle räcka till att brygga 1 600 000 m3 öl. Från kornmottagning till färdigställd malt sker det stora dammbildningar som måste ledas bort för att undvika explosionsrisker och försämring av produktens kvalité. Detta uppnås med hjälp av frånluftsfläktar som aspirerar dammfylld luft ifrån processteg där behovet finns, och med hjälp av aspiration kan damm extraheras från luften. I anläggningen sitter det frekvensomformare på linje 180 och 901 som idag har samma max och min frekvens vilket betyder att det inte sker någon varvtalsreglering på fläktarna. Anledning till denna åtgärd är att aspirationen inte fungerar som den ska. För att undersöka aspirationsanläggningen och klargöra problematiken med styrningen har mätningar av luftflödet samt test av frekvensomformare utförts. Genom studera tidigare utredningar, ny kartläggning av aspirationslinjerna och diskussion bland personal har optimeringsförslag identifierats. Utifrån tryckfallskalkyler av aspirationslinjerna 180 och 901 har tre ändringsförslag presenterats. Examensarbetet har även utformat en handlingsplan som Viking Malt kan använda som ett verktyg för de åtgärder som blir relevant. Med implementering av något av de tre åtgärdsförslagen blir systemet anpassat efter erfordrat tryckfall, detta innebär att produktkvalitet kan säkerställas. Utöver detta finns det möjlighet till energibesparing upp till 23,2 MWh/år beroende av optimeringsåtgärd.

<p>This master thesis covers the development of an automatic tuning process for the existing speed controller for drive systems. The drive systems are resonant two-mass systems where a motor is used to drive a load connected by a shaft. The developed method relies heavily on system identification and the construction of a complete mechanical model of the process. With this approach, the common problem with poor load speed control that derives from measuring only the motor speed can be addressed and solved for a majority of such processes.</p><p>The automatic tuning method has along with general test functions been implemented in a complete tool for automatic tuning, testing and performance evaluation and reporting for drive systems.</p>

This master thesis covers the development of an automatic tuning process for the existing speed controller for drive systems. The drive systems are resonant two-mass systems where a motor is used to drive a load connected by a shaft. The developed method relies heavily on system identification and the construction of a complete mechanical model of the process. With this approach, the common problem with poor load speed control that derives from measuring only the motor speed can be addressed and solved for a majority of such processes. The automatic tuning method has along with general test functions been implemented in a complete tool for automatic tuning, testing and performance evaluation and reporting for drive systems.