Drift af varmepumpe hos TDC

Transkript

1 Drift af varmepumpe hos TDC Forfattere: Andreas Kofoed Serup Benjamin Schmidt Christensen 1 af 77

2 Titel: Drift af varmepumpe hos TDC Emne: Genvending af overskudsvarme Tidsramme: Aflevering: kl Virksomhed: TDC Uddannelsesinstitution: Aarhus Maskinmesterskole Antal normalsider: 31,6 ( anslag) Antal bilag: 12 stk. Vejleder: Per Hessellund, Lektor, Maskinmester Kontaktperson: Henrik Dam, Projektleder, Maskinmester Forside illustrationer: (Eget arkiv, 2015) Forfattere: Andreas Kofoed Serup Studienummer: A11552 Benjamin Schmidt Christensen Studienummer: A af 77

3 Abstract This project is developed as a graduation project to the ninth semester at Aarhus school of marine and technical engineering. The project is aimed at companies that have existing projects with waste heat, which can be utilized for space heating. The project has a background in plant function at TDC in Slet. TDC recently installed a heat pump, which supply their server rooms (machine rooms) with cooling. When a heat pump produce cooling water, a surplus of heating will occur. TDC will use this heat for space heating, but there are times during the year, when the heat pump produces too much heat. TDC wishes to deposit and sell the excess heat to AffaldVarme Aarhus. Before this can be done, some practical conditions have to be clarified, for example must a pipeline be established from TDC to Affaldvarme Aarhus, in which the heat can be provided. The basic problem of the project is described as follows: What makes it profitable to establish the opportunity for selling the excess heat? The alternative to selling the excess heat is to scale down the heat pump so it only produces the desired and required amount of heat. If down regulation is relevant, TDC's secondary cooling plant, Centralkøl, has to start up due to lack of cooling capacity. These two options are illustrated in the chapters "Salg af varme" and "Ingen salg af varme". The project will clarify the costs of running the heat pump and Centralkøl. The project is divided into three main subjects that contain the two above mentioned chapters and a collecting chapter. The chapter "Delkonklusioner will collect data from the two scenarios and compare them. The academic area in this project is within the natural sciences. The project will be analysed using mathematical calculations and theory from relevant literature to support the part conclusion chapter. The project has established a hypothesis to be confirmed or denied. The purpose with the hypothesis is to help finding a solution to the problem formulation. The project concludes that it is economically profitable to establish the opportunity for selling the excess heat due to the government subsidies. Establishment costs of the pipeline is paid back immediately when government subsidies is included in the investment calculation. Without the subsidies, the repayment period will be more than seven years. 2 af 77

4 Forord Dette bachelorprojekt har til formål at belyse, hvilken indflydelse det har på investerings grundlaget, hvis TDC ikke kan afsætte overskudsvarmen til AVA. Projektet vil også vise omkostningerne ved at drifte i forskellige scenarier. Bachelorprojektet er skrevet som den afsluttende del af maskinmesteruddannelsen, og er udfærdiget i sidste del af 9 semester Der skal fra forfatterne af dette bachelorprojekt lyde en speciel tak til følgende personer i forbindelse med udarbejdelse af projektet: Benny Kjær Sørensen Henrik Dam Christian Schreiber Christian Christensen - Sektionschef hos TDC - Projektleder hos TDC - Sektionschef hos TDC - Sælger hos Innoterm 3 af 77

5 Indholdsfortegnelse Abstract... 2 Forord Læsevejledning og definitioner Forkortelser Ordforklaring / Termer Projektets opdeling Love og bekendtgørelser USB nøgle Regneark Indledning Virksomhedsprofil Formål Problemstilling Problemformulering Afgrænsning Metode Videnskabsteoretiske vilkår Metodisk tilgang Projektets struktur Kildekritik Anlægsbeskrivelse Varmepumpe Kondensator Fordamper Centralkøl Kølebehov Afgifter Elafgift Godtgørelse af elafgiften Delvis godtgørelse af elafgiften Overskudsvarmeafgift Lempelse for varmepumpedrift Sommertidslempelse Opsummering Analyse og diskussion Salg af varme Afregning vedrørende køb og salg af varme Køb af varme Salg af varme Driftspris på varmepumpe ved fuld last Ingen salg af varme Droslet varmepumpe Dellast af Centralkøl af 77

6 7.2.3 Drift af droslet varmepumpe og Centralkøl Driftspris ved droslet varmepumpe Driftspris ved dellast Centralkøl Samlet driftsøkonomi Regulering af salgspris Etablering af mulighed for salg Etablering af stikledning Driftsbesparelse Tilbagebetalingstid Energisparetilskud Sammenligning af analysens resultater Metodekritik Konklusion Perspektivering Referencer Bilagsoversigt af 77

7 1. Læsevejledning og definitioner 1.1 Forkortelser COP AVA CTS Coefficient Of Performance AffaldVarme Aarhus Central tilstandskontrol og styring 1.2 Ordforklaring / Termer Maskinstue Andet teknisk udstyr Centralkøl OKZ OKZS TDC s betegnelse for et serverrum med opkobling af kunder Andre former for teknisk udstyr med behov for køling Navnet på 4 centralt placeret kølemaskiner til dækning af kølebehov Strøm- og bygningsteknisk afdeling i TDC Underafdeling til OKZ med forsyningssikkerhed som ansvar 1.3 Projektets opdeling Projektet er inddelt i kapitler og som underopdeling er afsnit anvendt. Kapitlerne i projektet kan være opdelt i flere afsnit, og henvisning til et andet afsnit betyder et andet konkret afsnit. Henvises der til et kapitel, betyder henvisningen kapitlet i sin helhed. Eksempelvis kan der læses om forkortelser og USB nøgle i kapitlet 1. Læsevejledning og definitioner. En mere konkret henvisning vil være; forklaring på forkortelsen AVA findes i afsnittet 1.1 Forkortelser. Projektets opdeling i kapitler og afsnit fremgår også af projektets indholdsfortegnelse. 1.4 Love og bekendtgørelser Rapporten behandler flere love og bekendtgørelser. Henvisninger til disse er skrevet som eksempelvis (BEK nr af 5/6/ stk. 9). De kan alle findes på og yderligere reference er ikke benævnt i literaturlisten. 6 af 77

8 1.5 USB nøgle Anvendte tilbud i dette projekt er lagt på den medfølgende USB-nøgle. Tilbudsgivere er grundet fortrolighed ikke nævnt ved navn i projektet, men kan beskues på USB-nøglen. Anvendte data fra datablade er lagt i bilagene som print screen. Hele datablade er lagt findes USB-nøglen. To regneark er benyttet til flere beregninger i projektet. Regnearkene er konstrueret i Microsoft Excel og vil hver fylde i omegnen af sider, hvis de skal printes og vedlægges i bilagene. Derfor er regnearkene lagt på USB-nøglen i stedet. 1.6 Regneark I bilag 1 findes en læsevejledning til regnearkene. Regnearkene omfatter 2 stk. Microsoft Excel Dokumenter: Regneark og Reguleret salgspris. Alle henvisninger til et regneark i projektet er skrevet som (Regneark - [Titel på ark]) eller (Reguleret salgspris). Henvises der eksempelvis til arket Salgspris, vil referencen stå som (Regneark - Salgspris). 7 af 77

9 2. Indledning 2.1 Virksomhedsprofil TDC er en virksomhed, som udbyder telefoni, internet og tv til de skandinaviske lande. TDC ønsker at udbyde digitale muligheder, som kan gavne både borgere, erhvervsliv og samfund (TDC A/S, 2015). TDC s afdeling Operations arbejder med IT, indkøb, installation og netværk. Det er en række ydelser, som den enkelte forbruger af TDC s tjenester ikke umiddelbart ser. TDC Operations arbejder på at gøre TDC mere effektive og bedre produktionsmæssigt. OKZ er en afdeling under Operations og har selv fire underafdelinger OKZE, OKZV, OKZS og OKZP. OKZS holder til i Tranbjerg ved Aarhus, og deres opgaver ligger primært inden for anlægsområdet. OKZS tager sig af projektering og dokumentation i forbindelse med udbygning og optimering af strøm- og bygningstekniske faciliteter. OKZS laver også entreprisestyring på opgaver, som skal udføres af eksterne leverandører inden for strøm og bygningsteknik. For at projekter kan udføres inden for anlæg og drift, skal OKZS sikre, at der er budget til at implementere ændringerne, og hele tiden følge op på at budgettet bliver overholdt. De to driftsafdelinger OKZE og OKZV varetager opgaver i TDC s bygninger. Deres primære opgaver består af drift, styring og gennemførelse af vedligehold. De varetager også overvågning af bygningssystemer via CTS, og sørger for at eventuelle fejl bliver rettet (Bilag 2). Når TDC udbygger eller fjerner noget udstyr fra en af deres bygninger, stræber OKZS efter at implementere energirigtige løsninger, når dette er økonomisk rentabelt. TDC stræber hele tiden efter at blive en endnu større virksomhed. Som mange andre virksomheder vil TDC også gerne, at omsætningen bliver større og dermed også fortjenesten (Bilag 2). 8 af 77

10 2.2 Formål Dette bachelorprojekt har til formål at belyse, hvordan TDC i Slet, Aarhus, har mulighed for at afsætte deres overskudsvarme fra varmepumpen. Projektet vil opstille forskellige måder, hvorpå dette kan lykkes set ud fra en økonomisk perspektiv. Projektet har også til formål at opfylde de opstillede krav til projektet, som er angivet i undervisningsplanen (AAMS, 2014). Projektet henvender sig i særlig grad til personer i virksomheder, som overvejer at installere en varmepumpe og hvor installationen medfører en overkapacitet af varme. Virksomheder, som allerede har investeret i en varmepumpe, men som ikke udnytter overskudsvarmen, kan også få gavn af dette projekt, da muligheden for salg vil blive analyseret og vurderet i denne rapport. 2.3 Problemstilling Danske virksomheder er begyndt at investere i store ammoniakbaserede varmepumper, som kan producere grader C varmt vand. Varmt vand er biproduktet under produktionen af koldt vand til køling. Fjernvarmeproducenter kan højne deres effekt ved at købe overskudsvarme fra bl.a. varmepumper. På den måde opnås en mere grøn drift ved afsættelse af overskudsvarme i fjernvarmenettet frem for omgivende udendørsluft (Wittrup, 2011). TDC har investeret i en varmepumpe, hvor det primære produkt skal være køling. Køling af servere og andet teknisk udstyr er vigtig for driften. Overophedning af udstyret kan medføre uregelmæssigheder, som vil, hvis problemet ikke bliver løst, forårsage at tilsluttede kunder vil falde ud. Derfor anses varmepumpen som en kølemaskine med varme som biprodukt, og dermed er varmen i overskud. TDC i Slet har fem maskinstuer og flere centraler med andet teknisk udstyr, som har et kølebehov, der kan regnes for konstant til kw, hvilket er beskrevet nærmere i kapitel 5. Kølebehov. Maskinstuer og centraler er tidligere blevet forsynet med køling fra eksisterende kølemaskiner, som geografisk er placeret forskellige steder på TDC s grund. De eksisterende kølemaskiner er slidt op og TDC trænger derfor til nye 9 af 77

11 kølemaskiner. Varmepumpen skal erstatte de gamle kølemaskiner og hermed forsyne Centralkøl med koldt vand. Centralkøl er et samlingspunkt, hvorfra kølingen fordeles ud til maskinstuer og centraler. Der er placeret fire kølemaskiner i Centralkøl som forsyningssikkerhed, og skal fortsat have denne funktion, hvis varmepumpen er ude af drift eller ikke kan følge med. I traditionelle køleanlæg vil varmen udtrykkes som spildvarme og overføres til omgivende udeluft, men varmepumpens overordnede princip bygger på udnyttelse af denne overskudsvarme. Overskudsvarmen kan benyttes til internt forbrug eller sælges til eksterne kunder, så længe afgiftsreglerne bliver overholdt (Wittrup, 2011). TDC s eget forbrug består af rumopvarmning samt opvarmning af brugsvand. I dag køber virksomheden al varme af AVA. Det interne varmebehov svinger fra under 100 kw om sommeren til ca kw om vinteren. Hermed opstår en mulighed for salg af overskudsvarme om sommeren, da varmepumpen er dimensioneret efter kølebehovet på kw og giver dermed en varmeproduktion på kw. Salg af overskudsvarme er i øjeblikket ikke mulig, da TDC i dag køber varme via AVA s transmissionsnet. Dette skyldes, at TDC var fjernvarmecentral, da bygningerne blev etableret i år Transmissionsnettet opererer med hedt vand, som har fremløbstemperatur over 100 grader C, hvilket varmepumpen ikke kan leve op til. Som alternativ kan en stikledning på 120 meter til distributionsnettet etableres. Distributionsnettet opererer med fremløbstemperatur på 70 grader C, derfor kan varmepumpen levere overskudsvarme hertil. Etablering af stikledning til distributionsnettet har en omkostning, som skal overvindes af den økonomiske gevinst ved salg af overskudsvarme. 10 af 77

12 2.4 Problemformulering Hvad gør det rentabelt at etablere mulighed for salg af overskudsvarme, frem for at neddrosle varmepumpen og dermed udnytte centralkøleanlæg? Den opstillede hypotese: I kraft af energitilskuddet vil det være rentabelt at etablere muligheden for salg ved anlæggets idriftsættelse 2.5 Afgrænsning Dette projekt tager udgangspunkt i TDC s situation i Slet og kan dermed kun overføres direkte til andre virksomheder i samme situation. Da problemformuleringen ønskes besvaret så konkret som muligt, afgrænses projektet til at bruge nuværende priser og forbrug og forholder sig dermed ikke til ændringer af disse. Projektet vil belyse økonomiske konsekvenser ved at etablere mulighed for afsætning af TDC s overskudsvarme. Centralkøl vil i dette projekt starte op i situationen, hvor varmepumpen kører på dellast. Centralkøl vil derfor betragtes ud fra et driftsøkonomisk synspunkt. Beregninger i dette projekt omhandler omkostninger ved drift af varmepumpen og Centralkøl. Beregningerne har baggrund i forbrug, afgifter, og pris på eksterne ydelser såsom elektricitet og fjernvarme. 11 af 77

13 3. Metode Formålet med dette afsnit er at give en beskrivelse af den metodiske fremgangsmåde, der er anvendt i dette projekt. Læseren vil få kendskab til, hvordan data og andre informationer bliver behandlet og beskrevet. Kildekritikken vil også blive behandlet i dette kapitel. Kildekritikken har til formål at forsvare brugen af kilder i dette projekt, 3.1 Videnskabsteoretiske vilkår Det faglige område projektet beskæftiger sig med ligger inden for det naturvidenskabelige metode. Den naturvidenskabelige metode bygger på en empirisk og eksperimentel tilgang, fremfor tidligere tiders metafysiske og spekulative tilgang. Den naturvidenskabelige metode antager, at der findes objektiv fakta, som empirisk kan indsamles, og som på grundlag af dette, kan opstille love og teorier, der kan gengive en objektiv gengivelse af virkeligheden. Der foreligger i den naturvidenskabelige metode en tradition, som ønsker at forklare sammenhængen mellem observerbare fænomener. Tilgangen i dette projekt vil derfor på baggrund af den naturvidenskabelige metode være en objektiverende analyse (Thisted, 2012). 3.2 Metodisk tilgang Med baggrund i problemformuleringen er der opstillet en hypotese, som skal hjælpe med at nå til afklaring. Hypotesen er opstået på baggrund af kendskab til emnet fra en praktikperiode hos TDC. Fundamentet for emnet og hypotesen er deltagelse i flere møder med TDC og AVA, hvor muligheden for salg af TDC s overskudsvarme er blevet omtalt og diskuteret. Det har givet muligheden for at kunne opstille følgende hypotese: I kraft af energitilskuddet vil det være rentabelt at etablere muligheden for salg ved anlæggets idriftsættelse. Hypotesen vil i dette projekt forsøges at blive be- eller afkræftet ved hjælp af empirisk data og analysen heraf. Den empiriske data indsamles fra henholdsvis varmepumpe leverandøren Innoterm, AVA og TDC s interne CTS. Størstedelen af det empiriske data består af tekniske data; varmeforbrug pr. time set over et år, varmepumpens 12 af 77

14 effektivitet og elforbrug, måling af forbruget på maskinstuernes og det resterende udstyrs elforbrug. Derudover indsamles det empiriske data også ved observationer på stedet ved at se på og gennemgå opbygningen af varmepumpen og Centralkøl. Til sidst vil der ses på de tilbud TDC har indhentet på etablering af en stikledning. De tekniske data vil ved hjælp af beregninger give grundlag for at kunne analysere og diskutere den samlede driftsøkonomi set ud fra problemstillingen. I diskussionen vil hovedargumentet være hypotesen. Der vil søges at finde belæg i de beregninger, der foretages i analysen samt TDC s holdning til anlægsinvestering (Birkler, 2005). 3.3 Projektets struktur Strukturen for projektets hoveddel er herunder beskrevet. I kapitel 6. bliver de relevante afgiftsregler belyst. De vil senere blive benyttet i beregninger, der skal synliggøre den økonomiske konsekvens afgifterne har på genvinding af overskudsvarme. Projektets analyse er samlet i kapitlet 7. Analyse og diskussion, hvor også analysens resultater vil samles og diskuteres. Analysen er delt op i følgende afsnit: Afsnit 7.1 Salg af varme belyser scenariet, hvor salg af overskudsvarme er mulig. Afsnit 7.2 Ingen salg af varme belyser scenariet, hvor salg af overskudsvarme ikke er mulig. Afsnit 7.3 Regulering af salgspris belyser, hvordan salgsprisen kan reguleres efter gældende lovgivning. Afsnit 7.4 Etablering af mulighed for salg belyser, hvilke praktiske foranstaltninger der skal etableres før salg af overskudsvarme er mulig. Afsnit 7.5 Sammenligning af analysens resultater sammenholder analysens resultater og delkonkluderer på disse for at samle et grundlag for projektets endelige konklusion. 13 af 77

15 Kapitel 8. Metodekritik kritiserer og begrunder den valgte metode. Kapitel 9. Konklusion vil give en endelig konklusion på projektet og besvare problemformuleringen. 3.4 Kildekritik I projektet er der benyttet teoretiske kilder såvel som observerbare kilder. De teoretiske kilder, i form af bøger, er benyttet for at skabe den fornødne viden om emnet og for at kunne beregne det ønskede. Bøgernes fagområde er fysik, køleteknik, økonomi og elektroteknik. Ønskes der yderligere information om bøgerne er de angivet i referencer på side 58. Validiteten af disse bøger (Gundtoft & Lauritzen, 2003) (Nielsen, 2011) (Petersen, 2006) kan betvivles, da bøgernes forfattere kun har benyttet sig af få eksterne kilder. Den benyttede data fra disse bøger er dog ikke beregninger, men derimod viden, som er generel viden for en maskinmesterstuderende. Den manglende validitet vil derfor ikke få indflydelse på det endelige resultat. Erhvervsøkonomi bogen (Waarst & Bang, 2007) er dog brugt til udregning af tilbagebetalingstiden, men validiteten af denne vurderes til at være i orden på baggrund af resultatet. Derudover er det en anerkendt bog, som bliver brugt på flere uddannelser. Bogen fortæller at: Undervisningsmaterialet er udarbejdet på grundlag af undervisningsministeriets vejledende modulplan og lærervejledning for fagmodulet Erhvervsøkonomi som er gældende fra august 2006 (Waarst & Bang, 2007). Som supplerende kilder er der indhentet data ved leverandøren af varmepumpen, Innoterm. Disse data er beregninger, som viser varmepumpens effektivitet og forbrug, som er foretaget af producenten bag varmepumpen. Beregninger bør altid tillægges en vis usikkerhed, men i dette tilfælde vurderes de indsamlede data at være valide, da Innoterm er en erfaren virksomhed inden for området og har en lang anlægshistorik. Data indsamlet fra Innoterm behandles med respekt og virksomheden står ikke til ansvar for projektets resultat. Innoterm har ikke ytret ønske om særlig kildebehandling. Innoterm stiller bankgaranti for opnåelse af ønskede effektværdier, da købsaftalen på varmepumpen er indgået i henhold til AB92. Derfor vurderes virksomhedens 14 af 77

16 oplyste data til valid, da uopnåelige værdier vil have økonomiske konsekvenser for Innoterm. Projektet indeholder data vedrørende TDC s forbrug af fjernvarme. Forbruget bliver aflæst af AVA og det bliver fysisk målt af en flowmåler. Til projektets formål er fjernvarmeforbruget aflæst over tre år til at give et gennemsnitligt billede af årsforbruget hos TDC. Disse data vurderes som valide, da også dette benyttes til afregning hos AVA. Målinger for varmeforbruget er baseret på historik, hvorfor forudsigelser af fremtidig varmeforbrug er betinget af temperatursvingninger præcis som det historiske data. Koldere udendørs temperaturer vil medføre et øget varmeforbrug. Derudover er forbrug af køling og el oplyst af TDC. Anlægsbeskrivelsen er udarbejdet på baggrund af observationer. Anlægsbeskrivelsen er blevet gennemlæst og kontrolleret af projektlederen hos TDC, som har ansvaret for Centralkøl og varmepumpen. Det vurderes derfor at kilden til afsnittet om anlægsopbygningen er valid. Oplysninger angående afgiften på 33%, som skal betales af vederlaget på overskudsvarmen er hentet fra Pricewaterhousecoopers (PwC), som er et af verdens største revisions-, skatte- og rådgivningshuse. Virksomheden lever bl.a. af at rådgive kunder om afgiftssystemer, hvorfor virksomhedens oplysninger om afgift ved salg af overskudsvarme vurderes som valid. 15 af 77

17 4. Anlægsbeskrivelse 4.1 Varmepumpe Varmepumpen har to opgaver; at fjerne varme fra teknisk udstyr og at tilføre varme til kontorarealer. Som beskrevet i problemstillingen er den primære opgave at fjerne varme fra det tekniske udstyr. Derfor er varmepumpen opbygget efter metoden om kompressionskøling med fordampning og kondensering af et kølemiddel, som i dette tilfælde er ammoniak, R717. Alligevel anses anlægget som en varmepumpe og ikke et køleanlæg, da overskudsvarmen fra kondensatoren udnyttes til rumopvarmning og opvarmning af brugsvand (Gundtoft & Lauritzen, 2003). Varmepumpen er dimensioneret efter kølebehovet på kw (Bilag 5) Kondensator Ammoniakken kondenserer i en varmeveksler, som overfører energien fra den varme ammoniak til bygningens varmtvandssystem. Varmtvandssystemet opvarmer både bygningerne og brugsvandet hos TDC i Slet. Opvarmningen af bygningerne sker via radiatorer og varmeflader i ventilationsanlæg Fordamper I en anden form for varmeveksler overføres energien i returløbet fra det opvarmede kølevand til ammoniakken og denne fordamper herved. Ammoniakken nedkøler vandet til 9 grader C ved en forventet temperatur i returløbet på 14 grader C. 4.2 Centralkøl Som forsyningssikkerhed til varmepumpen, er Centralkøl etableret. Navnet kommer fra den centrale placering og herfra fordeles det kolde vand fra varmepumpen ud til de forskellige maskinstuer og centraler. Centralkøl består af fire kølemaskiner, som skal overtage køleproduktionen, hvis varmepumpen ikke leverer tilstrækkelig køling. Dette forventes kun at ske i forbindelse med reparation, havari eller neddrosling af varmepumpen. De fire køleanlæg består af tre stk. Manta T.150.P2.D.J8 og et stk. Trane RTUB 214. De kan levere 3 gange 186 kw og 487 kw (Bilag 3) og kan startes op 16 af 77

18 individuelt og supplere i tilfælde, hvor varmepumpen kører dellast. Tabellen herunder viser køleeffekt og elforbrug for de forskellige kølemaskiner Køleanlæg Køleeffekt [kw] Elforbrug [kw] Trane RTUB Manta T.150.P2.D.J ,8 Manta T.150.P2.D.J ,8 Manta T.150.P2.D.J ,8 I alt ,4 17 af 77

19 5. Kølebehov Dette kapitel vil vise, hvad der har indflydelse på kølebehovet, og hvor stor kølekapacitet TDC har brug for til køling af deres tekniske udstyr. Alle maskinstuer og centraler med teknisk udstyr, som har behov for køling er fysisk placeret på kælderniveau. Væggene i disse rum er over en meter tykke med hulmursisolering. Betondækket som udgør loftet i rummene er ligeledes meget tykt og hjælper også til isolering af rummene. På et tidspunkt havarerede et køleanlæg til den ene maskinstue. Rumtemperaturen i maskinstuen kom hurtigt over 40 grader C, men ingen temperaturændring kunne måles i kontorerne over maskinstuen. Varm luft er lettere end kold luft, hvorfor den varme luft ville stige op til loftet og varme betondækket. Da ingen temperaturstigning skete i kontorerne, kan det antages at temperaturpåvirkningen fra omkringliggende miljøer er så relativ lille, at det kan regnes for konstant. Energi kan ikke opstå eller forsvinde, men energi kan skifte form og plads. Den samlede energi vil altid være en konstant størrelse (Nielsen, 2011). En elektrisk maskine bruger energi. Dette er ikke helt rigtigt, da maskinen modtager en energistørrelse og overfører en del af denne energi til byrden, som maskinen skal overvinde. Forskellen mellem disse to energistørrelser bliver afsat som varmeenergi (Petersen, 2006). Maskinerne i dette projekt er servere og andet teknisk udstyr, som ikke udfører et fysisk arbejde, og derved overfører al tilført energi til varmeenergi. Når rumtemperaturen er lavere end det opvarmede materiale, vil energien afgives til omgivelserne. Det tekniske udstyr i maskinstuer og centraler får tilført en mængde elektrisk energi. Teorien beviser, at den samme mængde energi skal fjernes igen fra rummene i form af varme (Petersen, 2006). Da det antages, at der ingen varme- eller kuldepåvirkninger er fra omkringliggende miljø, vil rummene kun påvirkes af elektrisk energi. 18 af 77

20 Skemaet nedenfor viser belastningen i forsyningstavler til det tekniske udstyr, aflæst og summeret op. Dokumentation er vedlagt i bilag 4. Forsyning til Udregning W kw Maskinstuer 308 kva * cos(-1) - = 307,9531 kw Gade 9, 10 og = 230,0000 kw Resterende anlæg 53,6V * 1376A = 73753,6 W = 73,7536 kw Resterende anlæg 53,6V * 1376A = 73753,6 W = 73,7536 kw Resterende anlæg 53,6V * 1146A = 61425,6 W = 61, 4256 kw Resterende anlæg 53,6V * 1401A = 75093,6 W = 75, 0936 kw I alt = 821, 9795 kw Endvidere er rummene oplyst ved hjælp af lysarmaturer med lysstofrør, som også giver varme fra sig. Lysarmaturerne er altid tændte og tilfører dermed en konstant varmeenergi til rummene. Hvert armatur er forsynet med 1 stk. 36 W lysstofrør med et samlet forbrug på 43 W (Kamp, 2009). I alt forsynes 188 stk. lysarmaturer, som afgiver en samlet effekt på følgende. 188 stk 0,043kW = 8,084kW Den opvarmede luft i rummene blæses gennem køleflader, som overfører varmeenergien til kølevandet. Ventilatorerne til udførelse af denne opgave har også et strømforbrug, som overføres til luften i form af varmeenergi. I alt er installeret 55 ventilatorer, som hver har et forbrug på 2 kw. Samlet set giver det et forbrug på følgende. 55 stk 2kW = 110kW I tilfælde af fejl på det tekniske udstyr som kan medføre et øget kølebehovet, skal ekstra kølekapacitet være til rådighed. Ligeledes afgiver mennesker og pumper til cirkulering af kølevand også varme. Alt sammen kan bidrage til et øget kølebehov, hvorfor kølebehovet tillægges en ekstra effekt på 100 kw. 19 af 77

21 For meget køling påvirker ikke det tekniske udstyr negativt, da TDC bestræber at holde rumtemperaturen akkurat under den tilladte maks. temperatur for det tekniske udstyr. Øget køling medfører blot en lavere rumtemperatur, som ikke påvirker udstyret, da dette kan arbejde optimalt i temperaturer over frysepunktet. Skemaet viser den sammenlagte varmeeffekt skal fjernes fra maskinstuer og centraler: Varme fra udstyr Varmeeffekt [kw] Teknisk udstyr 822 Lysarmaturer 8 Ventilatorer 110 Diverse 100 I alt af 77

22 6. Afgifter Dette kapitel har til formål at vise, hvilke afgifter TDC er pålagt at betale, og hvilke godtgørelser og lempelser de kan opnå ved den nævnte anlægsopbygning. Afgifterne vil blive oplyst i dette kapitel og anvendt på projektets varmepumpe med konkrete priser i kapitel Elafgift Jævnfør LBK nr. 310 af 01/04/ er der krav om at elektricitet som forbruges i Danmark pålægges afgift, som skal betales til den danske stat. Elafgiften blev indført tilbage i marts 1977 og blev ved lov fastsat den 1. april På daværende tidspunkt var afgiften 2 øre/kwh (SKAT 1, 2015). Prisen på elafgiften har dog ændret sig markant i forhold til 70'erne. I 2015 udgør afgiften 89,8 øre pr. kwh (LOV nr af 05/11/ stk. 3). Elafgiften er inkluderet i den oplyste elpris, hvorfor godtgørelserne, som bliver belyst senere i projektet, vil blive fratrukket elprisen Godtgørelse af elafgiften Det er dog muligt for momsregistrerede virksomheder at få godtgørelse for elafgiften. I 2015 er godtgørelse for elektricitet anvendt til procesformål fastsat til afgifts størrelsen minus 0,4 øre/kwh (SKAT 2, 2015). Der vil derfor være fuld godtgørelse for den mængde elektricitet, der bliver brugt på at holde TDC s servere kørende, på nær de 0,4 øre/kwh Delvis godtgørelse af elafgiften Momsregistrerede virksomheder kan tildeles en delvis godtgørelse af elafgiften for elektricitet anvendt til opvarmning af rum, brugsvand eller komfortkøling. Jævnfør loven om ændring af afgift af elektricitet sættes denne godtgørelse til 49,8 øre/kwh (LOV nr af 05/11/ stk. 6). I forbindelse med en varmepumpe, hvor overskudsvarmen benyttes til rumopvarmning og brugsvand, vil godtgørelsen være aktuel for varmepumpens elforbrug (SKAT 2, 2015). 6.4 Overskudsvarmeafgift Overskudsvarme fra processer, der kan udnyttes til rumopvarmning eller brugsvand, pålægges en afgift. Det skal sikre, at virksomheder, der får fuld 21 af 77

23 godtgørelse for elafgiften, ikke kan udnytte systemet og principielt øge deres procesvarme til at producere ekstra meget overskudsvarme for 0,4 øre/kwh (LOV nr af 05/11/ stk.7). Det er derfor ved lov bestemt at overskudsvarmeafgiften fastsættes til 50,0 kr./gj, hvilket svarer til følgende: 50 kr. GJ = øre GJ GJ øre 0,0036 = 18 kwh kwh 6.5 Lempelse for varmepumpedrift Varmepumpen hos TDC er eldrevet og er derfor jævnfør elafgiftsloven ikke berettiget til godtgørelse af den afgiftspligtig elektricitet (LBK nr. 310 af 01/04/ stk. 3). Men hvis overskudsvarmen genanvendes ved hjælp af en varmepumpe, er en lempelse indført, så der kun skal betales overskudsvarmeafgift af den del, der svarer til 3 gange elforbruget. Hermed kan sættes lighedstegn med varmepumpens COP varme. Der skal kun betales overskudsvarmeafgift af den varmemængde der svarer til COP varme større end 3. Har en varmepumpe eksempelvis en COP varme på 3,8 og et elforbrug 50 kw, betyder det at varmepumpens udgangseffekt er 190 kw, men der skal kun betales overskudsvarmeafgift af 40 kw, da denne del ligger over COP varme på 3 (LOV nr. 310 af 01/04/ stk. 9). 6.6 Sommertidslempelse Lempelsen af afgift i sommerhalvåret, betyder at der ikke skal betales overskudsvarmeafgift i denne periode, når overskudsvarmen genvindes med en varmepumpe. Denne lempelse medfører, at der hverken skal tages højde for varmepumpens udgangseffekt større eller mindre end 3 gange elforbruget, da overskudsvarmeafgiften er helt fjernet i sommerhalvåret. Med sommerhalvåret menes fra 1. april til 30. september (LOV nr. 310 af 01/04/ stk. 9). 22 af 77

24 6.7 Opsummering Principielt pålægges overskudsvarmeafgiften to dele. Den første er den del af overskudsvarme, der genanvendes fra en proces. I dette projekt er processen servere og andet teknisk udstyr. Når varmen genvindes af en varmepumpe skal der tages højde for ovenstående afgifts former på netop denne del af overskudsvarmen. Derved kan der tillægges en merudgift på drift af det tekniske udstyr. Den anden del er den effekt varmepumpen tillægger overskudsvarmen. Denne effekt bliver også pålagt afgifter efter ovenstående regler. I dette projekt samles alle afgifter på varmepumpens elforbrug. På den måde bliver afgiftssystemet mere overskueligt ved at der regnes med al overskudsvarme på en gang. Det eneste, der ikke vil blive belyst senere i projektet, er minimumsafgiften på 0,4 øre/kwh. Denne afgift skal betales uanset om overskudsvarmen genvindes eller ej, hvorfor den ikke er relevant i dette projekt. Fokus i projektet ligger i forskellen på de to driftsscenarier, hvor ingen af disse indeholder driftsstop af maskinstuer og centraler. Nedenstående to illustrationer skal hjælpe til en visuel forståelse af afgiftssystemet. 23 af 77

25 Figur 1 - Afgiftsbillede for vinterhalvåret (Eget arkiv, 2015) Figur 2 - Afgiftsbillede for sommerhalvåret (Eget arkiv, 2015) 24 af 77

26 7. Analyse og diskussion I dette kapitel vil salg af varme, ingen salg, regulering af salgspris og etablering af mulighed for salg blive behandlet. Til sidst vil der være en sammenligning af analysens resultater. I analysen vil der blive set bort fra driftsomkostninger i form af lønninger, vedligehold og afskrivning på varmepumpen og Centralkøl. Varmepumpen er indkøbt og Centralkøl er fuld funktionsdygtig, hvorfor dette projekt ikke har indflydelse på deres afskrivning. Vedligehold skal udføres uanset om overskudsvarme sælges eller ej. Ligeledes skal medarbejdere overvåge anlæggene om der sælges eller ej. Derfor vil disse faktorer være gældende i begge scenarier og skal alligevel fratrækkes hinanden ved sammenligning, hvorfor faktorerne anses som ikke relevante. 7.1 Salg af varme Dette afsnit har til hensigt at belyse muligheden for salg af varme og etablering af denne mulighed. Der sættes økonomiske tal på de væsentligste emner, som har indvirkning på muligheden, men der konkluderes ikke på hvorvidt de belyste emner er en god eller dårlig idé. Dette diskuteres senere i afsnit 7.5 Sammenligning af analysens resultater. Producenten af varmepumpen garanterer varmeeffekten til kw. Når TDC har et mindre varmeforbrug end varmepumpens udgangseffekt, er der incitament for salg af den varme, som er i overskud. I dette scenarie producerer varmepumpen 100 % året rundt, da kølebehovet er konstant og varmepumpens køleeffekt på kw er dermed nødvendig året rundt (Bilag 5). Varmeeffekten på årsbasis bliver hermed: 1,339MW h år = ,64 MWh år TDC har hidtil købt al varme af AVA fra transmissionsnettet. AVA har udleveret et skema, hvor varmeforbruget er opgivet time for time over en periode på tre år fra 01/07/11 til 31/06/14 (Regneark - Varmeforbrug). Regnearket er af projektets forfattere udbygget med flere udregninger, som benyttes senere i rapporten. Samlet set har TDC et varmeforbrug på ,12 MWh, som giver et 25 af 77

27 gennemsnitligt forbrug på 8.407,37 MWh på årsbasis set over de tre år. Det giver et varmeoverskud på følgende: ,64 MWh år MWh 8.407,37 = 3.322,27 MWh år år Denne simple regnemetode giver dog et forkert billede af den virkelige situation, da varmeforbruget ændres time for time. 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Varmeforbrug og Varmeproduktion Forbrug Varmepumpe Figur 1 - Varmeforbrug og Varmeproduktion (Eget arkiv, 2015) Ventilationsanlæggene til kontor arealerne er slukkede om natten, hvorfor temperaturen falder i kontorerne og skal opvarmes på ny hver morgen. Det samme er gældende for brugsvandet. Der er ingen behov for varmt brugsvand om natten, hvilket medfører et større varmeforbrug om morgenen og generelt i dagtimerne. Dette udgør de små udsving i varmeforbruget i diagrammet. På baggrund af alle AVA s målinger af varmeforbruget, kan en tendenslinje konstrueres. Den vil placere sig, hvor der er mest blåt i diagrammet. Udsvingene 26 af 77

28 på denne tendenslinje er forskellene på årstiderne. Kurvens toppunkter er vinter, hvor varmeforbruget er størst, og modsat er forbruget mindst om sommeren. Den orange linje viser varmepumpens producerede varmeeffekt. De steder den blå kurve kommer under den orange linje, er der overskud af varme og dermed incitament for salg af overskudsvarme. Mængden af overskud afgøres af den vertikale afstand mellem varmeforbruget (blå) og varmeproduktionen (orange). De steder den blå kurve kommer over den orange linje, kan varmepumpen ikke producere nok varme, og køb af varme fra AVA er en nødvendighed. Den tidligere anvendte simple regnemetode er ikke gældende, da der kun er incitament for salg af overskudsvarme, når der produceres mere varme end der er brug for. Endvidere kan der opstå dage om efteråret og foråret, hvor både køb og salg kan forekomme i løbet af samme døgn, hvorfor potentialet for salg skal måles time for time. Eksempelvis ses det i regnearket, at d forbruger TDC 1,83 MW kl , mens forbruget er nede på 1,11 MW kl (Regneark - Varmeforbrug). Her vil TDC både købe og sælge inden for samme døgn. Set over de tre år har varmepumpen et gennemsnitligt varmeoverskud på 4.536,11 MWh/år. Varmeunderskuddet som TDC skal købe af AVA er gennemsnitligt 1.213,85 MWh/år (Regneark - Varmeforbrug) Afregning vedrørende køb og salg af varme Køb af varme Afregningsprisen (Bilag 6) for køb af varme kan sammen med det gennemsnitlige varmeforbrug pr. år (Regneark - Varmeforbrug) give en kostpris på varmen. Denne kostpris er uden tiltag af nogen art kwh år kr. kr. 0,393 = kwh år Efter varmepumpen er sat i drift skal TDC stadig købe en mængde varme. Denne varmemængde er det førnævnte varmeunderskud. 27 af 77

29 kwh år kr. kr. 0,393 = kwh år Kostprisen på køb af AVA s varme ses i regnearket under Udgift og prisen kan modregnes indtægten på salg af varmepumpens overskudsvarme Salg af varme Varmeforsyningsloven (LBK nr af 24/11/2014) trådte i kraft den 12/12/2014 og har indvirkning på virksomheder, der vil sælge varme. TDC s varmepumpe producerer en kombination af varme og køling, og er derfor omfattet af loven jævnfør 2 stk. 3. I henhold til 20 må TDC i udgangspunktet ikke lave økonomisk overskud ved salg af varme, da formålet med salget er at levere varmt vand til bygningers opvarmning. Dog er en undtagelse indskrevet i 20 b. Her står beskrevet at virksomheder, som leverer overskudsvarme til et kollektivt varmeforsyningsanlæg, gerne må indkalkulere et overskud (LBK nr af 24/11/ b). TDC vil levere overskudsvarmen i AVA s fjernvarmenet, hvorfor TDC gerne må lave økonomisk overskud på salget. AVA har fastsat salgsprisen, som varierer fra måned til måned (Regneark - Salgspris). Den samlede indtægt på salg af overskudsvarme vil blive gennemgået herunder. Skemaet viser salgspris i kr./kwh jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec 0,30 0,30 0,285 0,27 0,29 0,14 0,14 0,14 0,20 0,26 0,28 0,29 Overskudsvarmen adderes sammen time for time og det samlede overskud på månedsbasis kan multipliceres med den gældende måneds salgspris. Beløbene samles over alle 36 måneder og deles med 3, så gennemsnittet findes pr. år. I regnearket ses dette under Indtægt og samlet set kan overskudsvarmen sælges til ,7 kr./år (Regneark - Varmeforbrug). 28 af 77

30 En afgift på 33% skal betales til staten af vederlaget for overskudsvarmen (Ibsen, 2014). Hermed menes, at 33% af indtægten for salget af overskudsvarmen skal betales i afgift. For overskuelighedens skyld fratrækkes denne afgift nu, så den reelle indtægt for salget af overskudsvarme synliggøres ,7 kr. år 0,67 = kr. år Driftspris på varmepumpe ved fuld last Varmepumpen har driftsomkostninger i form af elektricitet. Denne elektricitet er pålagt forskellige afgifter jævnfør kapitlet 6. Afgifter. Afgifterne er i nedenstående afsnit behandlet og brugt på scenariet, hvor overskudsvarmen sælges til fjernvarmenettet. Overskudsvarmen vil i dette scenarie altid benyttes til rumopvarmning og opvarmning af vand, da fjernvarmenettet betegnes som det kollektive varmeforsyningsanlæg, og dermed leverandør af energi til bygningers opvarmning og forsyning med varmt vand (LBK nr af 24/11/2014 2). Den delvise godtgørelse finder anvendelse her. Godtgørelsen på 49,8 øre/kwh kan fratrækkes den fulde elpris. Den fulde elpris er oplyst af TDC som pris pr. kwh. Mængden af overskudsvarme, som overstiger 3 gange elforbruget (COP varme >3) bliver, som tidligere nævnt, pålagt overskudsvarmeafgiften på 18 øre/kwh. Dermed bliver varmemængden op til og med 3 gange elforbruget (COP varme 3) fritaget for denne afgift og opnår derved fuld godtgørelse for denne del af elafgiften. Lempelsen i sommerhalvåret skal også medtages, da der ikke skal betales overskudsvarmeafgift i denne periode. 29 af 77

31 Udgangseffekt og elforbruget ved fuld last er oplyst af producenten af varmepumpen (Regneark - Driftssituationer). 𝑉𝑎𝑟𝑚𝑒𝑒𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡 1.339𝑘𝑊 = 𝐶𝑂𝑃!"#$% = 4,13 𝑁𝑒𝑡𝑒𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡 324𝑘𝑊 Ved hjælp af følgende formler findes elprisen pr. kwh varme som varmepumpen producerer. 𝑘𝑟. 𝑘𝑟. 𝑃𝑟𝑖𝑠 𝑝𝑟. 𝑘𝑊ℎ 𝐷𝑒𝑙𝑣𝑖𝑠 𝑔𝑜𝑑𝑡𝑔ø𝑟𝑒𝑙𝑠𝑒 1,62 𝑘𝑊ℎ 0,498 𝑘𝑊ℎ 𝑘𝑟. 𝐶𝑂𝑃 3 = = = 0,271 𝐶𝑂𝑃!"#$% 4,13 𝑘𝑊ℎ 𝐶𝑂𝑃 > 3 = 𝑃𝑟𝑖𝑠 𝑝𝑟. 𝑘𝑊ℎ 𝐷𝑒𝑙𝑣𝑖𝑠 𝑔𝑜𝑑𝑡𝑔ø𝑟𝑒𝑙𝑠𝑒 + 𝑉𝑎𝑟𝑚𝑒𝑜𝑣𝑒𝑟𝑠𝑘𝑢𝑑𝑠𝑎𝑓𝑔𝑖𝑓𝑡 𝐶𝑂𝑃!"#$% = 1,62 𝑘𝑟. 𝑘𝑟. 0,498 𝑘𝑊ℎ 𝑘𝑊ℎ + 0,18 𝑘𝑟. = 0,451 𝑘𝑟. 4,13 𝑘𝑊ℎ 𝑘𝑊ℎ 𝑘𝑟. 𝑘𝑟. 0, ,451 1,13 𝐶𝑂𝑃 𝐶𝑂𝑃 > 3 1 𝑘𝑊ℎ 𝑘𝑊ℎ 𝑉𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟 𝑒𝑙𝑝𝑟𝑖𝑠 = = 𝐶𝑂𝑃!"#$% 4,13 = 0,321 𝑘𝑟. 𝑘𝑊ℎ 𝑘𝑟. 𝑘𝑟. 𝑃𝑟𝑖𝑠 𝑝𝑟. 𝑘𝑊ℎ 𝐷𝑒𝑙𝑣𝑖𝑠 𝑔𝑜𝑑𝑡𝑔ø𝑟𝑒𝑙𝑠𝑒 1,62 𝑘𝑊ℎ 0,498 𝑘𝑊ℎ 𝑘𝑟. 𝑆𝑜𝑚𝑚𝑒𝑟 𝑒𝑙𝑝𝑟𝑖𝑠 = = = 0,271 𝐶𝑂𝑃!"#$% 4,13 𝑘𝑊ℎ Kan overskudsvarmen sælges året rundt, som dette scenarie bygger på, vil varmepumpen altid drifte ved fuld last 𝑘𝑊 ℎ å𝑟 = 𝑘𝑊ℎ 2 ½å𝑟 af 77

32 Samlet elpris sommer kWh 0,271 kr. kwh = kr. Samlet elpris vinter kWh 0,321 kr. kwh = kr. Følgende skema giver overblik over driftsøkonomien på varmepumpen når overskudsvarmen sælges. Beskrivelse Drift [kr./år] Køb af varme Salg af varme Elforbrug varmepumpe sommer Elforbrug varmepumpe vinter Samlet pr. år Afsnittet 7.4 Etablering af mulighed for salg vil belyse om driftsøkonomien, ved salg af overskudsvarme, kan forrente etableringen af mulighed for salg, når denne sammenholdes med driftsøkonomien ved ingen salg af overskudsvarme. 7.2 Ingen salg af varme I dette afsnit belyses ingen salg af varme, som er en alternativ løsning i tilfælde af at overskudsvarmen ikke kan afsættes i AVA s fjernvarmenet. Afsnittet beskriver, hvorfor en alternativ løsning skal findes og hvordan situationen vil se ud, når varmepumpen og Centralkøl skal køre på dellast. Til sidst vil afsnittet vise og forklare den samlede økonomi for scenariet med ingen salg af varme. AVA har undersøgt muligheden for at modtage overskudsvarmen fra TDC. Dette var i udgangspunktet muligt, men det har efterfølgende vist sig, at varmeforbruget på distributionsnettet på Gunnar Clausens Vej er meget lille i de perioder, hvor TDC ville have mulighed for at sælge deres overskud. AVA oplyser, at forbruget i sommerperioden er på kw og en tomgangsspænding på kw er nødvendig på veksleren mellem 31 af 77

33 distributionsnettet og transmissionsnettet (Bilag 7). Denne tomgangsspænding skal opretholdes hele året, hvilket medfører at TDC kun vil have mulighed for maksimalt at afsætte 200 kw i sommerperioden. Nedenstående graf fra afsnittet 7.1 Salg af varme viser, at varmepumpens overskudsvarme er størst om sommeren. 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Varmeforbrug og Varmeproduktion Forbrug Varmepumpe Figur 3 - Varmeforbrug og Varmeproduktion (Eget arkiv, 2015) Kan AVA ikke aftage overskudsvarmen i sommerhalvåret, skal en alternativ løsning overvejes. AVA vil gerne aftage varmen, hvorfor de arbejder på at løse problemet. De kan omdirigere strømningen i nettet ved at sammenbygge distributionsnettet med andre distributionsnet, og på den måde afsætte varmen ved andre forbrugere. Dette er dog en stor udgift for AVA og tager lang tid at udføre. Derfor vil dette afsnit belyse muligheden for at drosle varmepumpen og opstarte Centralkøl, mens distributionsnettet ombygges, således at det kan aftage al overskudsvarme fra varmepumpen. 32 af 77

34 7.2.1 Droslet varmepumpe For at kunne udnytte den installerede varmepumpe, skal der efter ovenstående problem findes en anden løsning. Varmeforbruget er lavt om sommeren, hvorfor mængden af overskudsvarme er stor på denne årstid. Kan varmepumpen ikke afsætte overskudsvarmen, skal varmeproduktionen nedsættes. Her vil tages udgangspunkt i at drosle varmepumpen og sætte driftspunktet efter forbrug af varme. Som beskrevet tidligere i kapitlet 4. Anlægsbeskrivelse er varmepumpens køle- og varmeproduktion proportionale med hinanden, hvilket betyder, at varmepumpen ikke kan neddrosle på varmesiden uden at gøre det samme på den kolde side. Der er i kapitlet 5. Kølebehov beskrevet, at kølebehovet er konstant på kw, som resulterer i mangel på køleeffekt, hvis varmepumpen drosles. Den manglende køleeffekt skal derfor leveres andetsteds fra. Det kan derfor blive nødvendigt at bruge bygningens eksisterende køleanlæg i Centralkøl. Centralkøl s funktion er at være redundant for varmepumpen, og levere den nødvendige mængde køling, hvis et problem opstår med varmepumpen, og den sætter ud af drift. I kapitlet 4. Anlægsbeskrivelse er der beskrevet, hvor stor en køleeffekt hver enkelt kølemaskine i Centralkøl kan levere Dellast af Centralkøl Forbruget af Centralkøl s kapacitet kan svinge meget, da bygningernes varmebehov varierer. Skal Centralkøl levere en stor mængde køling til maskinstuerne og andet teknisk udstyr, er det et udtryk for, at varmepumpen leverer en lille mængde køling, fordi varmeforbruget i bygningen er lille. Opstartsrækkefølgen på Centralkøl illustreres herunder. Databladene på køleanlæggene i Centralkøl viser, at alle maskiner skal indkobles for at overvinde hele hele kølebehovet på kw (Bilag 3). Figur 2 - Opstartsrækkefølge på Centralkøl (Eget arkiv, 2015) 33 af 77

35 Når Centralkøl bliver frigjort til opstart, vil Manta (1) kølemaskine starte op. Manta kølemaskinerne er udstyret med frekvensomformere, som gør det muligt, at kompressorerne kan køre i to trin. Først når den er fuld belastet i begge trin vil styringen frigøre den næste kølemaskine. Den næste, der bliver frigjort og opstartet, er Trane kølemaskinen. Trane kølemaskinen er udstyret med skrue kompressor og kan indstilles nøjagtigt til det ønskede setpunkt. Det er en fordel, når Trane kølemaskinen råder over den største kapacitet, at den kan køre i små såvel som store last situationer. Bliver Trane maskinen fuld ud belastet frigør styringen Manta (2) kølemaskinen, og det samme gælder, hvis Manta (2) bliver fuldt ud belastet, så frigør styringen den sidste kølemaskine Manta (3) Databladene oplyser kun driftsoplysninger ved fuld last, hvilket vanskeliggør beregningerne for effektforbruget ved dellast. Neteffekten kan regnes som værende direkte proportional med udgangseffekt, men dette er ikke korrekt, da COP-faktoren vil ændre sig, når udgangseffekten ændres. Dette understøttes med, at varmepumpen principielt også er en kølemaskine, hvor COP-faktoren ændres, når udgangseffekten ændres. Det vurderes, at kølemaskinernes COPfaktor er bedst ved fuld last, hvorfor COP-faktoren vil blive mindre, når udgangseffekten reduceres. Hermed vil elforbruget stige i forhold til udgangseffekt og ikke være direkte proportional. Grundet manglende oplysninger om kølemaskinernes effektforbrug ved dellast, sættes et skøn for COP-faktoren ved minimum last. Alle kølemaskiner har en samlet udgangseffekt på kw og et elforbrug på 231,4 kw. Dette medfører en COP-faktor på 4,5. På baggrund af dette antages en COP-faktor på 4 ved halv udgangseffekt og en COP-faktor på 3,5 ved minimum last. Driftes kølemaskinerne med udgangseffekt imellem disse tre, regnes COP-faktoren for værende en lineær funktion de tre faktorer imellem. Hermed opnås en tilnærmet værdi for neteffekten (Regneark - Varmeeffekt Sommer + Varmeeffekt Vinter). 34 af 77

36 7.2.3 Drift af droslet varmepumpe og Centralkøl Innoterm, som er producenten af varmepumpen har oplyst forskellige driftssituationer, hvor varmepumpen kører dellast. Innoterm har oplyst varmeeffekt, køleeffekt og elforbrug i syv forskellige driftssituationer (Regneark - Driftssituationer). Varmepumpen er frekvensreguleret og kan dermed reguleres trinløst, hvorfor syv driftssituationer ikke giver et komplet billede af varmepumpens reguleringsmuligheder. Ud fra de syv situationer er en tendenslinje fundet mellem hvert punkt til at give en indikation af varmepumpens køleeffekt og elforbrug ved drift i mellem de opgivne situationer. De seks lineære tendenslinjer er sammensat til én tendenslinje. Tendenslinje Udgangseffekt [kw] Neteffekt [kw] Varmeeffekt [kw] Køleeffekt [kw] Figur 3 - Tendenslinje (Eget arkiv, 2015) Tendenslinjen er aflæst og 125 nye driftssituationer er opstillet ud fra varmepumpens varmeeffekt med et spring på 10 kw mellem hver driftssituation (Regneark - Driftssituationer). På baggrund af de 125 nye driftssituationer er intervaller for varmeforbruget opstillet for at overskueliggøre, hvor mange timer pr. år varmepumpen kan drifte i en bestemt driftssituation (Regneark - Driftsintervaller). Også disse intervaller har et spring på 10 kw, så driftssituationen ligger midt i et interval. Timer pr. år med bestemt varmebehov er logget fra AVA s udleverede oversigt (Regneark - Varmeforbrug). Følgende skema viser eksempel på driftssituation med intervaller fra regnearket. 35 af 77

37 Varmeforbrug forbrugere i Slet [kw] Gennemsnit over tre år [timer/år] Varmepumpe varmeeffekt [kw] Varmepumpe køleeffekt [kw] Elforbrug [kw] Springet på 10 kw medfører at beregninger har en usikkerhed på ± 5 kw fra driftspunktet. Når varmeeffekten øges 10 kw, øges elforbruget 2,4 kw, hvilket betyder at usikkerheden i hver driftssituation er ± 1,2 kw. Denne usikkerhed kan maksimalt give en merudgift på følgende. Sommer 1,2kW 8.760h 2 1,62 kr. kr. 0,498 kwh kwh = 5.897kr. Vinter 1,2kW 8.760h 2 1,62 kr. kr. kr. 0, ,18 kwh kwh kwh = 6.843kr. Samlet pr. år 5.897kr kr. = kr. Merudgiften vurderes til at være acceptabel, da en usikkerhed også findes i tendenslinjen. Varmepumpens ydelsesdata er ikke ligefrem lineær fra driftssituation til driftssituation, men tendenslinjen regnes for værende lineær. Intervallerne er skemalagt med tilhørende driftssituationer på varmepumpen. Herfra er den manglende køleeffekt udregnet og den procentvise neddrosling af Centralkøl er fundet (Regneark - Varmeeffekt). Som tidligere beskrevet anskues køleanlæggenes elforbrug for værende direkte proportionale med udgangseffekten på kølingen. Da varmepumpen i dette scenarie er styret efter varmebehovet, vil køb af varme være relevant, når varmebehovet overstiger varmepumpens kapacitet på kw. Dette er ligesom i scenariet, hvor overskudsvarmen sælges. Dog skal det tilføjes, at varmepumpen, grundet sin kapacitet, vurderes til ikke at have gode 36 af 77