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. / The University hospital in Uppsala is in an expanding phase with renovation of existing buildings, new building projects and a more sophisticated healthcare. Therefor the cooling demand is rising as the hospital is expanding. In 2011 Region Uppsala started a collaboration with Sweco to see how the rising cooling demand could be guaranteed in an efficient way, with a time perspective to 2060. The collaboration resulted in a proposal of a big secondary cooling system, with only one connection point to the district cooling. Buildings in the hospital area will connect to the system, this is instead of a traditional system where every building is directly connected to the district cooling. The benefits with a system like this is that low quality energy can be transported between buildings in an easy way. With this system, the regional council can lower their demand of purchased energy, and instead use their internal energy better. Today the system is operational with two subsystems connected to it. Although one of the subsystems is not fully operational because of ongoing constructions of the building. The purpose with this master thesis was to analyze three different substations that are a part of the cooling system, the analyze should result in ways to improve the temperature in the return pipe, and the use of internal energy. To control if a big secondary system could be profitable investment vise, if a cost for reserved effect is to be implemented by the district cooling supplier, the investment comparison is with an traditional system and an economical calculation has been performed to control this. The result from the economical calculation showed a lower yearly cost of 160 kkr for the big secondary system in comparison with a traditional system, but a higher net present value of 3,6 Mkr. Evaluation of the operating data from the substations resulted in five different suggestions to improve the return temperature and use of internal energy. These suggestions are as following, To improve the use of available energy on the primary side, it’s suggested to install two parallel control valves on the primary side, in accordance to Svensk Fjärrvärme recommendation about control valves in systems with an installed effect over 300 kW [1]. In connection with installing parallel control valves, the regulation of the heat exchanger should be altered so they work together, instead of independently as it is today. The regulation of the circulations pumps in R4 should be changed, from constant pressure regulation to proportional pressure regulation. This measure will have no effect on the return temperature, this is only an energy saving measurement. Change the type of regulation to type-2 regulation in the subsystem for house R4. What this means is that if the temperature in the supply pipe is stable, and the temperature in the return pipe start to descend, the subsystem will go over to regulate on the return temperature instead of the supply temperature. Deactivate the function for a bypass valve in R4, if the function is deactivated the return temperature could rise one degree Celsius, under the circumstances that the volume flow in the system is as it has been up to now. When the flow is negative on the secondary side, the regulation valve on the primary side should close, and then open again when the flow is positive.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:umu-146290 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Vikström, Jimmy |
| Publisher | Umeå universitet, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.2581 seconds