Efteråret Absorptionskøleanlæg til. varmeformål i skibsdrift. Bachelor projekt

Transkript

1 Absorptionskøleanlæg til varmeformål i skibsdrift Bachelor projekt Efteråret Århus Maskinmesterskole Borggade 6, 8000 Århus C Morten Emil Østli

2 Titelblad Titel: Udarbejdet af: Absorptionskøleanlæg til varmeformål i skibsdrift Morten Emil Østli Studienummer: Fagområde: Sted: Opgavens omfang: Opgavens art: Vejleder: Maskinmesterstudiet Århus Maskinmesterskole Borggade Århus C 26,3 sider = 63092/2400 anslag Bachelorprojekt Per Hessellund Lauersen Afleveringsdato: 18/12, Praktikvirksomhed: Virksomheds kontakt: J. Lauritzen A/S Mette B. Andersen Morten Emil Østli 2

3 Summary This project is about utilization of the excess heat, from the cooling systems of the engine room machinery, on the accommodation and support vessel Dan Swift. At present, there is no waste heat regeneration of any kind. Most ships have for years been fitted with exhaust boilers, utilizing the energy from the relatively hot exhaust gases produced by the ships machinery. In this way fuel costs have been held down concerning heating purposes. On Dan Swift, thermal oil heaters, covers the heat demand from machinery, fuel tank heating and for accommodation spaces. The ship is fitted with two heat transporting media. A thermal fluid system is covering heating purposes where especially high temperatures are needed. The main energy from this system is used for heating of the slightly cooler hot water system. The hot water system is a larger system providing heating for the accommodation, and the fuel tanks. This heating is produced by the continuously running thermal oil heaters with an efficiency of 0,88. Problem statement: To what extent can an absorption cooling system, driven as a heat pump, supplement boiler operation and thereby reduce CO 2 -emissions, and is there a potential for a profitable investment on ASV Dan Swift. To be capable of utilizing the excess heat from the cooling system, with the purpose of heating where higher temperatures are needed, one has to use some kind of heat pump. An absorption cooling system is, as a pilot project, currently running as heat pump at the power and district heating plant in Bjerringbro. On that specific plant, the purpose of the absorption cooling system is to cool down the exhaust gases coming from the power generators. The exhaust gases has for a long period been used for the production of district heating, at the plant in Bjerringbro. In this process the exhaust gases has been cooled to a temperature of 60 C. By using the absorption cooling system, a further cooling of the exhaust gas is achieved, and the gas is now 30 C, when leaving the plant. The extra cooling of the exhausts, are shown, as an extra effect, liberated on the condenser side of the cooling system. The condensing side of the system is connected to the district heating grid. This means the condensing energy is transferred herein. To fit the absorption cooling system onboard Dan Swift, the evaporation part of the system needs to be fitted in the HT- cooling system on generator no. 5. The absorption system on Dan Swift is meant to be driven by heat from the one remaining of the two thermal oil heaters. In this way, the heating system will achieve an efficiency, between

4 Forord Projektet er udarbejdet som sidste led i min maskinmesteruddannelse. Projektet vil sammen med et mundtligt forsvar, være den afsluttende eksamen på maskinmesteruddannelsen. For at udarbejdelsen har ladet sig gøre, har jeg samarbejdet med flere for skellige mennesker. Jeg vil i den sammenhæng benytte lejligheden til at takke for den imødekommenhed og behjælpelighed der er fremvist ved bibringelsen af de data, som har gjort at projektet har været muligt. En ekstra stor tak til: Driftsmester, Leif Petersen, Bjerringbro Kraftvarmeværk, Lars Toft og Henning Sloth, Scandinavian Energy Group Site Manager, Peder Christian Sørensen, J.Lauritzen A/S 4

5 Indholdsfortegnelse Titelblad... 2 Summary... 3 Forord... 4 Indledning... 7 Formål... 7 Projektets rammer... 7 Læsevejledning... 8 Problemet... 9 Initierende problem... 9 Problemstilling... 9 Problemformulering... 9 Metode Absorptionskøle -varmeanlæg Miljø Drivhuseffekten Den naturlige drivhuseffekt Global Warming Potential CO miljøpolitik Delkonklusion Historie Absorptionskøleanlægget som varmepumpe Teori Mulige anvendelsen af absorptionkøling Forhold ved brugen af absorptionskøleanlæg Bjerringbro Kraftvarmeværk Skibs-potentialt Skibs typer Kompatibilitet på ASV Dan Swift

6 Spildvarmen på ASV Dan Swift Vedligeholdelse Varmebehov ved udendørstemperaturer på -20 C vinterscenarie Varmefordelingen ved brug af absorptionskøleanlægget Varme fordelingen ved brug af absorptionskøleanlægget i +40 C sommerscenarie Besparelser CO 2 -besparelsen: Økonomi Diskusion/Vurdering Konklusion Perspektivering Kildefortegnelse Litteratur: Websider: Bilag

7 Indledning I denne indledning giver jeg en beskrivelse af formål og baggrund for projektet. Dette projekt er udarbejdet i forbindelse med anden halvdel af 6. Semester på Århus Maskinmesterskole. Første del af semesteret, er den afsluttende virksomhedspraktik, hvor jeg igennem rederiet J. Lauritzen A/S, har været tilknyttet et Site-team på Blohm&Voss i Hamborg. Formål Det primære formål med dette projekt er at opfylde de opstillede krav, som findes på Århus Maskinmesterskoles interne kvalitetssystem. Ved opfyldelsen af disse krav kvalificerer den studerende sig til færdiggørelsen af uddannelsen til maskinmester. Formål citeret fra undervisningsplan modul 31: Den studerende skal lære at arbejde udviklingsorienteret med planlægning og gennemførelse af et projekt. Den studerende skal ved at drage sammenhænge mellem erfaring, praktiske færdigheder og teoretisk viden kunne identificere og analysere problemstillinger, der er centrale i forhold til professionen som maskinmester. Den studerende skal tilegne sig en særlig indsigt i et emne, område eller problem og skal gennem projektarbejdet lære systematisk problemformulering og problembehandling samt indsamling og analyse af datamateriale, herunder relevante resultater fra forskning og udvikling. 1 Dernæst er det sekundære formål, med en knapt så formeld karakter, at øge en eventuelle læseres interesse for emnet projektet omhandler. Yderligere skal det give læsere en ide om de overvejelser, der i forbindelse med projektet, er gjort. Til sidst har det overordnede formål med projektet, været at øge min egen viden omkring problemstillingen i projektet, i denne sammenhæng har det været min egen interesse for problemstillingen, som har hjulpet mig i denne proces. Projektets rammer På Blohm & Voss har jeg overværet en ombygning fra en kabellægger til et Accomodation and Support Vessel(ASV) 2. Formålet med skibet er at det i fremtiden skal supportere opbygning/ombygning af platforme på åbent hav. Under hele ombygningen af skibet er der lagt stor vægt på kvaliteten, og anvendeligheden. I min praktik har jeg samarbejdet med et site-team, bestående af en fastlagt besætning, samt inspektører fra 1 (14/12-09) 2 Bilag 8 7

8 rederiet. Mit arbejde i praktikken har, været inspektionsarbejde, på færdige, og ufærdige systemer, samt kommisionering af færdige systemer. Dette arbejde med ufærdige systemer har givet stor forståelse for systemernes indvirkning på skibet i sin helhed. Det har det, da nærstudering af anlæg, og systemers dokumentation ofte har været en nødvendighed i forbindelse med vurdering, og kritisering af færdigt værftsarbejde. Læsevejledning Dette projekt er skrevet i den henseende, at læseren er med en maskinmester, eller anden teknisk baggrund. Derfor vil prioriteringen af de emner, og udtryk, som er forklarede i projektet, bære præg heraf. Forkortelser vil første gang, de er i brug, blive forklarede, og derefter fremstå som forkortelser. 8

9 Problemet I følgende afsnit vil jeg klarlægge hvordan problemet som ligger til grund for projektet, er identificeret. Initierende problem På ASV Dan Swift, er der ingen genindvinding af spildvarme i nogen form. Der er ved projektering af skibet, taget stilling til, at genindvinding af røggasvarmen, ikke er fysisk mulig. Det faktum gør kontinuerlig drift med kedlerne nødvendig. Jeg har under mit praktikophold forsøgt at se muligheden i genindvinding af den varme som bortledes i skibets kølevandssystem, for derved at reducere brændstof udgifterne til kedeldriften. Problemstilling For at imødekomme fremtidens brændstofpriser, og krav om CO 2 - udledning, bliver man i skibsindustrien nødt til at se mere innovativt på udrustningen af fremtidens skibe. På skibe med kontinuerlig kedeldrift vil brændstofudgifterne stige betragteligt, hvis kedeludrustningen ikke revurderes, og der derfor tages yderligere muligheder for varmegenindvinding op. Problemformulering I hvilket omfang, kan et absorptionskøleanlæg, drevet som varmepumpe supplere, kedeldriften og nedsætte CO 2 -udledningen, og er der potentiale for en lønsom investering på ASV Dan Swift. 9

10 Metode I Følgende afsnit vil jeg redegøre for den metode jeg bruger for at komme fra ovenstående problemformulering til en konklusion. Kapitlet vil i god udstrækning kunne bruges som en læsevejledning, da der heraf vil fremgå, hvad som ligger til grund for de kommende kapitler. Overvejelser Projektet er opstået ved at se på, hvad angår skibsindustrien, konventionelle metoder for varmegenindvinding. I den proces har det været vanskeligt at finde metoder for varmegenindvinding, som kan bruges på det skib projektet omhandler. Efterfølgende har jeg undersøg hvilke metoder som bliver brugt i andre brancher, som muliggør genindvindingen af lavtemperatur varmeenergi. Disse undersøgelser har givet anledning til spørgsmål, som for eksempel; hvorfor ikke? Det spørgsmål vil på bedste vis, blive besvaret i projektet. Indtil da vil dét, på samme måde som det formelle formål med projektet, virke som incitament, for udførelsen af projektet. Inddragelse af råmateriale I forbindelse med udførelsen af projektet, har jeg gjort brug af de kompetencer jeg igennem mit studieforløb har tilegnet mig. De kompetencer, som eksempelvis har gjort mig i stand til at gennemskue installerede køleog varmesystemerne på skibet. Besætningen, og andre kollegaer på site-teamet ved Blohm&Voss, har, præget projektet, da de har kunne kommentere, og svare på spørgsmål med en driftsteknisk baggrund. Selv har jeg haft en mere teoretisk indgangsvinkel til de pågældende problemstillinger. For at forstå principperne i den gældende teori på området, er de bøger der er indkøbt igennem studiet blevet brugt. Desuden er brugt bøger og artikler, indhentet fra Århus Tekniske bibliotek. Der vil også, til forskellige formål, blive brugt hjemmesider. For at få et godt, og reelt billede af de absorptionskøleanlæg, som bliver brugt til varmeformål, er SEG 3, som rådgiver, og importør, samt Bjerringbro kraft- varmeværk blevet brugt. Det har givet god forståelse, blandt andet at se et anlæg i drift, diskutere vedligehold, drift, eventuelle indkøringsproblemer, med mennesker, som arbejder med anlæggene til daglig. Miljø I miljøkapitlet skal det gøres klart hvilke magter, som gør at dette emne er interessant at arbejde med. Det skal omhandle det miljøorganisatoriske, og i en højere grad den indvirkning CO 2 -udledningen har på verden 3 SEG = Scandinavian Energy Group ApS 10

11 og klimaet. Læseren skal med dette, relativt korte, kapitel få en forståelse for hvilke incitamenter der udover det rent økonomiske, kan bære dette projekt. Historien Denne form for varmegenindvinding bruges nationalt kun enkelte steder til fjernvarmeproduktion. Da absorptionskøleanlæg ikke er en nyere opfindelse, er det bemærkelsesværdigt, at der endnu ikke er flere, som gør brug af teknologien til varmeproduktion. I historie afsnittet vil der kort blive gjort rede for, hvordan teknologien op igennem tiden er blevet brugt. Absorptionskøleanlægget Da denne teknologi ikke bruges mere end det er tilfældet, er maskinmesteren kun kort bekendt med anlægstypen. I kapitlet, som omhandler anlægget vil teorien omkring anlægget blive udredt. For at gøre det har litteratur fra mange forskellige mere eller mindre utilgængelige kilder været en nødvendighed. Materialerne som findes, er på fremmedsprog, og til dels, meget teoretiske. Det faktum gør at en udredning, her i projektet, meget bekvem for læseren. Der vil yderligere blive en kort udredning omkring de driftstekniske forudsætninger, og betingelser der er ved driften med absorptionskøleanlæg. Foruden det vil der være et eksempel på hvordan absorptionskøleanlægget på nuværende tidspunkt fungerer som varmepumpe på Bjerringbro Kraft-varmeværk. Kompatibiliteten Dette kapitel vil forklare hvordan absorptionsanlægget, passer til ASV Dan Swift, som projektet omhandler. Der vil blive redegjort for hvordan skibet drives, som det er bygget i forhold til driftsmetoden hvor absorptionskøleanlægget indgår. For at gøre det vil skibets kølevandssystem, og varmesystem blive inddraget i dette kapitel. Desuden vil der være en udredning af det økonomiske incitament. Her vil ydermere komme et afsnit omkring anlæggets vedligeholdelseskriterier. I den beregningsmæssige/økonomiske del af dette kapitel vil der blive gjort nogle skøn. Det har været nødvendigt, da et projekt af denne art ikke før er set udført. Det har af samme grund, ikke har været muligt at hente specifikke tilbud hos leverandører, og værfter. I forbindelse med disse skøn vil der blive refereret til befarende folk, som via opstillede kriterier har gjort sig antagelserne. På steder i projektet, hvor der er tal baserede på antagelser, vil det være noteret. Empiri Løbende under mit praktikophold på ASV Dan Swift har jeg analyseret på mulighederne for at genindvinde den varme, som bliver bortledt i kølevandet under skibsdriften. I dette forløb mener jeg at have tilegnet mig en empiri, som jeg vil bruge i opsætningen af de problemstillinger jeg finder det interessant at analysere på. Yderligere vil den empiri være specielt værdifuld i diskussionen af de relevante handleforslag. 11

12 I forbindelse med arbejdsopgaverne, jeg har haft i min praktik, har jeg løbende, med min forståelse af de tekniske anlæg ombord, gjort mig overvejelser om hvorvidt, jeg finder de aktuelle løsninger optimale. Efter en analyse af relevante problemstillinger, jeg har stået over for, er problemstillinger, samt min erfarede empiri, blevet fremlagt for hvad jeg forstår som befarende folk i professionen. Min analyse er her blevet kritiseret, hvilket har givet en god indsigt i de praktiske forhold som skal medregnes. Ydermere udvælges dokumentation af varmebalancer, som ligger til grund for dimensionerne af anlægssystemerne, som distribuerer energi i form af varme, samt bortleder energi i form af varme hhv. hedtvandssystem, og kølevandssystem. Som opfølgning på den empiri jeg har tilegnet mig i praktikforløbet, har jeg analyseret og vurderet på den praktiske anvendelighed, drift, og vedligehold, på stationære absorptionsanlæg. Ud over det vil jeg søge yderlige empiri på de virksomheder, og hos de leverandører, som i øjeblikket arbejder med stationære pilotanlæg. Metode kritik Absorptionskøle -varmeanlæg I dette projekt har jeg valgt at benævne anlægget et absorptionskøleanlæg. Det gør jeg trods, det er varmen, som er den ønskede effekt ved driften af anlægget. Mekaniske varmepumper, som vi kende dem går ikke under navnet køleanlæg, men netop varmepumper. Mit argument for at kalde anlægget et absorptionskøleanlæg, er at det hos læseren skal give relationer til netop absorptionskøleanlægget. Principielt kunne anlægget tjene et køleformål, såvel som de luft/luft-varmepumper vi kende fra vore hjem principielt kunne tjene det formål at køle på udendørsluften. I kildematerialet er anlæggene blevet benævnet på flere forskellige måder: Varmetransformator, absorptionsvarmepumpe (som ville være den åbenlyse) og så absorptionskøleanlæg. I de tekniske diskussioner, der har været, har anlægget igen været benævnt som et køleanlæg. Jeg mener det har været for at forbedre relationen til de faktorer, som gør at anlæggets funktion kommer til udtryk. Nemlig at transportere varmeenergi 4. Da dette projekt er af den tekniske art, vælger jeg, projektet ud at benævne anlægget som et absorptionskøleanlæg. 4 Køleteknik, afsnit

13 Afgrænsning I følgende afsnit vil jeg redegøre, og sætte rammer for, hvilke elementer jeg vil beskæftige mig med, og hvilke elementer jeg vil afgrænse mig fra i dette projekt. Det gør jeg for at fokusere på de elementer, og problemstillinger jeg finder interessante, samt holde projektets omfang på et niveau som er repræsenteret i den tid, der er sat af til projektet. Projektet vil kun omhandle enkelt trin absorptionsanlægget, hvor kølemidlet er vand, og absorbenten er lithiumbromid. Projektet vil ikke komme omkring andre absorptionsanlægstyper, da der i forhold til projektet er bestemt at den anvendte type er typen, som passer bedst til de tilstedeværende temperaturniveauer. Jeg afgrænser yderligere projektets indhold fra den kemiske teori, som ligger bag lithiumbromidopløsningens evne til absorbering af vanddamp. Med hensyn til dimensionering af anlæg vil jeg beskæftige mig med kapaciteten, kompatibiliteten, samt varmebalancer som ligger til grund for dimensioneringen af skibets varmesystem. Jeg vil afgrænse mig fra den fysiske dimensionering, med hensyn til rørsystemer, reguleringsventiler, og pumpekapaciteter. Desuden vil jeg kun overfladisk komme ind på omkostningerne ved konverteringen fra at have to kedler på skibet til at have en heater, og et absorptionskøleanlæg. I dette afsnit vil de umiddelbare besparelser der vil være ved denne løsning, blive belyst. Der ikke komme yderligere ind på investerings grundlag, og muligheder. Beregningerne, som kommer med hensyn til rentabilitet, vil være på grundlag af antagende værdier, eller kvalificerede bud fra erfarende mennesker i relevante erhverv. Projektet vil afgrænses fra reguleringen af anlægget. Dette anlæg har en betydeligt større dødtid en de kedelanlæg, som ellers bruges på skibe. Det vil betyde der vil være brug for en anden regulering af heateren. Dette er en spændende problematik, som vil fylde et bachelorprojekt i sig selv, hvis dette var i fokus. 13

14 Miljø Drivhuseffekten Drivhuseffekten kan siges at være populærbetegnelsen for fænomenet, der gør at solen kortbølgede stråler kan komme ind igennem jordens atmosfære, men til en vis grad skærmer for de mere langbølgede stråler jorden udsender. Drivhusgasserne fungerer som en slags ensretter for energistrøm, på samme måde som glasset i et drivhus 5. Den naturlige drivhuseffekt Uden drivhus effekten ville jordens gennemsnitstemperatur være -18 C, og livet på jorden ville være umådelig langt fra hvad vi kender i dag, hvor gennemsnitstemperaturen er 15 C. 6 De luftarter som gør at en passende del af jordens stråler ikke reflekteres tilbage til universet, kaldes drivhusgasser. Vanddamp, CO2, og metan, er de vigtigste naturlige drivhusgasser. Global Warming Potential 7 Alle drivhusgasser har, hvad kalder et GWP (Global Warming Potential) Formålet med GWP er at kunne sammenligne de forskellige drivhusgassers potentiale i at fremme drivhuseffekten. Ved at tildele en udledt gas en GWP værdi, forenkler man politikere, og andre beslutningstageres mulighed for at handle miljørigtigt i forhold til valg af tiltag, eller investeringer. Ved at give eksempelvis metan en GWP på 21 fortæller man at metan fremmer drivhuseffekten 21 gange mere end CO2 ville have gjort ved udledningen af en tilsvarende masse. 8 Dvs. CO2 har et Global Warming Potential på 1. CO 2 Som det skrives oven for, er CO 2 ikke en specielt slem drivhusgas, slet ikke set i forhold til de kunstige CFC-gasser, som det ses af skemaet til højre her for. Et af problemerne med CO 2 en, vi står over for, er at vi med den levemåde, vi har i dag, udleder så store mængder af den, og derfor forstyrrer den naturlige balance, som er beskrevet i foregående afsnit. Det næste problem med CO 2, er at den menneskeskabte CO 2 mængde vil blive i atmosfæren i århundrede fremover, derfor vil den udledning vi gør nu gøre indvirkning på 5 (5/12-09) 6 (23/11-09) 7 (23/11-09) 8 (23/11-09) 14

15 drivhuseffekten i lang tid fremover. Et vilkårligt CO 2 molekyle vil være i atmosfæren i ca. 4 år. Men da atmosfæren, oceanerne, og kloden økosystemer agerer i en hurtigt reagerende ligevægt, vil den ekstra CO 2, vi mennesker udleder i atmosfæren bruge år om at forsvinde effektivt fra atmosfæren. 9 miljøpolitik I følgende afsnit vil jeg redegøre for forskellige organisationers politik, med hensyn til fremtidens skibes CO 2 udledning. Problemstillingen omkring kontrol af skibes forurening, med henblik på luftforurening, blev første gang diskuteret under MARPOL 10 -konventionen i Dengang besluttede man dog ikke at indføre regulativer på området. Kort efter gjorde studier det klart at luftforureningen, havde en sammenhæng med den syreregn, som var detekteret, specielt den meget svovlholdige luftforurening. I midt-1980 erne begynder man hos MEPC 11, en afdeling under IMO 12, at se imod kvaliteten af den olie, som afbrændes på skibe rundt om i verden. I 1989 beslutter adskillelige lande at der skal ses på forebyggelsen af luftforureningen fra skibsfarten ved et langsigtet program startende i I dag er der Under MARPOL ANNEX VI, flere steder begrænsninger på udledningen af SOx, NOx, og drivhusgasser på nær CO 2. I 2006 blev man i MEPC dog enige om et udkast, med en tidsplan for at identificere, og udvikle de mekanismer, som er nødvendige for at opnå en reduktion i skibsfartens CO 2 udledningen. MEPC noterer at den søgående godstransport, er den mest brændstoføkonomiske, og miljøvenlige, men også at klimaændringerne, som følge af drivhusgasudledningen fra afbrænding af fossile brændsler, fortsat er en større og større bekymring for de fleste lande. Det er et mål for MEPC at have mål og overvejelser, omkring tekniske, operationelle, og markedsbaserede metoder for reduceringen af CO 2 udledningen, klar i. 13 Klima topmødet I København COP15 bliver, med henblik på dette emne, meget interessant. 9 (23/11-09) 10 (Marine Pollution) 11 (Maritime Enviromet Protection Committee ) 12 (International Maritime Organisation) 13 ( ) 15

16 Delkonklusion Det er tydeligt, hvor lange beslutningsprocesserne er i en verdensomspændende organisation, som IMO. Det har taget op imod et årti fra identifikationen af problemet med svovlholdig luftforurening, til restrektioner bliver vedtaget på området. I den sag tager det yderligere et årti før restrektionerne bliver gældende. Mange lande er nu enige om CO 2 problemets størrelse, og det skal ikke antages at en beslutningsproces, samt iværksættelse vil tage lige så lang tid, dog skal det heller ikke udelukkes, da restrektioner på dette område, nemt vil påvirke mange knapt så bemidlede lande. Skal der afbrændes mindre fossilt brændstof, må ny eller utraditionel teknologi tages i brug. Hvis dette skal ske, er det nødvendigt at gøre investeringen i den nye, og mere miljøvenlige teknologi, rentabel. Med øgede brændstofpriser vil det blive rentabelt at investere i brændstofbesparende teknologier. At der i fremtiden vil ske en stigning i verdenshandlen, kan der kun gisnes om. Skal denne verdenshandel foregå på en miljøvenlig måde, er søvejen et glimrende alternativ. På det udsagn kan der konkluderes at der i en kommende årrække vil ske en stigende udledning af CO 2, så frem der ikke træder nye regulativer i kræft. Med henblik på klimatopmødet i København, COP15, kan man jo håbe at nationerne vil blive enige om CO 2 -problemets alvorlighed, og lave regulativer direkte rettet mod CO 2 -udledningen. 16

17 Historie Absorptionsanlæg er tidligere kendt i kølebranchen, hvor drivvarmen har været en gas/petroleumsflamme, som eksempelvis er set i ældre campingvogne. I 1922 opfandt to svenske studerende, Baltzar von Platen og Carl Munsters en gasbrænder-drevet absorptions kølemaskine, som virkede uden brug af nogen mekanisk pumpe. Electrolux begyndte i 1923 en kommercialisering af absorptionskølemaskinen. I 1930 blev freon opfundet, og gjorde kompressorkølemaskinerne, til standarden i kølebranchen. Absorptionskølemaskiner findes og sælges i dag, men har en relativt dårlig virkningsgrad set i forhold til kompressormaskinerne. 14 Derfor bruges de i dag kun hvor strømforsyning er svært tilgængelig, eller hvor brændslet er billigt i forhold til elprisen. Absorptionskøleanlægget som varmepumpe Her vil jeg redegøre for princippet i lithiumbromid/vand - absorptionskøleanlægget, og hvorledes denne form for absorptionsvarmeanlæg bliver brugt i dag. Teori Hovedprincippet for teknikken er at lithiumbromid er stærkt vandsugende. Damptrykket over en vandig opløsning ar LiBr er altså meget lavere end for rent vand ved samme temperatur. På side stående eksempel ses det hvordan saltet gør, at vandet i saltopløsningen ikke fordamper. Da det rene vand fordamper, vil det rene vand ha en temperatur svarende til de 8mbar. 15 Figur ( ) 15 Damptebellen s.68 17

18 Fænomenet, som er nævn på foregående side, bliver beskrevet ved en kredsproces i dette diagram: Figur 2 16 I det jeg beskriver kredsprocessen vil jeg henvise til den håndtegnede skitsen, som findes i afsnittet om Bjerringbro kraftvarmeværk. For at få et mere præcist billede af hvad som sker, vil jeg henvise til Maskinens principopbygning 17 De farvede pile i kredsprocessen, angiver i henhold til farven, hvor i anlægget, og hvilke stadie køle-, og absorptionsmediet befinder sig i. De røde pile i kredsprocessen viser hvad som sker i anlæggets generator, Den mørke, og lyseblå pil viser henholdsvis, hvor vanddampen passerer kondensatoren, og afleverer varme, og hvor det som(lyseblå pil) nu er kondensat, passerer en varmeveksler, som forvarmer en delstrøm af kølevandet. I dette forløb sker der en tryksænkning, som det fremgår af diagrammet. Den gule Pil repræsenterer den fordampning der sker, når saltopløsningen i anlæggets absorber, begynder at absorbere vanddampen. De brune pile vise hvad som sker i den interne veksler, som udligner energien, som er i saltopløsningen fra bunden af absorberen, og den relativt varme og koncentrerede saltopløsning som løber fra generatoren. Den grønne pil viser hvordan den koncentrerede saltopløsning falder i temperatur og tryk, som den overrisles kølevandsrørene(eksempelvis fjernvarmerør), og derved forvarmer kølevandet. På samme 16 Bilag 7 18

19 tid får den stærke opløsning en stor overflade får derved muligheden for at absorbere den damp som laves i fordamperen. Derfor kan man sige at det er den stærke saltopløsning, som opretholder det lave tryk, der hersker i absorberen. 18 Mulige anvendelsen af absorptionkøling Med absorptionskøling kan man tage varme fra en høj temperatur energikilde(varmekilden/drivmediet), og en lav temperaturkilde(kølestedet), og aflevere hele varme mængden ved en mellemtemperatur. For processen skal være mulig, skal denne mellemtemperatur ligge tættest på lavtemperatur energikilden. Det kan grafisk fremstille på følgende måde: Figur 3 Da kølemidlet i ved denne form for køl er vand, kan der ikke opereres med temperaturer under 0C. I praksis er det uden specielle foranstaltninger ikke realistisk at køre med udgangstemperaturer på det kølede vand fra fordamperen, på under 6 C, da der skal være en rimelig margin mellem driftstemperatur og frysevagttemperaturen, der genererer sikkerhedsstop. Af hensyn til begrænsningen af indre korrosion laver man normalt ikke driftstemperaturer på generatoren på over 150 C 19 Højere temperaturforskel mellem fordamper og absorber, kræver højere LiBr koncentration. Den maksimale koncentration, der kan tolereres, svarer til ca. 40 C i temperaturforskel. For at opnå den nødvendige LiBr 18 Absorptionswärmepumpen, 1.2 Die Wirkungsweise einer einfachen einstufigen Absorptionsanlage, og Henning Sloth, Scandinavian Energy Group 19 Absorptionswärmepumpen, 1.2 Die Wirkungsweise einer einfachen einstufigen Absorptionsanlage, og Wasser als arbeitsstoff, samt Henning Sloth, Scandinavian Energy Group 19

20 koncentration, uden samtidig få for store hedefladearealer, kræves der en temperaturforskel mellem kondensatorudgang og generator som typisk er 20 C højere end temperaturforskellen mellem fordamper og absorber. 20 Varmeafgivelsen kommer ikke kun fra kondensatoren, men i stedet fra to steder i processen, som ikke nødvendigvis har samme temperatur niveau. Varmen genereres både i absorberen, der absorberer dampene fra fordamperene (ca. 56% af varmeafgivelsen) og kondensatoren, der kondenserer dampene fra generatoren (ca. 44% af varmeenergien). Kølevandet(evt. fjernvarmevandet) til de to varmeafgivere, er normalt koblet i serie så de fremstår som én kilde. På varmepumper(højtemperatur maskiner, som evt. laver fjernvarme) er absorberen altid koblet før kondensatoren. På kølemaskinerne (lavtemperaturmaskinerne, som laver vand til køleformål) er koblingen modsat. 21 Energimæssigt udgør lav temperatur energikilden % af højtemperaturkilden. Da vands fordampningsvarme er dominerende i forhold til varmekapaciteten,(henført til nogle graders temperaturvariation) er dette forhold næsten uafhængigt af driftstemperaturer og belastning for en given maskine. 22 Absorptionskøleanlægs interne el-forbrug består væsentligt i forsyningen af to små pumper. For større maskiner (i MW størrelse og opefter) ligger elforbruget på 0,2 % af køleeffekten. For helt små maskiner(100kw) ligger forbruget dog på ca. 1 % af køleydelsen. Et ret ubetydeligt forbrug, som langt overgås af de effekter der kræves til pumper for at cirkulere vand fra de eksternt koblede kredse gennem maskinerne. Dette Forbrug kan 20 Scandinavian Energy Group (bilag 1) 21 Absorbtionswärmepumpen, 3.2 Absorptionsanlagen im Wärbepumpenbetrieb, og Henning Sloth, Scandinavian Energy Group 22 Absorbtionswärmepumpen, 3.2 Absorptionsanlagen im Wärbepumpenbetrieb, og Henning Sloth, Scandinavian Energy Group Temperaturakse Ind og udgangstemperatur for højtemperaturenergikilde. Generator - temperatur. Denne forskel skal være ca 20 C over differens temperaturen på absorber og fordamper. Ind og udgangstemperatur. For kondesator. Ind og udgangstemp for absorber. Maksimalt 40 C temperatur differens for varmepumperne. (for kølemaskiner noget lavere) Ind og udgangstemperatur for fordamper. Mindst 6 C over 0 C 0 C 20

21 dog for varmepumper sidestilles med forbruget ved alternative måder at fremstille varme på 23. Forhold ved brugen af absorptionskøleanlæg Foruden alt og vand indeholder anlægget tilsætningsmidler, for at nedsætte overfladespændingen tilsættes oktylalkohol. Overfladespændingen kan hæmme den spredning væsken gerne skal have på rørene i absorberen, for at få en tynd og dækkende væskefilm på rørene. Lithiummolybdat er et andet tilsætningsmiddel, en inhibitor reducerer korrosion i anlægget. Mængden af disse tilsætningsstoffer er kun ca. én promille af kølemiddelmassen, i anlægget. Risikoen for en frostsprængning er bestemt tilstedeværende. Bruges anlægget til køleformål, eller kører anlægget med en meget lav fordampertemperatur, vil der være en risiko for at brinen, som fordamperen køler på kan få en temperatur som er under frysepunktet. For at undgå en frostsprængning i fordamperen, er kølemaskinerne udstyret med to flowvagter ud over en temperaturføler. Kommer maskinen i frysefare vil den automatisk gå nødstop, og begge cirkulationspumper vil stoppe. Ved en for stor temperaturforskel imellem generator, og kondensator, vil saltkoncentrationen blive meget høj. Det giver en risiko for krystallisation i absorberen, hvis temperaturen her pludselig vil falde. Fra folk med driftserfaringer med maskinerne, siges det at dette yderst sjældent sker, og ikke decideret skader maskinen. 24 Sidste ting som gerne skal undgås, er luftindtrængning i anlægget. Da trykke er så lavt som det er i disse anlæg, vil selv meget små mængder luft komme til at fylde meget i anlægget. Det vil virke hæmmende på processen, da det i største udstrækning vil hindre vanddampen i at komme til absorberen. Luften som en ikke kondenserbar gas, vil ophobe sig i absorberen da den vanddamp, som er i absorberen vil forsvinde videre rundt i systemet med saltopløsningen. Ses der bort fra denne bivirkning, er en anden bivirkning at en lufttilførsel, sammen med saltopløsningen, vil skabe et stærkt korrosivt miljø, og tæringer helt sikkert vil opstå. For at hindre dette ved eventuelle reparationer, fyldes anlægget med kvælstof(en inaktiv gas) inden noget demonteres. 25 Bjerringbro Kraftvarmeværk Absorptionskøleanlæg bruges kun få steder i dag, som varmeanlæg. Et af de kørende pilotanlæg findes på Bjerringbro Kraftvarmeværk, hvor anlæggets funktion er at køle røggassen fra en gasmotor. På Bjerringbro Kraftvarmeværk har man i længere tid genindvundet varmen i røggassen fra gasmotorene. Varmen er via varmevekslere, blevet brugt til fjernvarmeproduktion. I forbindelse med effektivisering af varmeværket, er der gjort overvejelser omkring decideret røggaskøling. Dette tiltag kan lade sig gøre ved brug af et 23 Refrigeration and air-conditioning, Table 2.2, og Henning Sloth, Scandinavian Energy Group 24 K.M.Booth, Dictionary of Refrigiration, and Air Conditioning s.2 25 Virksomhedsbesøg, Bjerringbro Kraftvarmeværk ved Driftsmester Leif Petersen, og Henning Sloth, Scandinavian Energy Group 21

22 absorptionskøleanlæg. Som et forsøg er installationen udført på én af gasmotorene, og røggassen fra denne motor, er herved blevet kølet yderligere fra 60 C til 30 C 26 Figur 4 Princippet er simpelt afbilledet på illustrationen ovenfor. Formålet med dette anlæg er at producere fjernevarmevand(80 C)af den 428 C grader varme udstødningsgas. Udstødningsgassen kommer fra et 3,5 MW El-generatoranlæg. Umiddelbart produceres der meget fjernvarme ved varmeveksling direkte mellem røggassen, og fjernvarmevandet. Røggastemperaturen vil ved brug af den metode, have en afgangstemperatur på 60 C, hvad man på Bjerringbro varmeværk ikke finder tilfredsstillende. I de gule rør, som er illustreret på tegningen, cirkuleres en væske som køler den 60 C varme røggas til omkring 30 C. Ved tilgangen til absorberen har væsken en temperatur på 30 C. Ved afgangen på absorberen er væsken kølet til 21 C. 27 Ved at lade den 428 C varme røggas passere generatoren på absorptionskøleanlægget, vil en del af energien i røggassen blive brugt på at inddampe den cirkulerede LiBr\vandopløsning, som er i generatoren(den mørkegrønne væske) fra denne generator vil røggastemperaturen være 264 C, og restvarmen heri vil blive brugt til direkte varmeveksling med fjernvarmevandet. Dampen, som bliver produceret, ved inddampningen, 26 (24/22-09) 27 (24/11-09) 22

23 i generatoren, kondenseres i anlæggets kondensator, hvor fjernvarmevandet produceres(den brune linje). Kondensatet ledes til fordamperen i absorberen(den blå linje). Der cirkuleres kondensatet i det der kan sammenlignes med en oversvømmet fordamper. I absorberen er totaltrykket 0,02bar det giver kondensatet en fordampningstemperatur på 14 C. Da Afgangstemperaturen på væsken i den gule linje er 21 C, vil der være en god fordampning af kondensatet, når den overrisles rørene. Det inddampede koncentrat fra generatoren bruses over fjernvarmerørenes returlinje.(den brune linje) 28 Skibs-potentialt Størstedelen af flåden opvarmes i dag ved brug af udstødningskedler. Jeg vil i dette afsnit klarlægge i hvilke skibstyper denne teknologi kan have sit potentiale, derved komme omkring hvilke kriterier som skal være til stede, før absorptionsvarmepumpen kan blive et rentabelt alternativ. Som maskinmester bruges der meget tid på principperne og teorien bag den konventionelle køleteknik, derimod nævnes blot kort, at kølemidlet kan drives på andre måder 29. For maskinmesterprofessionen er det ikke uvant at se konventionelle varmepumper, teknologien ligger sig tæt op af den køleteknik vi ellers kender. Absorptionskøl er kun nævnt kort, og maskinmesteren har ikke faglige kompetencer, direkte rettet mod absorptionsanlæg. Det kan skyldes flere ting. Absorptionskøleanlæggene, er ikke særligt komplicerede, der er ikke meget vedligehold, Yderligere er de beregninger der skal laves for at dimensionere anlægget, meget lig de beregninger maskinmesteren ellers laver i forbindelse med varmebalancer. Skibs typer Der vil i fremtiden blive lagt mere og mere vægt på svovludledningen fra skibsfarten. I øjeblikket brændes der store mængder heavy fuel olie af, med op til 4 % svovl. I takt med at oliepriserne vil stige, er mit bud at den billige, og svovlholdige olie vil blive mere og mere eftertragtet. 30 Ud fra foregående kilde ses en tydeligt stigende oliepris, dog ses det yderligere at prisen er stærkt afhængig af økonomiske kriser, og opsving. Potentialet i en investering, som giver bedre udnyttelse af olien, kan dog forsvares ved den generelle prisstigning som antydes i statistikken. Efterhånden som restriktionerne på svovludledningen fra skibsfarten vil træde i kraft. Vil rederierne blive nødsaget til at vælge, hvorvidt deres skibe skal udrustes med røgrensnings/skubberanlæg, som set på enkelte skibe i dag. 31 Så skibene fortsat kan drives med den billige olie, eller om man vil omlægge driften af skibene og bruge renere, og dyrere dieselolie. Bliver det tilfældet at restrektioner træder i kræft direkte rettet mod 28 Virksomhedsbesøg, Bjerringbro Kraftvarmeværk ved driftsmester Leif Petersen. 29 Køleteknik, 1.2 køleprincipper 30 DK/Info/TalOgKort/Statistik_og_noegletal/Energipriser_og_afgifter/Oliepriser/Sider/Forside.aspx ( ) 31 DFDS-færge tester teknologi mod svovlforurening, Maskinmesteren 23

24 CO 2. Vil der i større omfang blive efterspørgsel på energieffektive løsninger, det vil sige mængden af røggassen og ikke kun renheden af røggassen. Kompatibilitet på ASV Dan Swift Her vil jeg kort rede gøre for systemerne ombord på ASV Dan Swift, og hvorledes anlægget passer ombord. ASV Dan Swift er et DP 32 -skib, et skib som ved hjælp af thrustere, kan holde sig på en bestemt position, og med en bestemt heading 33. For DP-skibe findes tre klasser, ASV Dan Swift er i klasse to, hvilket ikke vil specificeres i projektet. Jeg vil i stedet henvise til IMCA. 34 Denne klasse betyder, at skibet skal have redundans på flere af skibets interne vitale systemer. Dette gør eksempelvis, at skibet ikke har ét internt kølevandssystem, men i dette tilfælde tre uafhængige kølesystemer. Varmeanlægget projektet omhandler, er tiltænkt at opsamle varmeenergi i kølesystemet, som tilhører generator 5 på Dan Swift. På billedet ses generatoren, som den stående i main Figur 5 engine room. Det er en generator af fabrikatet MAK på 5000 kw. Til den hører to separat kølesystem, hvor absorptionskøleanlæggets fordamperdel kan kobles på. HT- delen af kølevandssystemet. Spildvarmen på ASV Dan Swift Skibe udleder spildvarme flere steder. Der udledes en stor mængde spildvarme i form af højtemperatur udstødningsgas. Røggassen stammer fra hovedmaskineri, hjælpemaskineri, og eventuelt kedelanlæg, og incineratoranlæg. Derudover udledes en stor varmeeffekt i form af kølevand. Mange maskiner ombord på et skib, anvender kølevandssystemer til opretholdelse af en maskinteknisk fornuftig driftstemperatur. Energien 32 (Dynamic Positioning) 33 (retningen på skibet) 34 (25/11-09) 24

25 udledt igennem kølevandet vil fremstå som såkaldt anergi. Energi som i forhold til omgivelserne ikke har store anvendelsesmuligheder, dermed er det ikke sagt at der i anergien i kølevand ikke kan være lagt en stor effekt, den er blot vanskeligere at udnytte. 35 På ASV Dan Swift, består varmeanlægget af to thermal oil heaters. En Aalborg Thermal oil heater på 2000kW, og en S-MAN Thermal oil heater på 2320kW 36. Det vil sige, skibet er udrustet med et thermal oil system, som bruges til opvarmning af et hedt vands system, som har en fremløbstemperatur på ca. 80 C. Årsagen til opvarmning med to medier i stedet for bare thermal oil, er at skibet, da det blev bygget, blev udrustet med hedtvandssystem til opvarmning. Udskiftning af hele opvarmningssystemet ville blive en dyrere løsning. 37 Thermal olien produceres med en fremløbstemperatur på max 220 C. Ud over at varme på hedtvandssystemet, bruges heatolien også til opvarmning i fuelolie booster unit, separatorer, og til opvarmning af den sludge, som eventuelt afbrændes i skibets inceneratorsystem. 38 Absorptionsvarmeanlæg skal bruge exergien 39 i en meget varm temperaturkilde, hvortil eksempelvis, en udstødningskedel ville have potentiale. Den metode ikke er aktuel på netop dette skib, så anlægget skal drives af en af de installerede thermal oil heaters. Vedligeholdelse Vedligeholdelse, inspektion og overvågning er en stor del af det arbejde, som foregår på den maskintekniske side af skibsdriften. I kommende afsnit vil jeg trods heaterens tilstedeværelse, og betydning for det samlede anlægs drift, afgrænse mig fra denne, og beskæftige mig med absorptionskøleanlægget. Vedligeholdelsen på selve absorptionskøleanlægget er meget begrænset. For at driften skal foregå optimalt, er det essentielle ved dette anlæg, at det skal holdes tæt. Som beskrevet i afsnittet om forhold ved brugen af anlægget, vil indtrængen af luft hæmme cirkulationsforløbet, og hvad værre er, vil tilførsel af ilt have en stærk korrosiv virkning på anlægget. Et absorptionskøleanlæg er ikke et krævende anlæg, med henblik på vedligehold. Anlægget på Bjerringbro kraft varmeværk har to cirkulationspumper, og en vacuumpumpe. Cirkulations pumperne er to ens, elektrisk drevne centrifugalpumper, og vacuumpumpen, som på anlægget i Bjerringbro, er en pumpe, identisk med de pumper, som findes på et malkeapparat fra kostalde 40. Dette viser udadtil, at det er tilgængeligt maskineri, som bruges på anlægget. Vacuumpumpen bruges, i tilfælde af anlægget har været åbnet eller, der på anden måde er kommet luft i anlægget. Da anlægget kører en helt lukket proces, vil denne pumpe sjældent bruges og ikke have mange driftstimer. Cirkulationspumperne kører 35 Termodynamik s Bilag 3 37 Peder Cristian Sørensen, Site manager, Bilag 5 38 Bilag 2 39 Håndbog for maskinmestre, Fysik, s Virksomhedsbesøg, Bjerringbro Kraftvarmeværk ved Driftsmester Leif Petersen (10/10-09) 25

26 derimod kontinuerligt, da processen kun forløber hvis kondensat, og den koncentrerede absorbent, hele tiden cirkuleres i anlægget. Det medfører driftstimer svarende til anlæggets overordnede driftstimer. Med hensyn til adskillelse af anlægget, ved vedligehold på en eventuel sensor, pumpe, eller ventil må der tages forbehold. Det anbefales at afskærme den pågældende komponent, på bedst mulig vis. Dette gøres for at hindre luftindtrængning i anlægget. Hvis dette ikke er hensigtsmæssigt, vil jeg henvise til afsnittet Forhold ved brugen af absorptionskøleanlæg. Varmebehov ved udendørstemperaturer på -20 C vinterscenarie 41 Primærstrømmen fra thermal oil heateren skal drive absorptionsanlægget, hvor en sekundær strøm, svarende til 357 kw vil blive brugt til opvarmning af fuel oil-booster unit, og sludge tank medvidere 42. Absorptiosanlægget vil derimod skulle opvarme hedtvands-delen af det centrale varmeanlæg, og i værste scenarie, kunne levere en varme effekt på: kw = 3288 kw. Dette ses skitseret på figur 6. Qh= den indfyrede effekt, Qt= effektbehovet hos de forbrugere som behøver thermal olie opvarmning, Qo= effekten som tages fra kølevandssystemet, Qm= effekten som afleveres til hedtvandssystemet. Varmefordelingen ved brug af absorptionskøleanlægget I følgende vil der ved brug af de varmebalancer 43 fra Dan Swift, og den Figur 6 erfaring der er gjort på Bjerringbro Kraftvarmeværk, komme med et bud på hvilken heaterkapacitet der vil blive behov for ved brugen af absorptionskøleanlægget. COP på absorptionskøleanlægget Virkningsgraden for thermal oil heateren Effekt behovet for den drivende heater vil således, i værste fald blive: 357kW kW 1.72 = 2269 kw Den samlede virkningsgrad på det centrale varmeanlæg vil i vinterscenariet, med absorptionsanlægget derfor blive: Det samlede varmebe ov Den indfyrede effekt i kedlen => 3645kW kW+357kW 3645kW => = kw 41 Bilag 3 42 Bilag 3 43 Bilag (5/12-09) 45 (22/11-09) 26

27 Varme fordelingen ved brug af absorptionskøleanlægget i +40 C sommerscenarie. 46 Ifølge den udfærdigede varmebalance for sommerscenarie vil der under de givende forhold være et samlet varmebehov svarende til 1094 kw. Varmen repræsenteret i Qt på det figur 6, vil fortsat være 357 kw, hvor varmebehovet til de resterende konsumere er faldet betragteligt: 1094kW 357kW = 737kW Jeg antager i det følgende at heaterens virkningsgrad, og COP på absorptionskøleanlægget er som i foregående eksempel. Effektbehovet fra den drivende heater vil i sommerscenariet således blive:357kw + 737kW 1.72 = 785kW Virkningsgraden for det centrale varmeanlæg vil derfor, i sommerscenariet, være: 1094kW 785 kw = 1.39 Besparelser Her kommer overslag på en eventuel besparelse, i miljømæssig, og økonomisk henseende. Der vil desuden komme et overslag på anlægningsudgifterne, og tilbagebetalingstider. For at tage udgangspunkt i de dimensionerende faktorer for skibets udrustning, vil overslagene blive gjort ud fra teoretiske scenarier, leveret af Seaworthy Engineering 47. Dieseloliens densitet 0,9 kg/l 48 Antaget brændværdi på dieselolien kj/kg CO 2 -udledning i kg pr liter dieselolie 2,654 kg/l 49 Årlige driftstimer 8760 dage/årligt CO 2 -besparelsen: CO 2 -udledningen som den vil se ud ved brug af nuværende installation: varmebe ov kw 3600 s Årlige driftstimer Brændv ærdien kj /kg Densiteten kg/l kedelvirkningsgraden udledning. CO 2 udledningen kg/l = Årlig CO 2 -Vinterscenarie: => 3654kW 3600s 8760t 2,654kg/L = 9194 ton/år 42000kJ/kg 0,9kg/L 0,88 46 Bilag 3 47 Bilag (12/12-09) 49 (12/12-09) 27

28 -Sommerscenarie: => 1094kW 3600s 8760t 2,654kg/L = 2753 ton/år 42000kJ/kg 0,9kg/L 0,88 CO 2 -udledningen vil ved brug af absorptionskøleanlægget, og ovenstående forhold, komme til at se ud som følgende: -Vinterscenariet: -Sommerscenariet: CO2-besparelsen: => => 3654kW 3600s 8760t 2,654kg/L = 5025 ton/år 42000kJ/kg 0,9kg/L 1, kW 3600s 8760t 2,654kg/L = 1743 ton/år 42000kJ/kg 0,9kg/L 1,39 -Vinterscenarie: -Sommerscenariet: => kg/år kg/år = 4169 ton/år => kg/år kg/år = 1011 ton/år 28

29 For at få brugbare tal af de anvendte teoretiske scenarier, kan man ud fra de to ekstrema, enkelt interpolere sig frem til reelle værdier i de illustrerede proportionaliteter Årlig CO2-udledning i ton, ved brug af absorptionsanlægget Nuværende C02- udledningen i ton, som følge af varmebehovet C02-besperalsen, ved brug at absorptionsanlægget Det gennemsnitlige varmebehov i kw Den årlige CO 2 -udledning i ton I beregningerne bruges der værdien 8760 årlige drift timer. Det betyder at der er et kontinuerligt varmebehov. I dette tal, er forudsat at skibet i alle driftssituationer, har et varmebehov, hvilket kan siges at være realistisk. Det forudsættes altså at skibe ikke på noget tidspunkt lægges op, eller er i situationer, hvor hele skibet lukkes ned for eksempel under et dokophold. 29

30 Økonomi Brændstofbesparelsen fremgår tydeligt i foregående afsnit. En brændstofbesparelse, betyder samtidig en besparelse i driftsudgifterne. Følgende kommer besparelserne til udtryk i overslag, lavet med henblik på tilbagebetalingstiden ved en investering i anlæg og installation af anlægget. I dette afsnit vil beregningerne som i foregående eksempel, blive lavet efter de to givende scenarier. Et overslag på en installering af anlæg, og investeringen i køleanlæg kan se ud som følgende: Beregningerne er gjort på grundlag af dieselprisen på den aktuelle dag. -installering af rør til kølevandssystem, modificering af rør på thermal oil - og hedtvandssystem, samt føring af diverse kabler: Ca. 2,5 million kr 50 -investering i køleanlæg: 1500kr pr. kw køleeffekt 51 køleanlæggets varmeeffekt kw køleanlæggets varmeeffekt kw COP køleanl æg => 3288kW 3288 kw 1,72 = 1376 kw 1500 kw =>Et prisoverslag vil således blive: 1500kW 1500kr kw Driftsprisen/time med henblik på brændstofforbruget: = 2,25 million kr Indkøb af køleanlæg: (overslag) Installering af køleanlæg samt demontering af heater: 2,25 million kr 2,5 million kr En antaget dieselpris: 659,5 $/ton 52 Dollarkurs: 493,87 53 Dieselpris: 659,5$/ton 4,9387kr /$ 1000 = 3,26 kr/kg Årlige driftstimer: (antagelse) 8760 timer/år 50 Peder Christian, Site manager, Dan Swift projekt, Blohm & Voss, mail korrespondance, bilag 5 51 Henning sloth, Scandinavian Energy Group 52 (6/12-09) 53 (4/12-09) 30

31 Driften i vinterscenariet vil ved disse forudsætninger give en tilbagebetalingstid på: varmebeovet kw 3600 s Brændværdi kj kg COP Dieselprisen kr kg Brændstofbesparelsen: => => 3654kW 3600s 42000kJ/kg 0, kW 3600s 42000kJ/kg 1,61 3,26 kr/kg = 1160 kr/time 3,26 kr/kg = 634 kr/time 1160kr/time 634kr/time = 526 kr/time investering kr + installering kr besparelsen kr/time = tilbagebetalingstiden timer => kr kr 526 kr/time = 9034 timer Driften vil i sommerscenariet, ved forudsatte betingelser give en tilbagebetalingstid på: => => 1094kW 3600s 42000kJ/kg 0, kW 3600s 42000kJ/kg 1,39 3,26 kr/kg = 347kr/time 3,26 kr/kg = 220 kr/time Brændstofbesparelsen: 347kr/time 220kr/time = 127 kr/time investering kr + installering kr besparelsen kr/time = tilbagebetalingstiden timer => kr kr 127 kr/time = timer 31