energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the...

74
Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar Erik Persson Civilingenjörsprogrammet i Energiteknik vid Umeå Universitets Tekniska högskola ((EN….))

Upload: others

Post on 22-Jan-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar

Erik Persson

Civilingenjörsprogrammet i Energiteknik vid Umeå Universitets

Tekniska högskola ((EN….))

Page 2: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

II

Sammanfattning Syftet med arbetet har varit att genomföra energianalyser, bestämma nyckeltal för energianvändning samt att komma med förslag på ändrade systemlösningar för befintliga badanläggningar. Energianalyserna tar upp beräkningsmetoder för att bestämma erforderlig energianvändning uppdelat på processerna avdunstning, processvatten, transmission och luftbehandling samt metoder för att bestämma elenergianvändningen hos värmepumpar, fläktar och annan elektronisk utrustning. Nyckeltalen baseras på genomförda energianalyser, besökarantal och lokalernas totala golvarea vilket ger en bild av effektiviteten hos respektive anläggning. Utifrån energianalyserna har förslag på ändrade systemlösningar och andra energibesparande åtgärder tagits fram. De studerade anläggningarna är IKSU spa, Bjurholms simhall och Umeå simhall vilka bestämdes ha följande nyckeltal:

• IKSU spa 0,2 MWh/m2 och 41,6 kWh/badande • Bjurholms simhall 1,0 MWh/m2 och 61,3 kWh/badande • Umeå simhall 0,5 MWh/m2 och 22,2 kWh/badande

Detta tyder på att IKSU spa har den mest effektiva energianvändningen i förhållande till den totala lokalytan medan Umeå simhall har det högsta antalet badande per år. Förklaringarna ligger i att Bjurholms och Umeås simhallar är omoderna tack vare sin ålder medan IKSU spa är nyare men med färre besökare. IKSU spa är till skillnad från de övriga anläggningarna dessutom avsedd för relax vilket betyder att flera energikrävande processer ingår i anläggningen bland annat i form av tre varma källor. Gemensamt för dessa anläggningar är dess problem att upprätthålla kraven på tillåten kloraminhalt i badvattnet vilket gör att extra avblödning utöver teoretiskt lämplig mängd tillämpas. Detta medför att en större vattenvolym än nödvändigt måste tillsättas och värmas. Problemet kan åtgärdas med installation av UV-ljus behandling eller med ozontillsats vilken oxiderar organiska föreningar så att inget bundet klor i form av kloraminer bildas. Slutligen bör möjligheten att täcka poolerna undersökas i syfte att reducera avdunstningen.

Page 3: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

III

Abstract The purpose of this study has been analysis of the energy consumption, constructing ratios for energy usage and to propose changes in system solutions for existing swimming facilities. The energy analysis handles calculation methods for determination of required amount of energy divided in evaporation, process water, transmission and air treatment and methods for calculation of electric energy consumption in heat pumps, fans and other electronic equipment. Ratios of energy usage are based on performed energy analysis, amount of visitors and the total area of the separate facilities, which provides good information of the individual effectiveness. Based on performed analysis some different propositions regarding changes in system solutions and other minor changes have been constructed. The studied facilities are IKSU spa, Bjurholms bath and Umeå bath was found to have the following energy ratios:

• IKSU spa 0,2 MWh/m2 and 41,6 kWh/bathing person • Bjurholms bath 1,0 MWh/m2 and 61,3 kWh/bathing person • Umeå bath 0,5 MWh/m2 and 22,2 kWh/bathing person

This leads to the conclusions that IKSU spa has the most energy effective facility in terms of energy usage per indoor area whilst Umeå bath has got the highest amount of visitors per year. The explanations are that Bjurholms- and Umeå baths are old buildings whilst IKSU spa is rather new but with less number of visitors. Furthermore is IKSU spa a facility built for relax which means that there are more processes with high energy need like their three hot pools. All of these swimming facilities have common problems upholding the demands regarding amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to be replaced. This could easily be fixed by installing either UV-treatment equipment or ozone additive, which oxidizes organic compounds leaving no chloramines. Finally the possibility of pool coverage should be taken into consideration.

Page 4: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

IV

Innehållsförteckning 1. INLEDNING........................................................................................................................................................................1

1.1 BAKGRUND...................................................................................................................................................................... 1 1.1.1 Energidirektivet.....................................................................................................................................................1

1.2 FÖRUTSÄTTNINGAR ....................................................................................................................................................... 2 1.3 SYFTE............................................................................................................................................................................... 2 1.4 MÅL.................................................................................................................................................................................. 2

2. TEORI....................................................................................................................................................................................3 2.1 LUFTBEHANDLING.......................................................................................................................................................... 3

2.1.1 Fläktar....................................................................................................................................................................4 2.1.2 Värmeväxlare ........................................................................................................................................................5

2.2 VATTENCIRKULATION OCH UPPVÄRMNING................................................................................................................ 6 2.2.1 Vattencirkulation...................................................................................................................................................6 2.2.2 Pumpar...................................................................................................................................................................7 2.2.3 Värmeväxlare ........................................................................................................................................................9 2.2.4 Värmepumpar........................................................................................................................................................9 2.2.5 Vattenuppvärmning............................................................................................................................................11

2.3 VATTENBEHANDLING.................................................................................................................................................. 11 2.3.1 Filtrering..............................................................................................................................................................12 2.3.2 Klorering..............................................................................................................................................................13 2.3.3 pH-reglering........................................................................................................................................................14 2.3.4 Bundet klor...........................................................................................................................................................15 2.3.5 UV-ljus............................................................................................................................................................15 2.3.6 Aktivt kol.........................................................................................................................................................15 2.3.7 Ozon ................................................................................................................................................................15 2.3.8 Flockning..............................................................................................................................................................16 2.3.9 Spädning...............................................................................................................................................................16

2.4 TRANSMISSION ............................................................................................................................................................. 17 2.4.1 Konvektionsförluster..........................................................................................................................................17 2.4.2 Termisk resistans och värmemotstånd............................................................................................................18 2.4.3 Geografiska betingelser.....................................................................................................................................19

2.5 FUKT OCH AVDUNSTNING........................................................................................................................................... 20 2.5.1 Specifik och relativ luftfuktighet.......................................................................................................................20 2.5.2 Avdunstning.........................................................................................................................................................21 2.5.3 Erforderligt uteluftflöde.....................................................................................................................................21 2.5.4 Ångbildningsvärme.............................................................................................................................................22

3. ENERGIANALYSER OCH NYCKELTAL .............................................................................................................23 3.1 NYCKELTAL .................................................................................................................................................................. 24

4. ENERGISTUDIER VID IKSU SPA...........................................................................................................................25 4.1 ANLÄGGNINGEN........................................................................................................................................................... 25 4.2 TEMPERATURER............................................................................................................................................................ 25 4.3 LUFTBEHANDLING........................................................................................................................................................ 26 4.4 FLÄKTAR ....................................................................................................................................................................... 26 4.5 VÄRMEVÄXLARE OCH VÄRMEPUMP .......................................................................................................................... 27 4.6 TRANSMISSION ............................................................................................................................................................. 28 4.7 AVDUNSTNING.............................................................................................................................................................. 28 4.8 VATTENSYSTEMET ....................................................................................................................................................... 28 4.9 TOTAL VATTENOMSÄTTNING ..................................................................................................................................... 29 4.10 VATTENUPPVÄRMNING............................................................................................................................................. 29 4.11 RESULTAT OCH ENERGIFÖRDELNING...................................................................................................................... 30

4.11.1 Åtgärdsförslag...................................................................................................................................................31 4.11.2 Besparingar.......................................................................................................................................................31

Page 5: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

V

5. ENERGISTUDIER VID BJURHOLMS BADANLÄGGNING ..........................................................................32 5.1 ANLÄGGNINGEN........................................................................................................................................................... 32 5.2 TEMPERATURER............................................................................................................................................................ 32 5.3 LUFTBEHANDLING........................................................................................................................................................ 33 5.4 FLÄKTAR ....................................................................................................................................................................... 33 5.5 VÄRMEVÄXLARE OCH VÄRMEPUMP .......................................................................................................................... 33 5.6 TRANSMISSION ............................................................................................................................................................. 34 5.7 AVDUNSTNING.............................................................................................................................................................. 34 5.8 VATTENSYSTEMET ....................................................................................................................................................... 34 5.9 TOTAL VATTENOMSÄTTNING ..................................................................................................................................... 35 5.10 VATTENUPPVÄRMNING............................................................................................................................................. 35 5.11 RESULTAT OCH ENERGIFÖRDELNING...................................................................................................................... 36

5.11.1 Åtgärdsförslag...................................................................................................................................................37 5.11.2 Besparingar.......................................................................................................................................................37

6. ENERGISTUDIER VID UMEÅ SIMHALL ............................................................................................................40 6.1 ANLÄGGNINGEN........................................................................................................................................................... 40 6.2 TEMPERATURER............................................................................................................................................................ 40 6.3 LUFTBEHANDLING........................................................................................................................................................ 41 6.4 FLÄKTAR ....................................................................................................................................................................... 41 6.5 VÄRMEVÄXLARE OCH VÄRMEPUMP .......................................................................................................................... 41 6.6 TRANSMISSION ............................................................................................................................................................. 42 6.7 AVDUNSTNING.............................................................................................................................................................. 42 6.8 VATTENSYSTEMET ....................................................................................................................................................... 42 6.9 TOTAL VATTENOMSÄTTNING ..................................................................................................................................... 42 6.10 VATTENUPPVÄRMNING............................................................................................................................................. 43 6.11 RESULTAT OCH ENERGIFÖRDELNING...................................................................................................................... 43

6.11.1 Åtgärdsförslag...................................................................................................................................................44 6.11.2 Besparingar.......................................................................................................................................................45

7. DISKUSSION ....................................................................................................................................................................47 8. SLUTSATSER ...................................................................................................................................................................47 REFERENSER ......................................................................................................................................................................48 APPENDIX .............................................................................................................................................................................50

Page 6: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

1

1. Inledning

1.1 Bakgrund I umeåområdet finns idag ett flertal badanläggningar, byggda på 60- och 70- talet, som drivs och sköts av kommunen, men på senare år har driften av dessa anläggningar successivt lagts ut på entreprenad till privata företag. Detta innebär att kommunen fortfarande äger byggnaderna, men att man hyr ut lokalerna till företag. Dessa företag betalar en s.k. ”kallhyra”1, vilket innebär att de själva får stå för kostnader som gäller uppvärmning och elanvändning. Med dagens ökande elpris och det faktum att tekniken gått framåt sedan anläggningarna anlades, vill nu de privata företagen undersöka olika möjligheter för att minska driftskostnaderna. Förutom stigande elpris är det under år 2006 möjligt att ansöka om konverteringsbidrag2 rörande fastigheters uppvärmningssystem på maximalt 30 % av investeringskostnaden [2:1], [2:2]. Vidare kommer i sommar ett EU-direktiv rörande byggnaders energiprestanda att träda i kraft i Sverige, vilket skall öka medvetenheten om hur energieffektiva byggnader är utifrån sina verksamheter.

1.1.1 Energidirektivet Inom energisektorn tänker nog de flesta när de hör hållbar utveckling på att minska energibehovet i form av effektivisering, minska farliga utsläpp, hitta alternativa energiformer osv. Det EU vill med sitt energidirektiv är att minska energianvändningen men också reducera utsläppen av klimatstörande gaser3. Ett av kraven i deklarationen är att vid ny- eller ombyggnation av byggnader ska ett minimikrav i form av energiprestanda sättas. Vidare ska energicertifiering och regelbundna kontroller av byggnader tillämpas. [2:3] Den totala energiimporten till EU är i dagens läge 50 % av den totala användningen och man räknar med att den siffran kommer att stiga till 70 % inom de närmsta 20-30 åren om ingenting görs. För att förhindra detta krävs reducerad energianvändning inom unionen. [2:4]

Byggnader av olika slag i Europa står för 40 % av energianvändningen och 30 % av växthusgasutsläppen. För Sverige står bostäder, service m.m. för en energianvändning ungefär motsvarande ett medelland i Europa.

Figur 1 . Sveriges totalenergianvändning 1970 – 2004. (Bild: Statens Energimyndighet [3:1])

1 ”Kallhyra”, villkor i hyreskontrakt där hyresgästen står för uppvärmningskostnaden. 2 Konverteringsbidrag kan sökas hos länsstyrelsen och avser bidrag för ändrat uppvärmningssystem från olja eller direktverkande el till fjärrvärme, berg-, sjö-, eller jordvärmepump eller biobränsle. 3 Gaser vilka ofta nämns som växthusgaser där koldioxid, (CO2), är den mest omtalade medan andra gaser som metan, (CH4), freoner och lustgas också klassas som klimatstörande gaser.

Page 7: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

2

1.2 Förutsättningar De förutsättningar som gäller under detta arbete är framför allt en god kontakt med ägare och driftspersonal vid de olika anläggningarna, tillgång till mätutrustning samt dokumenterad energistatistik för respektive badhus.

1.3 Syfte Efter att ha satt sig in i hur de aktuella anläggningarna är utformade, hur de tillförs och använder energi ska dessa kunna klassas med hjälp av nyckeltal. Nyckeltal skall bestämmas för varje enskild anläggning genom att studera energiåtgången och jämföra denna med antalet besökare och lokalens totala yta. Med hjälp av detta klassningssystem kommer det vara relativt enkelt att skapa sig en grund för hur mycket energi en enskild badanläggning bör konsumera. Vidare ska anläggningarna studeras och jämföras i hopp om att hitta gemensamma faktorer som kan bidra till den specifika konsumtionen. Med dessa faktorer som utgångspunkt i det fortsatta arbetet gäller det att hitta alternativa systemlösningar för att minska energiförbrukningen. Förslag på åtgärder ska tas fram i form av en åtgärdsplan där ekonomiska aspekter likväl som huruvida åtgärderna är genomförbara eller inte ska beaktas. De ekonomiska aspekterna behandlar dock inte installationskostnader specifikt utan ser till besparingar vid eventuellt ändrade systemlösningar.

1.4 Mål

• Med hjälp av driftdata, el- och fjärrvärmefakturor samt egna mätningar ska varje enskild anläggning bedömas. Denna bedömning ska grunda sig på nyckeltal som beskriver hur energieffektiv en anläggning är.

• Utifrån framtagna nyckeltal skall djupare studier genomföras i de anläggningar

som har höga energikostnader med syftet att i dessa minska energiförbrukningen och således reducera driftskostnaderna. Dessa studier skall slutligen resultera i förslag på ändrade systemlösningar hos befintliga anläggningar men också vara till hjälp vid nyproduktion.

• Visar det sig att reningsprocessen vid någon eller några anläggningar bidrar till

ökad energianvändning skall detta, i mån av tid, utredas och kommenteras i form av förslag till ändrad systemlösning.

Page 8: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

3

2. Teori För att beskriva hur en badanläggning fungerar utan att gå in på alla detaljer kan sägas att det krävs tre olika huvudsystem: först måste man ha någon typ av vattenrening, vidare krävs luftbehandling samt någon form av luft- och vattenuppvärmning. Jag kommer att gå djupare in på dessa olika delområden var för sig i kommande avsnitt.

2.1 Luftbehandling Luften i ett badhus är tämligen fuktig i jämförelse med andra lokaler, med krav på ca 55 % relativ fuktighet1, fordras god isolering och tåligt byggnadsmaterial. Med hög luftfuktighet följer att värmeövergången ökar i ex. värmeväxlare och värmepumpar. Detta gör att energin hos den fuktiga frånluften kan återvinnas med gott resultat genom installation av värmeväxlare i frånluftsystemet. Förutom dessa åtgärder kan också värmeväxlare kombineras med värmepumpar för att ytterligare effektivisera energiåtervinningen. För badanläggningar krävs ett ventilationssystem med både till- och frånluftssystem, (FT), då dessa kräver ett stort ventilationsflöde. Tilluften måste i detta fall filtreras, värmas och distribueras i lokalen. Dessutom finns krav på återvinning, enligt Boverkets byggregler (BBR) [2:5], vilket gör att dessa system behöver kompletteras med värmeväxlare med uppgiften att ta tillvara på den energi som frånluften2 har för att värma den inkommande utomhusluften. Denna typ av ventilationssystem är vanliga i badanläggningar och kallas för FTX-system. Vidare kan som sagt en värmepump installeras för att bättre ta tillvara på energiinnehållet i avluften3 och använda denna till att värma tilluften4 och badvattnet. Dessa system, (FVP), är mycket energieffektiva men en nackdel är den relativt höga investeringskostnaden. De värmeförluster som uppkommer i samband ventilationen varierar alltså beroende på typ av ventilationsaggregat. För att beräkna hur stora värmeförluster som uppkommer i samband med att varm luft tas ut ur en lokal används följande ekvation:

( ) ( )ηρ −⋅−⋅⋅⋅= 1uteinnepvv TTcqP [W] (1) där

vP = ventilationsförlusten [W]

vq = volymsflödet [m3/s]

ρ = luftens densitet [kg/m3]

pc = luftens specifika värmekapaciteten [kJ/kg oC]

inneT = inomhustemperaturen [oC]

1 Mått på luftfuktighet (se avsnitt 2.5) 2 Luft som tas ut ur en lokal för att ev. värmeväxlas 3 Efter ev. värmeväxling av frånluften är luften avluft 4 Färdigbehandlad luft som tillsätts en lokal

Page 9: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

4

uteT = utomhustemperaturen [oC] η = verkningsgraden för värmeåtervinning [-]

Det årliga energibehovet för att värma erforderlig luftmängd enligt ovan bestäms av: drifttidenPvEnergibeho vår ⋅= [Wh] (2) där drifttiden = årligt antal timmar med värmebehov [h]

2.1.1 Fläktar Fläktar används dagligen och i stort sett i alla möjliga miljöer. Kraven på fläktar i badanläggningar är ungefär samma som de för pumpar, vilket är att de ska vara tysta och stryktåliga. För att beräkna verkningsgraden hos en fläkt används samband som tar hänsyn till tryckändring, luftflöde samt tillförd elektrisk effekt, enligt följande:

1000⋅

∆⋅=

el

fläktfläkttot P

Pqη (3)

där

fläktq = volymsflödet [m3/s]

fläktP∆ = tryckändring över fläkten [KPa]

elP = eleffekten [kW] För att specificera effektiviteten på luftbehandlingssystemet används något som kallas för den specifika fläkteleffekten, SFP (Specific Fan Power), som avser den sammanlagda fläkteleffekten för tillufts- och frånluftssystemets fläktar vid ett dimensionerande luftflöde som är lika med totalluftflödet genom byggnaden.

( )

största

tilluftnätfrånluftnätv q

PPSFP ,, +

= [W/(m3/s)] (4)

vSFP -värdet anger således vilken elektrisk effekt en fläkt kräver för att transportera en m3 luft

per sekund och är normalt mellan 1- och 3 W/m3/s för större fläktar. Om strömmätningar görs när en fläkt är i drift kan detta värde användas för att beräkna effekten som tillförs motorn. Beräkningarna skiljer sig något beroende på om en fläkt är kopplad för 1- respektive 3 faser.

Page 10: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

5

För 3-fas anslutna fläktar använder man sig av följande samband: ϕcos3 ⋅⋅⋅= IUP [W] (5) där U = nätspänningen [Volt]

I = den uppmätta strömmen mellan ledare och nolledare vid symmetrisk belastning. [Ampere]

ϕcos = effektfaktorn1. [-] För att beräkna tillförd effekt till en motor med 1 fas används: IUP ⋅= [W] (6) För 3-fas och 1-fas räknar man normalt med spänningar på 400 resp. 230 volt. Denna metod för att beräkna tillförd effekt kan även appliceras för pumpar och annan elektronisk utrustning.

2.1.2 Värmeväxlare När det gäller att värmeväxla luft till luft krävs speciella värmeväxlare med stora ytareor för att kompensera för den låga värmeövergångskoefficienten som gaser har i jämförelse med vätskor. För att få en uppfattning om hur stor skillnad det är mellan en vatten-vatten värmeväxlare och en gas-gas värmeväxlare kan nämnas att värmeövergångskoefficienterna för dessa är 850-1700 W/m2 oC respektive 10-40 W/m2 oC. Det är alltså detta låga värde hos gas-gas växlare som det kompenseras för genom att öka den värmeöverförande arean. För att beräkna den värmeöverföringseffekt som en viss värmeväxlare har använder man sig av:

( )incoutcpcc TTCmQ ,, −=⋅⋅

[kW] (7)

och

( )outhinhphh TTCmQ ,, −=⋅⋅

[kW] (8) där

index c och h står för cold respektive hot fluid

hc mm⋅⋅

, = massflöden [kg/s] phpc CC , = specifika värmekapaciteter, [kJ/kg oC]

1 Mått på fasförskjutning mellan ström och spänning till följd av inkopplade laster

Page 11: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

6

outhoutc TT ,, , = utloppstemperaturer [oC]

inhinc TT ,, , = inloppstemperaturer [oC]

Dessa formler används i teorin och tar inte hänsyn till verkningsgraden hos värmeväxlare utan förutsätter att den energi som den ena fluiden avger upptas av den andra. Dividera värmeeffekten för den kalla fluiden med effekten från den varma vilket ger verkningsgraden hos växlaren. Ett vanligt sätt att ange en verkningsgrad är att uttrycka den sk temperaturverkningsgraden, dvs:

utefrån

utetill

TTTT

−−

=η (9)

där tillT = tilluftstemperaturen [oC] frånT = frånluftstemperaturen [oC]

uteT = utomhusluftens temperatur [oC]

2.2 Vattencirkulation och uppvärmning Badvattnet i bassänger kräver ständig cirkulation för att kunna hålla renings- och kemikaliebehandlingsprocesserna under kontroll. Av denna anledning krävs stora energimängder bara för att cirkulera vattnet. För uppvärmning i badanläggningar används oftast fjärrvärme som värmekälla, vilken används till olika delar av uppvärmningen. I nyare badanläggningar har man vanligen golvvärmeslingor för att värma badlokaler. Den energi som går åt till att värma golvet i en badanläggning är inte alltför stor eftersom temperaturen i luften och vattnet gör att behovet av golvvärme är begränsat.

2.2.1 Vattencirkulation En badanläggnings vattencirkulationssystem kan variera från fall till fall men det finns ändå ett antal komponenter som måste ingå i en anläggning för korrekt funktion. Först och främst krävs en värmekälla som skall växla värme mot badvattnet via en värmeväxlare. Vidare krävs också pumpar för att cirkulera vatten genom växlare och filter. En principskiss över en badanläggnings bassängdel och dess vattencirkulationssystem illustreras i figur 2.

Page 12: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

7

Figur 2. Exempel på hur en badanläggnings vattensystem kan se ut. Vattnet som tas ur poolen kommer dels från botten av bassängen men också från ett s.k. bräddavlopp där skvalpvatten rinner ut och passerar ett grovfilter (1). Vidare pumpas vattnet genom filtret (2) samtidigt som en termostat (3) ger information om vattnets temperatur till värmekällans cirkulationspump (4). Här värmeväxlas (5) då värmekällans varma medium mot badvattnet med ett flöde som ska ge rätt temperatur på vattnet ut till bassängen igen (6).

(Bild: Pahlén, Swimmingpoolutrustning [3:2]) För att vattenkvalitén i en badanläggning ska kunna uppfylla vissa ställda krav krävs att badbelastningen inte är för stor. Vid beräkning av det maximala antalet badande en anläggning kan klara måste man ta hänsyn till de filter och den rening som är installerad samt den dimensionerade cirkulationstiden. Beroende på bassängtyp måste också omsättningen av vatten genom filtren uppgå till ett visst antal per dygn. För att kunna bestämma det maximala antalet badande som en viss bassäng klarar av per dygn använder man sig av ett samband baserat på tabellerade riktvärden för olika filter och flödet genom filtren per timme, enligt: [8]

Antalet badande per dygn TBQ ⋅⋅= (10) där =Q filterflöde [m3/h] =B badbelastning för aktuellt filter och rening, enligt tabell 1 =T cirkulationstid i timmar som får räknas enligt tabell 2

2.2.2 Pumpar För att beräkna arbetet som en pump uträttar genom att höja vattentrycket använder man sig av följande ekvation: [1:1]

)( 121, PPvw utpump −= [J/kg] (11)

där

Page 13: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

8

1P och 2P är tryck före resp. efter pumpen, [Pa] 1v är den specifika volymen innan pumpen, [m3/kg] Vidare bör sägas att skillnaden i potentiell energi spelar roll, men är höjdskillnaden av mindre betydelse eller om pumpen arbetar i ett slutet trycksatt system kan denna uteslutas i beräkningarna. Vill man bestämma den effekt som pumpen levererar använder man sig av följande tillägg till ekvation (11):

vattenutpumputpump mwW⋅⋅

⋅= ,, [W] (12) där

vattenm⋅

= massflödet av vattnet som bestäms av ⋅⋅

⋅= Vm vatten ρ [kg/s] där

ρ = vattnets densitet och [kg/m3] ⋅

V = volymsflödet av vatten i systemet [m3/s] Här gäller att tänka på verkningsgraden hos pumpen för att inte riskera att underskatta pumpens energibehov. Man använder sig av metoden att dividera den uträknade pumpeffekten med dess verkningsgrad för att hitta den verkligt tillförda effekten. [1:1]

η

utpumpinpump

WW ,

,

⋅⋅

= [W] (13)

Detta kommer således att resultera i det verkliga värdet på tillförd effekt om potentiella energiskillnader ej tas med i beräkningarna. Vid närmare granskning av ekvation sambanden ovan ser vi att detta egentligen är volymsflödet multiplicerat med tryckskillnaden dividerat med verkningsgraden.

ηPV

W inpump∆⋅

=⋅

, [W] (14)

där

q är volymsflödet [m3/s]

Page 14: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

9

I en badanläggning finns många olika pumpar med varierande storlek och arbetsuppgifter. De pumpar som är av intresse vid energiberäkningar kan sägas vara de som används till att cirkulera vatten genom pooler och de pumpar som används i ventilationsaggregatens shuntgrupper. Flera andra pumpar används i samband med tillsats av flockningsmedel och klor men dessa är relativt små och går inte kontinuerligt utan är bara till för att tillsätta kemikalier periodvis vilket gör att dessa normalt inte tas med i energiberäkningar.

2.2.3 Värmeväxlare För att värma vattnet i en badanläggning krävs en värmeväxling mellan en värmekällas medium och badvattnet. Denna värmekälla kan utgöras av allt från en oljeeldad panna eller eluppvärmning till fjärrvärme eller komplement i form av solenergi. Det vanligaste sättet att värma badvatten på är att värmeväxla detta mot fjärrvärme. De olika typer av växlare som används till detta ändamål är antingen av typ tub-, figur 3, eller plattvärmeväxlare, figur 4.

Figur 3. Skiss över plattvärmeväxlare vilka har Figur 4. Skiss över tubvärmeväxlare med lägre hög verkningsgrad och kan enkelt rengöras . verkningsgrad än tubvärmeväxlare. Med tanke på hur mycket vatten som skall värmas är det naturligtvis av allra största vikt att verkningsgraden men också livslängden är tillfredsställande. Beroende på feldosering och om vattnet har en hög hårdhetsgrad kan det lätt uppstå kalkavlagringar i värmeväxlare vilket kräver rengöring. Denna rengöring är relativt enkel vad gäller plattvärmeväxlaren men när det kommer till tubvärmeväxlaren måste denna oftast bytas ut. Nackdelen med plattvärmeväxlaren är att den är mycket dyrare än tubvärmeväxlaren men man ska ha i åtanke att komponenter som pumpar och värmeväxlare utgör en så liten del i den totala anläggningskostnaden att det är lika bra att investera i plattvärmeväxlare då dessa har mycket lång livslängd. [1:2] För effektberäkningar och verkningsgradsberäkningar används ekvation (7), (8) och (9).

2.2.4 Värmepumpar Att använda sig av värmepumpar i badanläggningar kan spara mycket energi då värme som annars skulle gå ut ur anläggningen tas till vara och används till uppvärmning.

Page 15: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

10

Installation av värmepump i ett ventilationsaggregat innebär att energin som finns i avluften, (efter ev. värmeväxling), används till att förånga mediet i värmepumpkretsen. Vidare kyls detta mot tilluften in till lokalen i den omfattning som krävs för att sedan kondensera mot ex. inkommande badvatten och på så vis värma även detta. I vissa fall används också glykolkretsar kopplade mellan frånlufts- och tilluftskanalen, via batterier1, i uppgift att ta tillvara på energi ur frånluften för att överföra denna till tilluften.

Badvatten

T1 T2

Sim-Hall

Avluft

Uteluft

Tilluft

Frånluft

Värmeväxlare

Kompressor

Figur 5. Principskiss över ventilationsaggregat med värmeåtervinning i form av värmeväxlare och värmepump. Värme som återstår efter värmeväxling mellan frånluft och tilluft används för att förånga mediet i värmepumpkretsen. Detta kyls mot tilluften i den mån denna behöver värmas, för att sedan kondensera i en värmeväxlare kopplad mot det cirkulerande badvattnet. Värmepumpar kan också installeras i ventilationsaggregat där ingen värmeväxling finns men detta är dock inte så vanligt. Anledningen är att det finns möjlighet att installera värmepump och utnyttja denna även vid kallare luft, alltså efter värmeväxlare, men framför allt för att avfukta simhallsluften. Effektiviteten hos en värmepump beskrivs i termer av ”Coefficient Of Performance”, som talar om hur stort förhållandet är mellan avgiven värme och tillförd eleffekt. Ett högt COP-värde, enligt ekvation (X), betyder att värmepumpen arbetar effektivt.[1:1]

1 Frånlufts- och tilluftsbatterier vilka är värmeväxlare av typ vätska-gas eller gas-gas.

Page 16: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

11

innet

HHP

W

QCOP

,

= (15)

där HPCOP ”coefficient of performance” heat pump

HQ⋅

värmeeffekt [W]

innetW ,

tillförd eleffekt [W]

2.2.5 Vattenuppvärmning För att värma inkommande spädvattnet krävs mycket energi eftersom det ofta rör sig om stora vattenmängder och kallvattentemperaturer under 10 oC. Med hjälp av värmeväxlare kan rätt temperatur fås på vattnet ut till bassängen. För att beräkna den överförda värmeeffekten till vattnet, [1:1], används ekvation (16) nedan:

( )12 TTCmQ p −=⋅⋅

[kW] (16) där

⋅m = massflödet av vatten [kg/s]

pC = specifika värmekapaciteten [kJ/kg oC]

1T = spädvattnets inkommande temperatur [oC]

2T = spädvattnets utgående temperatur [oC] När vatten tillsätts för att kompensera för avtappning och avdunstning krävs en stor mängd värmeenergi då vattenmängderna i samband med badanläggningar är relativt stora. För att minska den mängd vatten som måste värmas är det klokt att avdunstningen hålls på en så låg nivå som möjligt eftersom det inte bara måste värmas nytt vatten utan att det cirkulerande badvattnet också kyls av på grund av förångning.

2.3 Vattenbehandling När det gäller vattenrening i badhus, swimmingpooler, friluftsbad, hotellpooler eller terapibad skall badvattnet uppfylla fyra kriterier för att kunna klassas som godkänt badvatten [1:2]. Dessa kriterier är att vattnet:

• skall se inbjudande ut • inte ska sprida vattenburna sjukdomar bland de badande • inte skall ge irritation i ögon eller slemhinnor • skall ha en lämplig badtemperatur

Page 17: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

12

Vidare finns riktlinjer för halter av kemiska föroreningar, aktivt klor, surhets- och grumlighetsgrad, temperaturer och sikt enligt Svenska naturvårdsverket. [1:2]. För att följa dessa kriterier krävs ett avancerat cirkulationssystem där vattnet renas och får en tillsats av steriliserande kemikalier.

2.3.1 Filtrering Grundkravet för ett badvattenfilter är att det ska kunna filtrera bort huvudparten av alla partiklar och på så sätt se till att det filtrerade vattnet får en tillräckligt låg grumlighet. Förutom detta ska filtret kunna avlägsna mycket små partiklar och lösta organiska föroreningar. Dessutom vill man ha ett filter som klarar av att beflockas, vilket innebär att ett flockningsmedel1 tillsätts innan filtret för att flocka samman föroreningar som då uppnår tillräcklig storlek för att fastna i filtret. Det finns särskilda krav som en filteranläggning skall uppfylla för att kunna användas som ett badvattenfilter:

• Det filtrerade vattnet ska ha låg och jämn grumlighet • Filterkonstruktionen ska ha lång livslängd och vara driftsäker. • Filtret ska kunna tåla enstaka överbelastning • Filtret ska kunna beflockas, vara lättskött samt lätt att spola rent • Hantering av filtermaterial ska vara godkänt ur arbetsmiljösynpunkt

Filter för användning i badanläggningar är uppdelade i två huvudgrupper, öppna och slutna tryckfilter. Det finns olika sorters filter där den egentliga skillnaden ligger i filtermediet och de vanligaste filtren är sandfilter och diatomitfilter. Förutom dessa finns också mineralullsfilter, tuff-filter, flermediefilter, patronfilter och påsfilter. Vid större anläggningar använder man sig av flera parallellkopplade filter istället för ett stort vilket gör att anläggningen kan vara driftsatt även vid filterbyte eller backspolning. [1:3] Den filterhastighet, alltså måttet på hastigheten med vilken vattnet passerar filtret, kan bestämmas genom att man dividerar vattnets omsättning i kubikmeter per timme med filtrets yta i kvadratmeter. Det tål att nämnas att dessa filter inte är de enda i en anläggning utan att det alltid finns s.k. förfilter som är till för att fånga upp de största fasta partiklarna innan de kommer in i pumpen och kan göra skada. Dessa är helt avgörande i en utomhusbassäng eftersom att där är ofta mycket mera skräp av olika slag. Beroende på vilken typ av filter samt vilken systemlösning som används varierar energianvändningen. Detta beroende på hur ofta ett filter behöver backspolas, om de kan backspolas samt om vattencirkulationen i anläggningen måste stoppas vid eventuell backspolning.

1 Vanligen aluminiumsulfat eller polyaluminiumklorider, som reagerar med vattnets lösta salter och bildar olösliga aluminiumhydroxider. Dessa flockar samman och adsorberar bl.a. löst organisk substans. (se 2.3.8)

Page 18: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

13

2.3.2 Klorering Vid desinficering av badvatten används klor ( )2Cl , (vanligtvis används klorgas, natriumhypoklorit eller kalciumhypoklorit) och någon form av pH-reglerande medel (vanligen soda, saltsyra eller kolsyra). [1:4] Klor dödar mikroorganismer genom att inaktivera viktiga enzymer. Dessutom krävs relativt kort kontakttid för att uppnå den önskade effekten vilket gör klor till ett bra desinfektionsmedel. Reaktionsformeln för klorgas ser ut som följer:

HClHOClClOH

saltsyrayraunderklorsklorgasvatten+→+

+→+2

:

2

och för natriumhypoklorit:

NaOHHOClNaClOOHroxidnatriumhydyraunderklorsokloritnatriumhypvatten

+→++→+

2

:

När kloret hamnar i vattnet bildar det underklorsyra ( )HOCl och hypoklorit ( )−OCl , vilka utgör det aktivt fria kloret. Förhållandet mellan dessa två molekyler är starkt pH- beroende, där högre pH ger mycket snabbt större andel hypoklorit då underklorsyra bildar hypoklorit och vätejoner.

+− +→ HOClHOCl Det som avgör pH-värdet hos en substans är dess andel fria +H joner i förhållande till andelen −OH joner. Vid pH-värdet 7.0 som är neutralt, alltså varken surt eller basiskt är detta förhållande 1:1. Om andelen +H joner nu ökar kommer pH att sjunka och vi får då en sur substans. [1:4] Underklorsyra är till skillnad från hypoklorit snabbverkande, närmare bestämt 80 till 100 gånger snabbare, vilket gör att HOCl renar betydligt bättre än −OCl .

• Vid ett pH-värde på 7.0 är 75 % av det fria kloret HOCl . • Vid pH 7.5 är förhållandet −OCl

HOCl ungefär 5050 .

• Vid pH 8.0 är endast 20 % av det fria kloret HOCl . Det som anses vara ett lämpligt pH-värde för badvatten ligger mellan 7.2 och 7.6. Anledningen till att pH-värdet inte hålls på 7.0 är att halten fritt obundet aktivt klor vill hållas högt utan att riskera hud- och ögonirritation, som kan uppkomma vid Ph nära 7.0. Dessutom kan utrustning skadas i form av korrosion [1:4]. Har man däremot ett för högt pH-värde kan detta göra att man får kalkutfällningar på ledningar och bassäng. Figur (6) nedan visar hur förhållandet mellan HOCl och −OCl varierar med pH.

Page 19: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

14

Figur 6. Här syns hur förhållandet mellan HOCl och −OCl varierar beroende på pH-värdet.

(Bild: Trans Instruments[3:3]) Det fria kloret reagerar med organiska ämnen som finns i badvattnet (ex. svett, urin, kosmetika, hårspray m.m.) och bildar kloraminer vilka är betydligt sämre bakteriedödare än underklorsyra. Förutom detta har kloraminerna en del andra negativa egenskaper som klorlukt i badanläggningar och de kan dessutom ge upphov till ögonsveda och hudirritation. För att uppnå en god reningseffekt vid klorering av badvatten vill man ha ett förhållande mellan underklorsyran och det bundna kloret på 10:1. [1:4] Om detta förhållande inte uppnås av någon anledning inte kan uppnås kommer vattnet behöva extra rening eller avblödas med ett högre flöde. Detta resulterar i att mera vatten måste värmas för att täcka upp den ökade andelen avblödat vatten.

2.3.3 pH-reglering För att reglera pH-värdet i badvatten finns flera olika tillvägagångssätt. Om man använder sig av klorgas vid sin desinficering sänker man pH-värdet vilket gör att man måste använda sig av ett pH-höjande medel som ex. soda. Använder man istället kalciumhypoklorit eller natriumhypoklorit, vilka höjer pH-värdet krävs en tillsats av ett pH-sänkade medel ex. koldioxid ( )2CO eller saltsyra ( )HCl . Det vanligast förekommande pH-sänkade ämne som används idag är koldioxid som höjer vattnets alkalinitet, vilket egentligen är vattnets förmåga att motstå snabba pH förändringar. Använder man sig av klor som desinfektionsmedel är det en stor fördel att reglera Ph med koldioxid eftersom att kloret kräver ett stabilt pH för att fungera optimalt. Vad gäller klorhaltsregleringen mäter man pH samt det fria och bundna kloret. Med hjälp av dessa mätningar kan då klorhalten i badvattnet regleras för att uppnå god reningseffekt och hålla nere halten bundet aktivt klor.

Page 20: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

15

2.3.4 Bundet klor För att hålla nere halten av bundet klor i badvattnet kan man rent teoretiskt avblöda vattnet och späda med nytt vatten, men detta är dock oftast inte en lönsam metod då mera vatten måste tillföras och värmas. Det finns däremot bättre och mera lönsamma metoder där de vanligaste är att använda sig av UV-ljus, aktivt kol eller ozon. [2:5]

2.3.5 UV-ljus För att minska halten av det bundna kloret i form av skadliga kloraminer kan man belysa vattnet, efter filtrering, med ultraviolett ljus vilket gör att klortillsatsen kan reduceras utan en ökning av bakterier i badvattnet. Dessutom minskas kloraminhalten med mer än 50 % genom nedbrytning och den minskade halten tillsatt klor. Figur 7. Principskiss över UV-ljus system.

(Bild: Lenntech [3:4])

2.3.6 Aktivt kol Aktiva kolfilter används för att i huvudsak reducera de organiska föreningar som bildats men också till att avozonisera vattnet innan det förs ut i bassängen vid ozondesinfektion. Vid reducering av de organiska föreningarna ex. kloraminer, adsorberar kolet föroreningarna vilket betyder att dessa dras mot kolets yta och fastnar.

2.3.7 Ozon De föroreningar som finns kvar efter filtrering och kemisk oxidation med klor måste naturligtvis avlägsnas och detta kan då göras med hjälp av ozon ( )3O som oxiderar de sista organiska föreningarna. Ozonet har så stark oxiderande effekt att det inte bildas något bundet klor i form av kloraminer. Det ozon som blir över efter oxidation tas bort i filter med aktivt kol. En stor fördel med ozonet i dessa sammanhang är att det sönderfaller till syre vid desinfektion och oxidation.

Page 21: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

16

2.3.8 Flockning För att så mycket smuts som möjligt skall kunna fastna i filtren krävs att de små partiklarna flockas samman med hjälp av en kemikalietillsats som kallas flockningsmedel. Vanligtvis använder man aluminiumsulfat eller i vissa fall polyaluminiumklorider. Detta medel ska tillsättas innan filtret, och bäst resultat får man om vattenflödet är turbulent vilket ger en bättre omblandning av vatten och kemikalier. Dessutom vill man ha en så lång reaktionstid före filtret som möjligt för att medlet ska hinna verka.

Figur 8. Föroreningarna finns i vattnet som negativt laddade partiklar (1). Sedan tillsätts kemiskt flockningsmedel i form av positivt laddade metalljoner (2). Eftersom dessa har olika laddning kommer de dras till varandra (3) och bilda flockar (4).

(Bild: Flockning [3:5]) Vid olämplig dosering av flockningsmedel kan för höga halter av aluminium uppkomma i bassängvattnet. Man vill helst att den aluminiumhalt som återstår efter filtrering inte skall överstiga 0,05 mg/liter. Flockningsmedlet bidrar till att minska föroreningar i vatten och på så sätt underlätta för den övriga reningsprocessen.

2.3.9 Spädning För att avlägsna de föroreningar som återstår efter filtrering och kemisk oxidation måste vatten bytas ut mot spädvatten. Detta spädvatten skall naturligtvis inte innehålla för höga halter av föroreningar. Avtappningen bestäms av halten bundet klor och organiska ämnen i bassängen, vilka bär hållas på konstant nivå. Dessutom bör kontroll av kloridhalten och vattnets hårdhet genomföras, då dessa kan skapa problem med korrosion resp. kalkutfällning. Mängden avtappat vatten varierar mellan olika anläggningar men kravet är att avtappningen per dag skall vara 30 l/badande i vanliga bassänger och 60 l/badande för bubbelpooler. Mängden vatten som måste tillsättas är summan av det avtappade och det avdunstade vattnet. Detta skall inte förväxlas med spädvattnet då detta endast är lika stor del som avtappas och inte den del som avdunstar för vid avdunstning försvinner inga föroreningar.

Page 22: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

17

2.4 Transmission En viktig del att ta hänsyn till vid energianalyser av byggnader är transmissionsförlusterna som råder genom en byggnads olika konstruktionsdelar, alltså i väggar, tak, fönster och golv. För att kunna beräkna dessa förluster krävs kännedom om materialsammansättningar i väggar, tak och golv men också kännedom om fönstertyp. För fönster brukar i de flesta fall riktvärden för U-värdet vara givet. U-värdet anger hur stor värmeeffekt som går genom fönstret per kvadratmeter och temperaturdifferens. För olika väggkonstruktioner och isolering finns motsvarande värden fast då i form av tabellerade riktvärden. Ett lågt U-värde betyder att värmemotståndet är stort eller omvänt att värmeisoleringsförmågan är stor. [1:6] För att beräkna värmeförluster genom vägg, tak, fönster och andra byggnadsdelar används alltså följande samband:

( )21 TTUAQ −=⋅

[W] (17) där U = värmegenomgångskoefficienten [W/m2 oC] A = arean på väggen, [m2] 1T och 2T = yttemperaturer på in- resp. utsidan [oC] Alternativt om konstruktionsdelens värmeledningsförmåga, k-värdet, är känt kan värmeflödet beräknas enligt:

L

TTkAQ 21 −

=⋅

[W] (18)

där k = värmeledningsförmågan [W/m oC] L = tjockleken hos materialet [m]

2.4.1 Konvektionsförluster Även konvektionen i samband med värmeförluster måste inkluderas i totala transmissionsberäkningar. Dessa konvektionsförluster beror på den termiska resistans som uppstår just innan värme tränger igenom en byggnadsdel.

( )∞

⋅−= TThAQ ssconv [W] (19)

där

Page 23: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

18

h = värmeövergångskoefficienten [W/m2 oC] sT = yttemperaturen på byggnadsdelen [oC] ∞T = omgivande temperatur [oC]

sA = ytarean [m2]

Ett praktiskt problem kan komma att uppstå i samband med beräkningar av konvektionen eftersom yttemperaturen måste vara känd. Det finns emellertid tabellerade riktvärden för konvektionsförluster för olika typer av byggnadsdelar som kan användas vid beräkningar av totala värmeförluster [1:5].

• Fönster och dörr mot det fria, 0,2 • Väggar och tak mot det fria 0,25 • Väggar, tak och golvbjälklag i

uppvärmt rum mot utrymme med lägre temperatur, 0,35

Enheter för dessa riktvärden är m2 oC/W.

2.4.2 Termisk resistans och värmemotstånd Transmission brukar oftast beräknas med hjälp av termiska resistansen för konduktion och konvektion och uttrycks som:

kAL

Rcond = respektive hA

Rconv1

=

Dessa används sedan för att beräkna den värmeeffekt som går genom en byggnadsdel i följande ekvation:

totalR

TTQ 21 ∞∞

⋅ −= [W] (20)

där

totalR = summan av de termiska resistenser som uppkommer i samband med

konduktion och konvektion. [oC/W] 1∞T = inomhustemperaturen [oC]

2∞T = utomhustemperaturen [oC] Använder man sig av de tabellerade riktvärdena för konvektion beräknas det totala värmemotståndet, [1:5], som:

Page 24: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

19

convriktvärdekL

M tot ,+= (21)

vilket används för att hitta en byggnadsdels U-värde:

totMU

1= [W/m2 oC] (22)

som slutligen används vid beräkning av värmeeffekten enligt formel (17). Även tabellerade riktvärden, vid temperaturer över 18 oC, rörande en byggnadsdels värmegenomgångskoefficient återfinns i litteraturen. [1:5]

• Vägg mot det fria eller genom jord mot det fria 0,25 • Golv på mark 0,30

Dessa är speciellt användbara i samband med beräkningar av transmission ur källarutrymmen.

2.4.3 Geografiska betingelser Gradtimmar är ett mått på differensen mellan inomhustemperaturen och utomhustemperaturen baserat på helårsbasis. Temperaturdifferensen mellan utomhus- och inomhustemperaturen, vid en viss geografisk placering, adderas timme för timme under ett helt år. Detta beräknade värde för en specifik plats kan senare användas vid beräkning av transmissionsförluster genom att multiplicera byggnadsdelens U-värde, dess area och gradtimmarna. Ett annat förenklat sätt att beräkna gradtimmar på är att använda sig av årsmedeltemperaturen för en viss plats istället för uppmätta värden. Detta resulterar i ett överskattat värde på antalet gradtimmar då utomhustemperaturen antas vara konstant lägre än innetemperaturen. Under detta arbete användes årsmedelvärden på temperaturer då det är ytterst sällan utomhustemperaturen överstiger de temperaturer som råder inne i badanläggningar.

Page 25: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

20

2.5 Fukt och avdunstning I simhallar är avdunstning av vatten till luften en betydande faktor för den totala energiförbrukningen, då det är stora mängder vatten som avdunstar på grund av den höga vattentemperaturen. Luftfuktigheten i badanläggningar ska inte vara högre än 65 % RF1, och bör helst hålla ett värde på ca 55 % RF. Är luften för fuktig kan detta skada byggnaden i form av korrosion och svampangrepp när vattenånga kondenseras på kalla ytor. För att minska avdunstningen ska luften ovanför bassängen helst vara stillastående och trycket inne i lokalen bör vara lite lägre än utanför för att vattenångan inte ska krypa in i byggnadsdelarna. [2:7]

2.5.1 Specifik och relativ luftfuktighet Specifik luftfuktighet är ett mått på massan vattenånga per massenhet torr luft och bestäms med hjälp av ekvation (23) nedan:

a

v

mm

=ω [kg vattenånga/kg torr luft] (23)

där vm och am är massan vattenånga resp. massan luft. Luft kan vid olika temperaturer hålla viss mängd vattenånga utan att kondensera. Den relativa luftfuktigheten är ett mått på mängden ånga luften har relativt mängden ånga luften kan hålla vid en viss temperatur. Det är denna typ av luftfuktighet som avgör hur vi människor känner oss i en viss miljö och bestäms av ekvation (24). [1:1]

g

v

g

v

PP

mm

==φ (24)

där gm = mängden ånga luften kan hålla vid en viss temperatur.

vP och gP är ångtryck resp. mättnadsångtryck, som är temperaturberoende.

1 Relativ luftfuktighet

Page 26: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

21

2.5.2 Avdunstning Den avdunstning som uppstår från vattenytor beror på temperaturförhållandet mellan vattnet och luften i rummet men också på den relativa fuktigheten. Har man en alltför låg fuktighet i rumsluften kommer mera vatten att avdunsta då luften kan ta emot mycket ånga. Förutom temperaturer och luftfuktighet bidrar även luftens rörelse och antalet badande till ändrad avdunstning. Badade personer bidrar till den ökade avdunstningen genom att ”skvätta” runt, eller finfördela, vattnet vilket resulterar i högre avdunstning då ytspänningen bryts. Avdunstningen kan beräknas med ett antal olika formler men i detta arbete används en ekvation enligt VDI 20891 vilken även tillämpas av Dantherm: [2:7], [2:8]. ( )LB PPAeW −⋅⋅= [g/h] (24) där W = avdunstningshastigheten [g/h] A = Bassängarean [m2] BP = Mättat ångtryck vid rådande vattentemperatur [mbar] LP = Partiellt ångtryck vid lufttemperaturen i RF2 [mbar] e = Empirisk faktor [-] Den empiriska faktorn varierar beroende på typ av pool och verksamhet: 0,5 övertäckta bassänger 5 stillastående ytor 15 privat pool med ringa användning 20 simhall med normal användning 28 badland 35 vågmaskin Vid användning av ekvation (24) bör hänsyn tas till öppettider och då nyttja en av dessa ovan nämnda empiriska faktorer under verksamhetstid och en för resterande tid.

2.5.3 Erforderligt uteluftflöde Vid avfuktning används uppvärmd uteluft vilken således kan uppta vattenånga. Den mängd uteluft som behövs för att hålla luftfuktigheten i rummet på en önskad nivå kan beräknas enligt följande:

( ) 2,1⋅−

=ui XX

WV [m3/h] (25)

1 VDI 2089 – Verein Deutscher Ingenieure e.V. - riktlinjer för ventilation i simhallar 2 Ångtrycket multiplicerat med kvoten för relativa luftfuktigheten ger PL

Page 27: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

22

där

iX = absolut fuktighet hos uteluften [g/kg] uX = absolut fuktighet hos inneluften [g/kg] 1,2 = luftens täthet [kg/m3]

uX , uteluftens absoluta fuktighet varierar över hela året men enligt VDI 2089 kan detta värde antas vara 9 g/kg. Enligt VDI 2089 skall det tillföras 10 m3/h uteluft per m2 bassängyta i simhallar. Vad som händer vid denna uteluftsmängd är att detta inte alltid kommer att vara tillräckligt för att avfukta luften i simhallen, vilket kräver någon extra form av avfuktning. Hur mycket denna uteluft kan avfukta beräknas med följande samband: ( )ui XXAW −⋅⋅⋅= 2,110 (26) Resterande luftmängd måste avfuktas och kräver någon extra avfuktningsmetod vilken kan vara avfuktare avsedda för endast detta syfte eller en värmepump att nyttja för att avfuktning samtidigt som energi tas tillvara och används för att exempelvis värma badvatten. [2:7]

2.5.4 Ångbildningsvärme Vid avdunstning sker en förångning av vatten till ånga vilket kräver energi som måste tas ur det varma badvattnet. Den energi som kommer krävas för att förånga mängden vatten vilken ovan beräknats kan bestämmas med hjälp av ångbildningsentalpin.

( )

3600fgår hW

gsvärmeÅngbildnin⋅

= [kWh/år] (27)

där årW = avdunstningsmängden per år [kg/år] fgh = ångbildningsentalpin för vatten, (2257 kJ/kg) [kJ/kg] En metod för att minska avdunstning från bassänger är att täcka över dessa under de tider på dygnet när inget badande förekommer.

Page 28: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

23

3. Energianalyser och nyckeltal

Energianalyserna omfattar mätningar, beräkningar och behandling av statistik för de olika energikrävande processerna i en badanläggning. För att få en uppfattning om skillnader mellan anläggningars energianvändning per process har jag valt att behandla fjärrvärmeenergi och elenergi var för sig enligt följande uppdelning: Fjärrvärme

• Avdunstning • Transmission • Vatten • Ventilation • Ev. Återvinning

Där vatten avser uppvärmning av spädvatten och övrigt varmvatten till duschar och tappvarmvatten. Återvinning avser eventuella värmepumpar och inte värmeväxlare avsedda för återvinning av energi ur frånluft då dessa endast behandlas under rubriken luftbehandling. Avdunstning avser förluster i samband med reducering av badvatten samt avkylning i samband med förångning. El

• Fläktar • Pumpar • Belysning • Värmepump • Övrig el

Fläktar, pumpar och belysning avser den sammanlagda årliga elenergianvändningen där hänsyn till hel- och halvfartsdrifter. Värmepump avser kompressorernas elenergianvändning beräknat på helår. Under rubriken övrig el ingår eventuella datorer, kylskåp, spisar, bastuaggregat och annan utrustning eventuell extrautrustning. I fall där andra områden står för en stor del av den totala elenergianvändningen har dessa delats in i egna rubriker.

Page 29: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

24

3.1 Nyckeltal Enligt ekonomistyrningsverket1 är ett nyckeltal ett mått eller värde som ger information för att underlätta jämförande analyser. Vidare säger man att nyckeltalen är försök att förenkla/konkretisera i grunden komplicerade förhållanden. Vad gäller nyckeltal för badanläggningar kan det till en början kännas som en ganska enkel process att hitta nyckeltal, men efter noggranna studier visar det sig att olika anläggningar bedriver många olika verksamheter där systemlösningarna varierar i komplexitet. Om vi tänker oss att vi vill bestämma nyckeltal för små privata villor skulle detta kunna genomföras genom att använda sig av boytor, takhöjder, geografisk placering osv. i kombination med energiåtgång. Det sätts helt enkelt ett riktvärde på energiförbrukning per kvadratmeter med hänsyn tagen till geografisk placering och takhöjd. Nu kan du som villaägare jämföra ditt eget uppmätta värde med detta nyckeltal och bilda dig en uppfattning om hur energieffektiv din villa är i jämförelse med andra villor. För badanläggningar kan man dock inte bara ta till faktorer som area, takhöjder, geografisk placering, utan här spelar långt många fler faktorer in. Till att börja med variera badanläggningars utformning stort i form av utformning, användningsområden, kombinationer med annan verksamhet osv. vilket gör att ett stort antal faktorer kommer bidra till en specifik energiförbrukning. Trots dessa variationer kan nyckeltal ge god information om främst lönsamheten är konkurrenskraftig med andra anläggningar. För olika typer av anläggningar kan nyckeltalen variera informationsmässigt, alltså beroende på valda parametrar och således intresset om vad som ger önskad jämförbar information. För fallet med badanläggningar kan det som för villor vara av intresse att hitta nyckeltal för konsumerad energi i förhållande till areor osv. men detta kanske inte är av största intresse då antalet besökare är av stor betydelse för ekonomin. Av denna anledning är ett nyckeltal baserat på antalet besökare i förhållande till konsumerad energi det kanske mest intressanta ur ägarens perspektiv.

1 Utvecklare av den ekonomiska styrningen för regering, regeringskansli och andra statliga myndigheter

Page 30: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

25

4. Energistudier vid IKSU spa

(Bild: IKSU spa [3:6])

4.1 Anläggningen IKSU spa är en anläggning avsedd för relax och träning. I byggnaden finns fyra olika bad varav tre är s.k. varma källor och en är simbassäng. Antalet badande vid denna anläggning är svårt att bedöma exakt då tillgänglig statistik endast avser antalet besökare och inte antalet badande. Antalet besökare är per år ca 65 0001 och en delvis uppskattad siffra över antalet badande är ca 40 000. De framräknade nyckeltalen, baserat på beräknad årlig energianvändning av el och fjärrvärme, för denna anläggning är:

0,2 2mMWh och 41,6 badande

kWh

4.2 Temperaturer Vattentemperaturerna i denna anläggning är ca 33.5 oC i bassängen och mellan 38 och 40 oC i de varma källorna. Lufttemperaturen i simhallen är ca 32 oC medan övriga lokaler håller normal rumstemperatur. För att minska avdunstning ur bassänger bör lufttemperaturen vara ca 2 oC högre än vattentemperaturen. Detta råd kan tyvärr inte följas av anledningen att luften känns obehaglig och kvalmig för instruktörer som arbetar i lokalen.

1 Enl. 2005 års statistik

Page 31: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

26

4.3 Luftbehandling Ventilationen i anläggningen består av fem olika ventilationsaggregat med olika försörjningsområden:

• TA1/FA1……….kontorsdelar • TA2/FA2……….kontorsdelar • LA4…………….spinning, styrketräning och rehab • LA5…………….relax (plan 3) • VÅV…………....simhall

TA1 avser tilluftsfläkt 1 och FA1 frånluftsfläkt 1, vilka samarbetar i ett ventilationsaggregat. Detta aggregat har en roterande värmeväxlare för att ta tillvara på värmeenergin ur frånluften. TA2/FA2 fungerar på samma sätt som TA1/FA1 men har ett annat försörjningsområde. LA4 och LA5 är också värmeåtervinningsaggregat typ FTX. VÅV är även detta utrustat med värmeåtervinning dock i form av växlare kombinerat med värmepump. Med driftkort för luftflöden och vetskapen om rådande tilluftstemperaturer har den årliga fjärrvärmeenergin till ventilationsaggregaten beräknats till ca 315 MWh enligt ekvation (1) och (2) vilket står för ungefär 1/3 av den använda fjärrvärmeenergin.

4.4 Fläktar I de fall där strömmätningar varit möjliga har detta genomförts och använts vid beräkningar av tillförd elektrisk effekt. Detta har i sin tur använts i samband med dokumenterade drifttider för att på så sätt bestämma årlig energiförbrukning per fläkt enligt: drifttidIUEnergiår ⋅⋅⋅⋅= ϕcos3 [Wh] (28) där drifttid = årlig drifttid [h] eller

drifttidIUEnergiår ⋅⋅= [Wh] (29)

För 3-fas- och 1-fasberäkningar används ekvation (28) respektive (29). För fall där mätningar ej varit möjliga att genomföra har tillverkarens uppgifter, avläsning av motorskyddsinställning eller dokumenterade uppgifter använts.

Page 32: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

27

I hela anläggningen används ett stort antal frånluftsfläktar som tillsammans står för en elenergiförbrukning på ca 17 MWh/år. Resterande 194 MWh står de fem olika ventilationsaggregaten för, baserat på uppmätt ström och drifttider.

4.5 Värmeväxlare och värmepump Alla ventilationsaggregat är uppbyggda som FTX system, vilket ger god energieffektivitet. Värmepumpen i VÅV-systemet försörjer det renade badvattnet med ett extra värmetillskott genom att den redan värmeväxlade frånluften används som förångande medium i värmepumpkretsen. Att en värmepump installerats beror på den mycket varma frånluften och den höga relativa luftfuktigheten samt behovet av avfuktning. Avfuktningen möjliggör eventuell återluftsdrift exempelvis nattetid. Vid beräkningar av tillförd fjärrvärmeenergi till ventilationsaggregaten har verkningsgraden hos värmeväxlarna satts till 75 % vilket är ett normalt värde för denna typ av värmeväxlare och tillverkningsår. För att beräkna den årliga värmeenergi som värmepumpen levererar används:

Kapacitet

gAvdunstnindrifttid = [h/år] (30)

där drifttid = drifttid per år [h] gAvdunstnin = beräknad årlig avdunstning [kg/år] Kapacitet = värmepumpens avdunstningskapacitet [kg/h] och

drifttidtVärmeeffekgÅtervinnin ⋅= [kWh] (31) där gÅtervinnin = tillförd värmeenergi värmepump [kWh] tVärmeeffek = avgående värmeeffekt värmepump [kW] Den återvunna värmeenergin ur avluften med hjälp av värmepumpen beräknades till ca 380 MWh/år. Tillför elektrisk energi till kompressorn uppgår årligen till ca 88 MWh enligt ekvation (28): Utifrån dessa värden och ekvation (15) bestämdes COPHP till 4,3 vilket är ett tillfredsställande värde.

Page 33: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

28

4.6 Transmission IKSU spa är en badanläggning kombinerad med träningslokal, relax och andra lokaler vilket gör att den totala värmegenomströmningen i form av transmission blir alltför tidskrävande att med exakthet beräkna. Jag använder mig av U-värden vilka på förhand beräknats för fönster väggar och tak. Eftersom detta är en badanläggning finns också här ett stort antal fönster i framför allt simhallen vilket gör att just denna lokal står för den stora delen av värmeförlusterna sett till ytan. Vidare är temperaturen i simhallen hög och detta resulterar i en stor temperaturdifferens mellan in- och utomhustemperaturerna. Detta är av ytterst avgörande betydelse för hur stor värmeförlusterna skall bli. Med ekvation (17) och mått på lokalen i fråga samt på förhand beräknade U-värden bestämdes de totala årliga transmissionsförlusterna till ca 325 MWh/år. Av dessa energiförluster står simhallen för ca 45 % eller 142 MWh.

4.7 Avdunstning Avdunstning av badvatten beräknas med hänsyn tagen till öppettider. För bassäng och varm källa i denna lokal har den totala avdunstningen beräknats till ca 540 000 kg/år enligt ekvation (24) För att värma detta vatten krävs, enligt ekvation (16) och (24), ca 16 MWh vilket är en liten del i samband med avdunstning. Den stora energimängden som måste tillföras uppstår i samband med förångningen där vatten som övergår till ånga tar energi ur badvattnet vilket kyls i lika stor omfattning. Enligt ekvation (27) krävs 338 MWh/år för att värma det avkylda vattnet till följd av total förångningsenergi. Sammanlagt åtgår en energimängd i alla pooler samt bassängen till följd av avdunstning på ca 380 MWh/år.

4.8 Vattensystemet Vattencirkulationssystemet vid IKSU spa är uppdelat så att de tre varma källorna har ett gemensamt system och simbassängen har ett eget. För vart och ett av dessa vattensystem används två slutna sandfilter, en cirkulationspump samt en utjämningstank. Vidare tillsätts CO2 och flockningsmedel innan filtrering men efter utjämningstanken. Klorering sker som sista steget innan det renade vattnet pumpas ut i bassängen. Systemen är dock inte helt åtskilda utan samma spoltank och spolpump används för backspolning av sandfiltren. Den elenergi som krävs för att driva alla pumpar i anläggningen uppgår till ca 105 MWh/år enligt ekvation (28) och (29).

Page 34: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

29

4.9 Total vattenomsättning Till att börja med är det intressant att veta hur mycket vatten som förbrukas i hela anläggningen och dess fördelning. Vattenfördelningen kan delas upp i 7 olika grupper, simbassäng, varm källa 1, 2, 3, utjämningstank, duschar och annat varmvatten samt kallvatten. För att beräkna mängden spädvatten använder jag mig av kraven för olika typer av bassänger (se avsnitt 2.3.9), samt vetskapen om dimensioneringen för antalet badande per dag.

pooldag KBmängdspädvatten ⋅=

dagl (32)

där dagB = Dimensionerat antal badande per dag

poolK = Rekommenderad spädning beroende på typ av pool Vad gäller duschvattnet så håller varmvattnet ca 60 oC och måste således spädas med ungefär hälften kallvatten med en temperatur av ca 8 oC för att få en behaglig duschtemperatur. Den totala teoretiska vattenomsättningen i denna anläggning uppgår enligt ekvation (32) till ca 9500 m3/år.

4.10 Vattenuppvärmning Efter filtrering finns en krets där en viss del av vattnet avleds och låts cirkulera mot en värmeväxlare kopplad mot ventilationssystemet via ett FVP-system . Dessutom sitter en värmeväxlare innan bassängen vilken arbetar mot fjärrvärme och används som sista värmekälla för att få rätt temperatur ut i bassängen. Effektiviteten hos FVP-kretsen ser till att det oftast inte behövs extra värme innan badvattnet pumpas ut i bassängen utan klarar av att höja vattentemperaturen till önskvärd nivå helt på egen hand. Detta torde inte vara möjligt att åstadkomma utan en tidigare återvinning i systemet i form av blödvattenväxlare. Denna värmeväxlare arbetar mellan det avblödande vattnet och det till utjämningstanken inkommande spädvattnet. Denna typ av återvinning används i de flesta badanläggningar idag och tar tillvara på värmeenergi som i annat fall skulle gå helt förlorad och bara försvinna ut i avloppet. För att värma allt vatten i anläggningen i form av badvatten, duschvatten samt övrigt varmvatten, enligt ovan angivna volym och ekvation (16), krävs en årlig energimängd på ca 349 MWh. Här står duschvattenuppvärmningen för drygt 104 MWh och badvattenuppvärmningen för ca 244 MWh.

Page 35: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

30

4.11 Resultat och energifördelning Fördelningen av energianvändningen uppdelade i fjärrvärme och el med respektive process visas nedan. Detta torde ge en god bild över hur fördelningen mellan olika processer ser ut. Tabell 1. Uppdelning av energikonsumenter för fjärrvärme och el. Årlig energiförbrukning per process

Fjärrvärme *Processvatten Transmission *Tappvarmvatten FJV-ventilationen Återvinning V.P. Total FJV[MWh/år] 494 325 104 315 -380 858

EL Fläktar Pumpar Värmepump Belysning Motorvärmare Total EL

[MWh/år] 211 105 88 112 26Markvärme Övrig el

96 59 700

* Processvatten = Vatten till bassäng (spädvatten) + avdunstning från bassäng * Tappvarmvatten = Duschvatten + övrigt varmvatten

Figur 9. Fördelning av energiförbrukning per process, el och fjärrvärme.

Page 36: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

31

Skillnaden mellan de två blocken el och fjärrvärmeenergi visar att återvunnen värme ur vatten och luft bidrar till minskad förbrukning av fjärrvärmeenergi och en liten ökning av elenergi till följd av kompressorer i värmepumpkretsen.

4.11.1 Åtgärdsförslag IKSU spa är en relativt ny anläggning där stora förändringar av systemlösningarna inte är nödvändiga. Dock finns ett par punkter som bör beaktas.

i. Täckning av poolerna bidrar till energibesparingar utan förändrad systemlösning.

ii. Under de fyra varmaste månaderna uppstår problem med värmepumpens möjligheter att kondensera. Vattnet i stora bassängen blir för varmt till följd av utomhusklimatet. Ändrad systemlösning där mediet i värmepumpkretsen låts kondensera mot det cirkulerande vattnet för varma källor 1, 2 och 3 resulterar i att onödig uppvärmning ej sker.

4.11.2 Besparingar

i. Genom att täcka stora bassängen reduceras fjärrvärmebehovet med ca 45 MWh/år enligt ekvation (24). På grund av varma källornas ringa storlek i förhållande till bassängen blir reduceringen av fjärrvärmebehovet liten i förhållande till den för bassängen.

ii. Den energi som tillsätts badvattnet för att höja temperaturen 1oC mer än nödvändigt

under sommarmånaderna motsvarar 850 kWh vid dimensionerad spädvattenmängd baserat på antalet badande.

Page 37: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

32

5. Energistudier vid Bjurholms badanläggning

(Bild: Bjurholms badanläggning [3:7])

5.1 Anläggningen Badet i Bjurholm år en kommunal anläggning bestående av en simbassäng på dryga 16 meter samt en liten plaskdamm, dessutom finns bastu på två olika ställen i lokalen. Anläggningen är öppen året om utom sommaren då skolorna håller stängt. Under ett år har man ca 11 000 besökare som nyttjar badet. Utifrån den uträknade energin samt vetskapen om antalet besökare och den totala arean kan nyckeltalen bestämmas till: 1,0 2m

MWh och 61,3 badandekWh

5.2 Temperaturer Under ett år har man ca 270 dagar vanligt bad med en temperatur på 28 oC. Dessutom finns möjligheten till varmbad i bassängen under ca 40 dagar per år med en temperatur på 31 oC. Lufttemperaturen i simhallen är ca 28 oC under hela året och temperaturen i de övriga lokalerna är 20 oC. För att minska den totala avdunstningen av vatten från bassänger bör man hålla en lufttemperatur i lokalen på ca 2 oC högre än vattentemperaturen. Detta råd följs inte av samma anledning som tidigare, att luften kan kännas kvalmig.

Page 38: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

33

5.3 Luftbehandling Badhuset är en separat byggnad med undantag från en passage till andra lokaler inom skolområdet. För att försörja denna anläggning med luft används två ventilationsaggregat, ett för omklädningsrum, entré och övriga utrymmen medan det andra endast försörjer badutrymmet.

• TA1/FA1 försörjer baddelen. • TA2/FA2 med FA3 försörjer resterande utrymmen i lokalen.

Ingen av dessa aggregat använder sig av roterande värmeväxlare. Enligt ekvation (1) och (2) beräknades den årliga fjärrvärmeenergin för de två ventilationsaggregaten uppgå till ca 215 MWh, vilket står för ungefär hälften av fjärrvärmeenergin till byggnaden. TA1/FA1 står för ca 165 MWh/år och TA2/FA2 med FA3 för ca 50 MWh/år.

5.4 Fläktar I denna anläggning används fem stora fläktar där två är tillufts- och tre är frånluftsfläktar. Tilluftsfläktarna är som sagts TA1 för baddelen och TA2 för övriga lokaler. Frånluftsfläktar är kopplade så att en betjänar badet och två de resterande utrymmena. Den beräknade tillförda eleffekten till de två ventilationsaggregaten är ca 40 MWh/år och baseras på uppmätt ström och drifttid enligt ekvation (28).

5.5 Värmeväxlare och värmepump För att ta tillvara på energin i frånluften använder man sig av två olika energiåtervinningsmetoder. Den ena består av en krets med cirkulerande glykolblandning vilken verkar mellan två batterier i till- och frånluftskanalerna. Den andra kretsen är en värmepumpkrets kopplad likt den ovan men jobbar efter den andra då mediet i värmepumpkretsen kan förångas även vid lägre temperatur. Efter dessa två återvinningssteg har avluften en temperatur på ca 15 oC. Den levererade värmeeffekten från dessa återvinningssystem har beräknats till ca 210 MWh/år med hjälp av ekvation (9) och (16). Trots detta håller avluften en temperatur över 10 oC, vid genomförd mätning. Elenergin till kompressorn uppgår årligen till ca 15 MWh enligt ekvation (29) Vid verkningsgradsberäkning hos dessa två återvinningssystem tillsammans bestämdes verkningsgraden till 56 % vilket inte är en tillfredsställande siffra. Denna beräkning

Page 39: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

34

genomfördes dessutom under en dag med relativt låg utomhustemperatur vilket gör att verkningsgraden kommer avta när temperaturen på orten ökar.

5.6 Transmission Transmissionsförlusterna som råder i denna anläggning består till 2/3 av förluster från baddelen medan resterande förluster uppstår i byggnadens övriga lokaler. Detta har att göra med den höga temperatur som råder i badet men också på den stora arean fönster. Med hjälp av ekvation (17), (20) samt (21) beräknades de totala transmissionsförlusterna uppgå till ca 100 MWh/år. För att få en uppfattning om hur stor del av transmissionsförlusterna som uppkommer i baddelens fönster kan nämnas att de står för ca 30 % av förlusterna men består bara till ca 6 % av den totala transmissionsytan.

5.7 Avdunstning Avdunstningen i denna badanläggning måste beräknas på två olika sätt, ett för normaltempererat badande och ett för varmbad. Vidare beror avdunstningen på aktivitet vilket gör att dag- och nattdrift måste tas med i beräkningarna. Under ett år uppgår den totala avdunstningen, i enlighet med ekvation (24), till ca 155 000 kg vilket medför att nytt vatten med samma volym måste tillföras och värmas. Denna uppvärmning uppgår till ca 4 MWh/år, enligt ekvation (16) och (24). Vid avdunstning av vatten tas energi från det varma badvattnet under fasövergången från vatten till ånga vilket gör att det befintliga badvattnet kyls av med samma mängd energi. Det är denna energi som måste tillföras det cirkulerande vattnet för att kunna hålla temperaturen på konstant nivå. Storleken på denna förångningsenergi beräknas med hjälp av ekvation (27) uppgå till ca 97 MWh/år.

5.8 Vattensystemet Bjurholms badanläggning skiljer sig från många av dagens anläggningar vad gäller filtrering. Istället för att använda sig av sandfilter, vilket är det vanligaste, har man ett vakuumdiatomitfilter. Vattnet som svämmar över i skvalprännorna leds till en utjämningstank för att sedan sugas upp till filtrering med en uppfordringspump. Efter filtrering pumpas vattnet tillbaka med cirkulationspumpen.

Page 40: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

35

Det vatten som svämmar över skvalprännorna vid hög badbelastning leds direkt till avloppet vilket medför att mycket energi i form av värme försvinner ut ur anläggningen till ingen nytta. Den elektriska energin som går åt till att driva cirkulationspumpen, uppfordringspumpen samt alla mindre pumpar till shuntgrupperna uppgår till ca 44 MWh/år enligt formel (28) och (29).

5.9 Total vattenomsättning Denna anläggning har genomgått förändringar vilket gör att dimensionerad spädvattenmängd inte stämmer. Således har antalet badande per dag använts i kombination med kraven om spädvattenmängd för att hitta teoretiskt möjlig lägsta spädvattenmängd. Dock kan denna siffra endast användas som riktvärde då verklig spädvattenmängd uppgår till ca 3500 m3/år.

5.10 Vattenuppvärmning Uppvärmningen av badvattnet i denna anläggning sker med hjälp av fjärrvärme som värmer vattnet till önskvärd temperatur efter filtrering via en plattvärmeväxlare. Det sker alltså ingen återvinning av värme ur blödvatten, duschvatten eller annat utan all vattenvärme tillförs via fjärrvärmeväxlare. Med hjälp av ekvation (16) bestämdes den årliga fjärrvärmeenergin som måste tillföras bad- och duschvatten till 109 MWh. Teoretiskt skulle denna siffra kunna minskas nästan fem gånger, men då är risken stor att halten bundet aktivt klor blir för stor (se avsnitt 2.3.4).

Page 41: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

36

5.11 Resultat och energifördelning Fjärrvärme- och elektrisk energifördelning visar på processernas betydelse i den totala energianvändningen. Tabell 2. Uppdelning av energikonsumenter för fjärrvärme och el. Årlig energiförbrukning per process

Fjärrvärme *Processvatten Transmission *Tappvarmvatten Luftbehandling Total FJV

[MWh/år] 198 99 12 217 526

EL Fläktar Pumpar V.P. Belysning Övrigt Total EL

[MWh/år] 40 44 16 12 36 149

* Processvatten = Vatten till bassäng (spädvatten) + avdunstning från bassäng * Tappvarmvatten = Duschvatten + övrigt varmvatten

Figur 10. Fördelning av energiförbrukning per process, el och fjärrvärme där balansen mellan blocken el och

fjärrvärme kunde varit bättre med någon form av energiåtervinning.

Page 42: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

37

Den elektriska energin står för ca 1/5 av den totala energikonsumtionen och fördelas mellan fläktar, pumpar, värmepumpens kompressor, belysning samt övrig el, där bastuaggregaten står för den stora konsumtionen. Fördelningen mellan energiformerna el och fjärrvärme visar att det till största delen är fjärrvärmeenergi som konsumeras.

5.11.1 Åtgärdsförslag Efter genomförd energianalys har jag funnit ett flertal potentiella energibesparande åtgärder som skulle bidra till att minska energiförbrukningen.

i. Den befintliga energiåtervinningen ur frånluften med hjälp av glykolslinga och värmepump fungerar inte tillfredsställande. Funktionen hos denna bör kontrolleras och åtgärdas. En verkningsgrad på 70-80 % torde vara rimlig att uppnå med befintligt system.

ii. Frånluften från aggregat TA2/FA2 går direkt ut ur lokalen utan återvinning. Någon form av återvinning ur denna luft borde finnas. Rimligtvis skulle en roterande värmeväxlare med en verkningsgrad på ca 75 % kunna installeras eller även här en återvinning med hjälp av frånluftsvärmepump kunde vara ett alternativ.

iii. Översvämmat vatten från skvalprännorna vid hög badbelastning borde ledas tillbaka

till utjämningstank eller värmeväxlas mot inkommande spädvatten före avtappning till avlopp.

iv. För att minska avdunstningen av badvatten kan övertäckning av simbassäng tillämpas.

Den stora besparingen ligger i att förångningsenergin blir lägre då mindre vatten avdunstar.

v. Undersöka möjligheten till att använda sig av återluft för att minska mängden uteluft

som måste värmas.

5.11.2 Besparingar

i. TA1/FA1 får en årlig fjärrvärmeförbrukning på ca 94 MWh/år med 75 % verkningsgrad hos värmepump- och glykolkrets. Detta medför en minskning på ca 151 MWh/år.

ii. Roterande värmeväxlare för aggregat TA2/FA2 med 75 % verkningsgrad ger en årlig fjärrvärmeförbrukning på ca 13 MWh. Detta är en minskning med ca 40 MWh/år.

iii. Enligt beräkningar kan översvämmat vatten värmeväxlas mot inkommande kallvatten med en energiåtervinning på ca 83 MWh/år, vid en värmeväxlarverkningsgrad på

90 %.

Page 43: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

38

iv. Täckt pool nattetid ger en årlig energibesparing motsvarande 30 MWh. Kan med

säkerhet betraktas som ekonomiskt försvarbart med relativt kort ”pay-off tid”. Vidare kan bassängen täckas dagtid när inget badande råder och på så vis spara ännu mera energi. Detta är då endast möjligt med en anordning som är snabb och enkel att applicera.

v. Undersökningar om lämplig mängd återluft bör genomföras för att klara de krav som

ställs på luft i denna typ av lokaler. Vid en uteluftmängd av 30 % i badhusaggregatet kan fjärrvärmebehovet reduceras från ca 240 till 70 MWh/år. Denna åtgärd medför ändrade driftförhållanden hos värmepumpen. Någon form av avfuktning kommer att vara nödvändig.

Page 44: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

39

Tabell 3. Energibesparande åtgärder per kategori fjärrvärme Årlig energireducering per process

*Processvatten Transmission *Tappvarmvatten Luftbehandling Tot

FJV idag [MWh/år] 198 99 12 217 526

Besparingar [MWh/år] 113 – – 191 304

(i ) V.P. + glykol – – – 151(i i ) VVX TA2/FA2 – – – 40

(iii ) Spillvatten 83 – – –

(iv ) Täckt pool 30 – – –

Slutlig förbrukning 85 99 12 26 222

* Processvatten = Vatten till bassäng (spädvatten) + avdunstning från bassäng * Tappvarmvatten = Duschvatten + övrigt varmvatten

Fördelning FJV-reducering

0

50

100

150

200

250

*Processvatten Transmission *Tappvarmvatten Luftbehandling

Kategori

[MW

h/år

]

(i) V.P. + glykol

(ii) VVX TA2/FA2

(iii) Spillvatten

(iv) Täckt pool

Slutlig förbrukning

Figur 11. Fördelning av fjärrvärmebesparande åtgärder per process.

Dessa åtgärder visar att ventilationsaggregaten har stor potential att minska sin fjärrvärmeförbrukning. Även spillvattenåtervinning gör att uppvärmningen av spädvatten reduceras kraftigt. Sist nämnda åtgärdsförslag om återluft inkräktar på dessa metoder och lämnas därför utanför. Återluften kommer kräva någon form av avfuktning vilken bestäms av inkommande uteluftmängd och avdunstningen nattetid.

Page 45: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

40

6. Energistudier vid Umeå simhall

(Bild: Umeå simhall [3:8])

6.1 Anläggningen Umeå simhall är en kommunal badanläggning vilken drivs av företaget Synerco AB. Anläggningen består av en simbassäng, en undervisningsbassäng, en plaskdamm samt motionslokal, klubbrum, servering och bastumöjligheter. Under ett år håller badet öppet i 48 veckor, där resterande fyra veckors stängning infaller i samband med semestermånaden juli. Antalet badande 2005 uppgick till 146 314 medan det totala antalet besökare uppgick till 182 273. Nyckeltalen bestämdes till:

0,5 2mMWh 22,2 badande

kWh

6.2 Temperaturer Under ett år finns möjlighet till varmbad i undervisningsbassängen vid en temperatur av 32 oC. Under resterande tid är temperaturerna i undervisnings- och simbassängen 30 resp. 28 oC. Plaskdammen håller konstant vattentemperaturen 32 oC. Lufttemperaturen i simhallen är 28,6 oC. Undervisningsbassängen håller normalt en temperatur av ca 30 oC och vid varmbad 31,5 oC. Lufttemperaturen i de övriga lokalerna är ca 20 oC. Under Juli månad håller badet stängt.

Page 46: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

41

6.3 Luftbehandling I anläggningen finns tre huvudventilationsaggregat vilka har följande beteckningar och försörjningsområden:

• TA1/FA1 med TF1 betjänar simhallen samt övningshallen. • TF2 betjänar lilla simhallen. • TA3/FF3 med TF3 betjänar omklädning, servering, hytter, motion,

klubbrum, personalrum m.m. Förutom dessa ventilationsaggregat andra mindre aggregat för uppvärmning av mindre delar som exempelvis luftridån vid entrén. Av ovan nämnda aggregat används roterande växlare, typ FTX, i aggregat TA3/FA3. TA1/FA1 med TF1 använder sig av en s.k. Ecothermåtervinning, vilken avfuktar frånluften för att sedan förvärma tilluften. Vidare används också en värmepump i syfte att avfukta frånluften men för att värma tilluften, poolvattnet eller varmvattnet. TA2 använder sig delvis av återluften från stora simhallen, då frånluften från lilla simhallen avgår via aggregat TA1/FA1, men också av uteluft. Returluften avfuktas med hjälp av samma värmepump som vid avfuktningen vid TA1/FA1. Enligt ekvation (1) och (2) beräknades den årliga fjärrvärmeenergin för ventilationsaggregaten uppgå till ca 705 MWh.

6.4 Fläktar Anläggningen har ett stort antal fläktar där de största återfinns i ventilationsaggregaten. Beräknad tillförd eleffekt till anläggningens fläktar beräknades uppgå till ca 490 MWh/år, enligt ekvation (28) och (29).

6.5 Värmeväxlare och värmepump För aggregat TA1/FA1 med TF1 används en glykolkrets och en värmepump. Dessa har till uppgift att avfukta cirkulationsluften samt ta tillvara på energi ur frånluften. Glykolkretsen jobbar mellan frånluft och tilluft med hjälp av ett återvinningsbatteri i frånluftskanalen och två i tilluftskanalen. Värmepumpen avfuktar vid behov frånluften i samma aggregat samt i aggregat TF2 för att via återvinningsbatteri i tilluftskanal TA1/FA1, värmeväxlare i cirkulationsvattnet samt värmeväxlare i varmvattenkretsen överföra återvunnen värme.

Page 47: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

42

6.6 Transmission De transmissionsförluster som uppkommer består till stor del av förluster från simhallen. Detta eftersom denna del av byggnaden håller en hög temperatur och har stora fönsterytor. Transmissionsförlusterna har beräknats med hjälp av ekvationerna (17), (20) och (21). De totala transmissionsförlusterna för hela anläggningen uppgår till ca 445 MWh/år där en fördelning på olika delar visas nedan:

• Simhallen 210 MWh/år. • Lilla simhallen 55 MWh/år. • Övriga lokaler, markplan 120 MWh/år. • Källare 110 MWh/år.

I detta fall består väggarna av 16 cm mineralull och 10 cm betong med samma värmeledningsförmåga som ovan nämnda i fallet med Bjurholms badanläggning.

6.7 Avdunstning Öppettiderna samt stängning under juli månad bidrar till en årlig avdunstning från alla bassänger motsvarande 1300 m3/år. Energin som krävs för att värma det avkylda vattnet till följd av fasövergång från vatten till ånga uppgår årligen till ca 813 MWh medan uppvärmning av reducerad vattenmängd till följd av avdunstning endast är 34 MWh/år enligt formel (27) och (16). Detta bidrar till en årlig energiförbrukning av 847 MWh.

6.8 Vattensystemet I denna anläggning används öppna sandfilter med tillsats av desinficerande natriumhypoklorit för vattenrening. Detta i samband med utjämningstank och spoltank utgör i stort vattenreningssystemet, vilket inte är uppdelat på olika delar beroende på bassäng. Med hjälp av formel (1) och (2) har pumparnas elenergianvändning beräknats till 315 MWh/år.

6.9 Total vattenomsättning Likt fallet med Bjurholms badanläggning kan endast antalet badande utnyttjas vid beräkningar av teoretiskt lägsta möjliga spädvattenmängd. Spädvattenmängden uppgår årligen till ca 31000 m3 och där den totala vattenförbrukningen är ca 38000m3/år.

Page 48: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

43

6.10 Vattenuppvärmning För att värma bad-, dusch- och övrigt varmvatten utnyttjas fjärrvärme. Den årliga fjärrvärmekonsumtionen för att värma detta vatten uppgår till ca 1060 MWh, och bestäms av ekvation (16), där uppvärmningen av spädvattnet, exklusive avdunstningseffekter, motsvarar ca 81 % av den totala förbrukningen.

6.11 Resultat och energifördelning Tabell 4. Uppdelning av energikonsumenter för fjärrvärme och el. Årlig energiförbrukning per process

Fjärrvärme *Processvatten Transmission *Tappvarmvatten Luftbehandling V.P. Total FJV

[MWh/år] 1708 495 198 704 -1209,6 1896

EL Fläktar Pumpar V.P. Belysning Övrigt Total EL[MWh/år] 491 314 526 135 312 1778

* Processvatten = Vatten till bassäng (spädvatten) + avdunstning från bassäng * Tappvarmvatten = Duschvatten + övrigt varmvatten

Page 49: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

44

Figur 12. Fördelning av energiförbrukning per process, el och fjärrvärme.

6.11.1 Åtgärdsförslag Förslag på ändrad systemlösning, drifttider samt metod för minskad avdunstning.

i. Ingen återvinning sker idag från blödvattnet, utan detta lagras direkt i spoltanken för att senare spolas ut i avloppet via filtren. En plattvärmeväxlare mellan blöd- och spädvatten bör ha en verkningsgrad på ca 90 %.

ii. Spädvattenmängden är för hög beroende på den alltför höga halten bundet aktivt

klor. Detta kan lösas med installation av ex. UV-ljus belysning eller en kombination av ozondesinfektion och aktiva kolfilter (se avsnitt 2.3)

Page 50: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

45

iii. Undersöka möjligheten till gråvattenåtervinning1. Beroende på befintlig systemlösning kan detta vara en lämplig metod för återvinning av stora energimängder.

iv. För att minska avdunstningen av badvatten kan övertäckning av simbassäng

tillämpas. Den stora besparingen ligger i att förångningsenergin blir lägre då mindre vatten avdunstar.

v. Bastuaggregaten står för en stor elenergiförbrukning vilken kan minskas om

lösningen med förbastu tas bort och om drifttiderna ses över.

6.11.2 Besparingar

i. Vid bibehållen blödvattenmängd samt installation av plattvärmeväxlare mellan blöd- och spädvatten kan fjärrvärmeenergiförbrukningen för uppvärmning av spädvatten reduceras från ca 860 MWh/år till 120 MWh/år, alltså en besparing på ca 740 MWh/år. Vid installation av denna växlare bör hänsyn tas till värmepumpens kondenseringsmöjligheter då problem med befintlig systemlösning kan medföra svårigheter.

ii. Installation av kloraminreducerande utrustning gör att blödvattenmängden minskar

kraftigt vilket gör att energin som krävs för att värma inkommande spädvatten minskar från ca 860 MWh/år till ca 320 MWh/år alltså en minskning med 540 MWh/år. Vid installation av utrustning för kloraminreducering bör alternativet med blödvattenvärmeväxlare betänkas då dess inverkan på energikonsumtionen avtar kraftigt i kombination med detta alternativ. Samma svårigheter som vid föregående förslag kan komma att inträffa med värmepumpens kondenseringssvårigheter.

iii. Installation av värmeväxlare för gråvatten med en temperatur av 26 oC medför en

energiåtervinning av ca 130 MWh/år. Beroende på befintlig systemlösning kan alternativet bidra till stora besparingar.

iv. Övertäckning av bassängerna nattetid medför en reducering av åtgående

förångningsenergi med ca 170 MWh/år. Den energi som åtgår till att värma avdunstat vatten i forma av utökad spädvattenmängd är liten i förhållande till förångningsenergin vilket gör att denna ej tas med i beräkningarna.

v. Bastuaggregatens drifttider kan ses över och eventuellt reduceras vilket medför stora

besparingar. Vid en reducering av drifttiderna med 10 % minskar elenergiförbrukningen med ca 30 MWh/år. Alternativet med förbastu bör ses över.

1 Återvinning av värmeenergi ur duschvatten.

Page 51: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

46

Tabell 5. Energibesparande åtgärder per kategori fjärrvärme Årlig energireducering per process

*Processvatten Transmission *Tappvarmvatten Luftbehandling V.P. TotFJV idag [MWh/år] 1708 495 198 704 -1209,6 1896

(i ) Blödvatten VVX 743 – – – – –(ii ) Kloraminreducering 541 – – – – –

(iii ) Gråvattenåtervinning 133 – – – – –(iv ) Täckt pool 175 – – – – –

* Processvatten = Vatten till bassäng (spädvatten) + avdunstning från bassäng * Tappvarmvatten = Duschvatten + övrigt varmvatten Dessa åtgärder kan kombineras likt ovan angivna förslag med hänsyn tagen till värmepumpens funktion vid ändrade systemlösningar. Blödvattenvärmeväxlare kan med fördel kombineras med gråvattenåtervinning och täckning av bassänger medan kloraminreducerande åtgärder och blödvattenvärmeväxlare ger annan återvinning än redovisad.

Page 52: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

47

7. Diskussion Badanläggningar som studerats i detta arbete har mer eller mindre komplexa systemutformningar och styrsystem vilket gör att den beräknade årliga energianvändningen per process ger en god bild över var och i vissa fall varför en viss process bidrar till en specifik energiförbrukning. Eftersom detta arbete behandlar årlig energianvändning kan det i vissa fall vara svårt att med exakthet bestämma den totala energianvändningen per process då all data inte finns dokumenterad eller att mätningar är svåra att genomföra. Dock stämmer mina beräkningar bra överens med den totala energianvändningen, där sådan varit tillgänglig, för summan av processer inom el och fjärvärme. Intressant vore att undersöka möjligheten att implementera multivariat dataanalys i styrsystemen för behandling av luft och vatten då dessa styrs av många variabler. Detta vore ett arbete vilket torde resultera i effektivare energianvändning där också tydligheten av variablernas beroende av varandra skulle öka.

8. Slutsatser De badanläggningarna som studerats har problem att hålla nere halten bundet aktivt klor utan att avblöda mer än vad som krävs. Detta bundna klor i form av kloraminer bidrar till dålig lukt och ögon- och hudirritation samtidigt som reningseffekten avtar. Detta kan lösas med hjälp av UV-ljusbehandling eller ozonoxidation i kombination med aktiva kolfilter. Om rekommenderade gränsvärden på spädvattenmängder hålls kan god energieffektivisering uppnås genom att mindre spädvatten måste värmas och tillsättas. Vidare bör möjligheten till täckning av bassänger nattetid ses över då detta reducerar avdunstningen. Förutom dessa metoder för att reducera halten kloraminer och övertäckning av bassänger nattetid, vilka är gemensamma för alla studerade anläggningar, finns behov av annan energieffektivisering. För Bjurholms- och Umeås simhall bör installationer av värmeväxlare mellan blödvatten och spädvatten installeras vilket ger mycket god energiåtervinning. Att med enkla medel reducera användningen av elektrisk energi återfinns endast hos Umeå simhall, där en minskad driftstid hos bastuaggregaten bör undersökas.

Page 53: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

48

Referenser [1:] Böcker, artiklar, samlingar [1] Çengel, Yunus A., et al. (2002), ”Thermodynamics: an engineering approach” New York, McGraw-Hill, ISBN 0-07-238332-1 [2] Jonsson, Jan, et al. (1993), “Bassängbad: Vattenrening” Älvsjö, Kommentus Förlag AB, ISBN 91-7099-288-6 [3] Culligan TEKO, ”Vattenbok”, (informationspärm) [4] Pahlén, Swimmingpoolutrustning, Dokument Autodos vid IKSU, (2005-01-14), Upplands Väsby [5] Statens planverks författningssamling. (1980), ”Svensk byggnorm, SBN 1980”, Stockholm, Liber förlag, ISBN 91-38-05209-1 [6] Çengel, Yunus A. (2003), “Heat transfer: a practical approach” New York, McGraw-Hill, ISBN 0-07-245893-3 [2:] Internet [1] Nordenbladh, Christina. Boverket, ”Konverteringsstöd från direktverkande el i bostadshus” http://www.boverket.se/templates/Page.aspx?id=1835, (2006-03-24) [2] Nordenbladh, Christina. Boverket, ”Konverteringsstöd från oljeuppvärmningssystem i småhus” http://www.boverket.se/templates/Page.aspx?id=1835, (2006-03-28) [3] Statens offentliga utredningar, ”Energideklarering av byggnader: För effektivare energianvändning” http://www.sweden.gov.se/content/1/c6/03/29/08/9aa6383d.pdf, (2004) [4] Statens Energimyndighet, ”Energiläget 2005” http://www.stem.se/web/biblshop.nsf/FilAtkomst/ET2005_23w.pdf/$FILE/ET2005_23w.pdf?OpenElement, (2005-11), Eskilstuna [5] Boverket, ”Boverkets Byggregler” http://www.boverket.se/templates/Page.aspx?id=1294, (2006-05) [6] Trans Instruments, Pool and Spa,

Page 54: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

49

http://www.transinstruments.com/Applications/pool.htm, (2003) [7] Dantherm, “Projektering och dimensionering” http://www.dantherm.se/Download/Kataloger/Ventilation-2.aspx, (2006-02) [8] VDI, ”VDI 2089” http://www.vdi.de/vdi/vrp/richtliniendetails/index.php?ID=2714632, (2006-03) [3:] Bilder [1] Statens Energimyndighet, ”Energiläget 2005” http://www.stem.se/web/biblshop.nsf/FilAtkomst/ET2005_23w.pdf/$FILE/ET2005_23w.pdf?OpenElement, (2005-11), Eskilstuna [2] Pahlén, Swimmingpoolutrustning http://www.pahlen.com/sve/ompooler.php?page=principskiss, (2005), Upplands Väsby [3] Trans Instruments, Pool and Spa, Chlorination, http://www.transinstruments.com/Images/phGraph.gif, (2006-04-06) [4] Lenntech, UV-desinfektionssystem http://www.lenntech.com/uv_pools.htm, (2006-01-27) [5] Skiss flockningsmekanism http://www.karlstad.se/tv/va/avlopp/flock.shtml (2006-01-27) [6] IKSU spa, Byggnadsfoto http://www.iksu.se/iksu_templates/spa_Info____7466.asp, (2006-02) [7] Bjurholms bad, Badfoto http://www.bjurholm.se/, (2006-03) [8] Umeå simhall, Badfoto http://www.simhallen.se/umea/, (2006-05)

Page 55: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

50

Appendix Bilagor Bilaga 1A Avdunstning IKSU spa Simhallen Area [m 2] Temp luft [oC] Temp vatten [oC] RF

Simbassäng 140 32 33,5 45

Varm källa 2,4 32 38 45

PB [mbar] PL [mbar] Avdunstning dag [kg/h] Avdunstning natt [kg/h]

Simbassäng 52,13 21,6 85,484 21,371

Varm källa 66,81 21,6 2,17008 0,54252

Avdunstning dag [kg/år] Avdunstning natt [kg/år]

463909,2184 75985,1306

Avdunstning [kg/år]

Simbassäng 526528,0125

Varm källa 13366,3365

Summa 539894,349

Täckt pool Avdunstning natt [kg/h]

Simbassäng 2,1371

Varm källa 0,054252

Avdunstning [kg/år]

Simbassäng 459834,4643

Varm källa 11673,26721

Summa 471507,7315

Minskning 68386,61754

Uppvärmning Cp [kJ/kgoC] ?T [oC] Uppvärmning [MWh/år] Uppvärmning förlorat vatten!

Simbassäng 4,18 25,5 15,5896169

Varm källa 4,18 30 0,465594055

Summa 16,05521096

Täckt pool Uppvärmning [MWh/år]

Simbassäng 13,6149321

Varm källa 0,406618808

Summa 14,0215509

Minskning 2,033660055

Förångning hfg [kJ/kg] Ångbildningsvärme [MWh/år] Avkylning ty ångbildning!

2257 338,4837627 Vent.förluster Cp [kJ/kgoC] 20 % Uteluft [m3/h] drifttid [h/år] Värmeåtervinning

1,005 3000 5330 0,75

Temp luft in [oC] Ventilationsförluster [MWh/år] 37 46,8706875

Page 56: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

51

Värmepump Värmeeffekt [kW] Kapacitet Värmepump [kg/h] Driftstid [h/år]

(dag) 52,9 81,8 5671,261839

(natt) Åtevinning [MWh/år] 50,3 1510,638779

379,9225427 Summa 7181,900618

Uppvärmning ?T [oC] Cp [kJ/kgoC] PB [mbar] PL [mbar]

Varm källa 2 15 4,18 73,8 12,6

Varm källa 3 15 4,18 73,8 12,6

Area [m 2] RF Avdunstning dag [kg/h] Avdunstning natt [kg/h]

Varm källa 2 2 40 3,4272 0,612

Varm källa 3 2 40 3,4272 0,612

Avdunstning [kg/år] Ångbildningsvärme [MWh/år] Uppvärmning [MWh/år]

Varm källa 2 20366,136 12,76843582 0,354710202

Varm källa 3 20366,136 12,76843582 0,354710202

Summa 25,53687164 0,709420404

Täckt pool Avdunst. natt [kg/år] Ångbildningsvärme [MWh/år] Avdunstning [kg/år]

Simbassäng 7410,39425 296,6706131 473200,8008

Avdunstning Energi [MWh/år]

Summa 380,7852657

Bilaga 1B Transmission IKSU spa Rumsvolym [m 3] Ytterväggar [m 2] Innerväggar [m 2] Simhall 2565 123 114

Fönster [m 2] Yttertak [m 2]

Simhall 261 428 Yttervägg [W/m2 oC] Fönster [W/m2 oC] Yttertak [W/m2 oC] Innervägg [W/m2 oC]

U-värde 0,27 1,3 0,236 0,8

Simhall [oC] Medel Ute [oC] Temperaturer 32 3,4 Yttervägg [W] Innervägg [W] Fönster [W] Yttertak [W]

Transmission 949,806 2608,32 9703,98 2888,8288

Summa [W] Transmission [kWh/år]

Transmission 16150,9348 141,4821888

Hus-bad U-värde [W/m2 oC] Medel inne [oC] Area [m 2] Transmission [kWh/år]

1 25 970 183,53952

Transmission Transmission [kWh/år]

Summa 325,0217088

Page 57: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

52

Bilaga 1C Vatten IKSU spa Vatten Standardspädning [l/badande] Badande/dygn Spädvattenmängd [l/dygn]

Simbassäng 30 200 6000

Varm k. 1 60 80 4800

Varm k. 2 60 60 3600

Varm k. 3 60 60 3600

Utjämningstank – – –

Duschar m.m. – – –

Kallvatten –

Backspolning 600 m3/år

Spädvattenmängd [m 3/år] ?T Energi [MWh/år]

Simbassäng 2190 11,5 29,15485558

Varm k. 1 1752 16 32,45062187

Varm k. 2 1314 16 24,3379664

Varm k. 3 1314 16 24,3379664

Utjämningstank 1000 25,5 29,51950833

Duschar 1920 104,4643307

Kallvatten – – –

Summa 9490 244,2652493

Duschar Antal besökare 2004

64000

Andel vatten Flöde [l/s]

Varmvatten 0,5 0,1

Kallvatten 0,5 0,1

Varaktighet [min/dusch] Temperatur [oC] Flöde per dusch [l]

Varmvatten 5 55 30

Kallvatten 5 8 30

Flöde [m 3/år] Densitet vatten [kg/m 3] Uppvärmning [MWh/år]

Varmvatten 1920 997 104,4643307

Kallvatten 1920 – –

Summa 104,4643307

Extra tempökn. ?T [oC] Energi [kWh/år]

simhallen 1 845,0682778

Page 58: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

53

Bilaga 1D FJV IKSU spa Fjärrvärme 2004

Totalt [MWh] Bostad Spa

Jan - Feb 290,89 90 200,89

Mars - April 307,08 80 227,08

Maj - Juni 189,37 40 149,37

Juli - Aug 146,17 20 126,17

Sept - Okt 205,66 70 135,66

Nov - Dec 332,88 80 252,88

Summa 1472,05 380 1092,05

2005

Totalt [MWh] Bostad Spa

Jan - Feb 342,91 93 249,91

Mars - April 263,98 83 180,98

Maj - Juni 142,67 38 104,67

Juli - Aug 84,64 20 64,64

Sept - Okt 180 70 110

Nov - Dec 300 80 220

Summa 1314,2 384 930,2

Tmedel [oC] ute Fläktar Värmeåtervinning 3,4 TA1 (FTX) 0,75

TA2 (FTX) 0,75

Cp luft [kJ/kg K] LA4 (FTX) 0,75

1,005 LA5 (FTX) 0,75

VÅV 0,75

? luft [kg/m 3]

1,25

Fläktar Tid [h] Uteluft [m 3/h] Temp [oC] massflöde luft [kg/s] Uppvärmning [MWh/år]

TA1 (FTX) 5475 8600 22 2,986111111 76,40276953

TA2 (FTX) 5475 7600 22 2,638888889 67,51872656

LA4 (FTX) 5148 7000 22 2,430555556 58,47404063

LA5 (FTX) 5772 6000 25 2,083333333 65,259675

VÅV 5330 3000 37 1,041666667 46,8706875

Summa 314,5258992

Total FJV Energi [MWh/år]

858,4292883

FJV-Uppdelning Avdunstning Transmission Vatten FJV-ventilationen Återvinning V.P.

Energi [MWh/år] 354,5389737 325,0217088 244,2652493 314,5258992 -379,9225427

Nyckeltal Area [m 2] Antal badande Energi per m 2 [MWh] Energi/badande [kWh]

7200 40000 0,216448512 38,96073221

Page 59: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

54

Total el Energi [MWh/år]

700

Bilaga 1E EL IKSU spa Fläktar Ström [Ampére] Spänning [Volt] Ber. effekt [W] Effekt [W] Tid [h] Energi [kWh/år]

TA1 9,8 400 4220,507386 5475 23107,27794

FA1 11 400 4737,304209 5475 25936,74055

TA2 8,1 400 3488,378554 5475 19098,87258

FA2 6,8 400 2928,515329 5475 16033,62143

LA4 Till 6 400 2583,984114 5148 13302,35022

LA4 Från 4,3 400 1851,855282 5148 9533,350991

LA5 Till 3,5 400 1507,324067 5772 8700,274512

LA5 Från 4,8 400 2067,187291 5772 11931,80505

VÅV Till dag 5200 5330 27716

natt 1733,333333 3430 5945,333333

VÅV Från dag 5200 5330 27716

natt 1733,333333 3430 5945,333333

FF1 0,37 230 85,1 745,476

FF10 –

FF3 0,37 230 85,1 745,476

FF5 går ej! –

FF7 0,37 230 85,1 745,476

FF KAMIN –

FF KÖK –

FF TAK 1,5 230 345 3022,2

FF TVÄTT –

FF1B –

FF2 1,35 230 310,5 2719,98

FF4 1,35 230 310,5 2719,98

FF6 1,35 230 310,5 2719,98

FF8 1,9 230 437 3828,12

Fläktar Energi [MWh/år]

Summa 211,4681719

Pumpar Ström [Ampére] Spänning [Volt] Ber. effekt [W] Effekt [W] Tid [h] Energi [kWh/år] Bassängpump P1 5600 8760 49056

Källpump P6 4100 8760 35916

Spolpump P2 7500 78 585

P1 SHG 1 150 8760 1314

P1 SHG 3 (CP1) 150 8760 1314

CP2 (VP krets) 0,37 400 159,345687 7181,9 1144,40479

VS1-P1 600 8760 5256

VS2-P1 230 600 8760 5256

VS11-P1 (Golvv) 0,53 230 121,9 8760 1067,844

TA1-P1 230 44 8760 385,44

TA2-P1 230 65 8760 569,4

LA4-P1 0,9 230 207 8760 1813,32

LA5-P1 0,9 230 207 8760 1813,32

Page 60: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

55

Pumpar Energi [MWh/år]

Summa 105,4907288

Värmepump Ström [Ampére] Spänning [Volt] Ber. effekt [W] Effekt [W] Tid [h] Energi [MWh/år]

Komp. 1 6150 7181,9 44,168685

Komp. 2 6150 7181,9 44,168685

Värmepump Energi [MWh/år]

Summa 88,33737

Effektivitet COPHP

4,300813378

Innebelysning Effekt [W/m2] Area Driftstid [h] Energi [MWh/år]

10 2200 5110 112,42

Motrovärmare Antal platser Säkring [Ampére] Drifttid [h] Effekt [kW] Andel Energi [MWh/år]

60 6 24000 1,38 0,8 26,496

Markvärme Yta [m2] Effekt [kW] Drifttid [h] Energi [MWh/år]

200 53,5 1800 96,3

Övrig El Total el [MWh/år] Energi [MWh/år]

700 59,48772928

Page 61: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

56

Page 62: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

57

Bilaga 2A Avdunstning Bjurholm Normal temp. Area [m 2] Temp luft [oC] Temp vatten [oC] RF

Bassäng 140,8615 28 28 60

Plaskdamm 5 28 28 60

PB [mbar] PL [mbar] Avdunstning dag [kg/h] Avdunstning natt [kg/h]

Bassäng 38,152 22,9 42,96839196 10,74209799

Plaskdamm 38,152 22,9 1,1439 0,3813

Avdunstning dag [kg/år] Avdunstning natt [kg/år]

82578,21055 41646,00207

Cp [kJ/kgoC] ?T [oC] Avdunstning [kg/år] Uppvärmning [MWh/år]

Bassäng 4,18 24 120655,2446 3,362259484

Plaskdamm 4,18 24 3568,968 0,099455242

Summa 124224,2126 3,461714725

Varmbad Temp luft [oC] Temp vatten [oC] RF

Bassäng 28 31 60

Plaskdamm 28 28 60

PB [mbar] PL [mbar] Avdunstning dag [kg/h] Avdunstning natt [kg/h]

Bassäng 45,224 22,9 62,89184252 15,72296063

Plaskdamm 38,152 22,9 1,1439 0,3813

Avdunstning dag [kg/år] Avdunstning natt [kg/år]

19979,15167 10049,05863

Cp [kJ/kgoC] ?T [oC] Avdunstning [kg/år] Uppvärmning [MWh/år]

Bassäng 4,18 27 29433,3823 0,922736535

Plaskdamm 4,18 24 594,828 0,016575874

Summa 30028,2103 0,939312409

Avdunstning 154252,4229

Uppvärmning 4,401027134

Förångning hfg [kJ/kg] Ångbildningsvärme [MWh/år] Avkylning ty ångbildning!

2257 96,70769959

Vent.förluster Cp [kJ/kgoC] Uteluft [m 3/h] drifttid [h/år] Värmeåtervinning

1,005 5000 8760 0

Ventilationsförluster [kWh/år] 375995,625 Simhallen Energiförbrukning [MWh/år]

170,1674539 Utan resten av huset!

VP + glykolkrets ? Värmeeffekt [kW] Kapacitet Värmepump [kg/h] Driftstid [h/år]

(dag) 0,5625 24,42708333 – 8760

(natt) Åtevinning [MWh/år] –

213,98125 Summa 8760

Page 63: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

58

Täckt pool Avdunst. natt [kg/år] Ångbildningsvärme [MWh/år] Avdunstning [kg/år]

5169,506071 67,53876159 107726,8683

Bilaga 2B Transmission Bjurholm

Simhall Ytterväggar [m 2] Fönster [m 2] Tak [m 2] Innerväggar [m 2]

208,11 48,64 367,5 138,25

Tjocklek Ytterväggar [m] Tak [m] Rcond,innevägg Betong 0,1 0,000425487 Frigolit 0,1 0,018083183 Gullfiber 0,1

k-värde Yttervägg [W/m oC] Rcond,vägg Tak [W/m oC] Rcond,tak

Betong 1,7 0,000282656

Frigolit 0,04 0,012012878

Gullfiber 0,04 0,006802721

Yttervägg [W/m 2 oC] Fönster [W/m 2 oC] Yttertak [W/m 2 oC] Innervägg [W/m 2 oC]

U-värde 0,356020942 2 0,363636364 0,343781598

Simhall [oC] Lokaler [oC] Medel Ute [oC]

Temperaturer 28 20 3,4

Yttervägg [W] Fönster [W] Tak [W] Innervägg [W]

Transmission 1822,651351 2393,088 3287,454545 380,2224469

Summa [W] Transmission [MWh/år]

Transmission 7883,416343 69,05872717

Övriga lokaler Ytterväggar [m 2] Fönster [m 2] Tak [m 2]

201 10,75 302,25

Tjocklek Ytterväggar [m] Fönster [W/m 2 oC] Tak [m]

Betong 0,1 2

Frigolit 0,1

Gullfiber 0,1

k-värde Yttervägg [W/m oC] Rcond,vägg Tak [W/m oC]

Betong 1,7 0,000292654

Frigolit 0,04 0,012437811

Gullfiber 0,04

Yttervägg [W/m 2 oC] Fönster [W/m 2 oC] Yttertak [W/m 2 oC]

U-värde 0,356020942 2 0,363636364

Yttervägg [W] Fönster [W] Tak [W]

Transmission 1187,899476 356,9 1824,490909

Page 64: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

59

Summa [W] Transmission [MWh/år]

Transmission 3369,290386 29,51498378

Transmission Transmission [MWh/år]

Summa 98,57371094

Bilaga 2C Vatten Bjurholm Vatten T [oC] T [oC] Volym [m 3]

31,5 28,5 160-170

Sön 14.00

till

Mån 16.00

Teoretiskt Standardspädning [l/badande] Badande/dygn Spädvattenmängd [l/dygn]

Simbassäng 30 40,3 1209

Utjämningstank – –

Duschar m.m. – – Kallvatten –

Teoretiskt Spädvattenmängd [m 3/år] ?T Energi [MWh/år]

Simbassäng 330,057 24 9,169995635

Utjämningstank 0 24 0

Duschar m.m. 192,5 52 12,47922744

Kallvatten –

Summa 522,557 21,64922308

Duschar Antal besökare per år 11000 Andel vatten Flöde [l/tryck]

Varmvatten 0,5 2,5

Kallvatten 0,5 2,5

Tryck/badande Temperatur [oC] Flöde per dusch [l]

Varmvatten 7 60 17,5

Kallvatten 4 17,5

Flöde [m 3/år] Densitet vatten [kg/m 3] Uppvärmning [MWh/år]

Varmvatten 192,5 997 12,47922744

Kallvatten 192,5 –

Vattenförbrukning Förbrukning [m 3/dygn] Städvatten [m 3/dygn] Spädvattenmängd [m 3/år]

Totalt 11 0,5 3493,5

Verkligt Spädvattenmängd [m 3/år] ?T Energi [MWh/år]

Simbassäng 3493,5 24 97,0601434

Översvämmat vatten Översvämmat vatten [kg/år] Energi [MWh/år] Minskning [MWh/år]

3328767,077 92,76164255 83,48547829

Page 65: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

60

Bilaga 2D FJV Bjurholm Fjärrvärme 2003 [MWh] 2004 [MWh] 2005 [MWh]

Verklig 475,4 548,5 558,4

Tmedel [oC] ute Fläktar Värmeåtervinning 3,4 TA1 0,5625

TA2 0

Cp luft [kJ/kg K]

1,005

? luft [kg/m 3]

1,25

Fläktar Tid [h] Uteluft [m3/h] Temperatur [oC] massflöde luft [kg/s] Uppvärmning [MWh/år]

TA1 8760 5000 28 1,736111111 164,4980859

TA2 3000 3000 20 1,041666667 52,134375

Summa 216,6324609

Total FJV Energi [MWh/år]

525,8542695

FJV-Uppdelning Avdunstning Transmission Vatten FJV ventiltationen

Energi [MWh/år] 101,1087267 98,57371094 109,5393708 216,6324609

Procentuellt % 19,22751846 18,74544273 20,83074669 41,19629211

Nyckeltal Area [m 2] Badande per år Energi per m 2 [MWh] Energi/badande [kWh]

669,75 11000 1,007420216 61,33815362

Total El Energi [MWh/år]

148,8654204

Bilaga 2E EL Bjurholm Fläktar Ström [Ampére] Spänning [Volt] Ber. effekt [W] Effekt [W] Tid [h] Energi [kWh/år]

TA1 4,8 400 2067,187291 8760 18108,56067

FF1 5,2 400 2239,452899 8760 19617,60739

TA2 1,5 400 645,9960285 3000 1937,988086

FF2 0,33 400 142,1191263 3000 426,3573788

FF3 0,2 400 86,1328038 3000 258,3984114

Fläktar Energi [MWh/år]

Summa 40,34891194

Pumpar Ström [Ampére] Spänning [Volt] Ber. effekt [W] Effekt [W] Tid [h] Energi [kWh/år]

P1 (Uppf.) 7,6 230 1748 8760 15312,48

P2 (Cirk.) 6,6 400 2842,382525 8760 24899,27092

P3 0,1 230 23 8760 201,48

P4 0,1 230 23 8760 201,48

P5 (Golvv.) 0,6 230 138 8760 1208,88

P6 0,1 230 23 8760 201,48

P7 0,1 230 23 8760 201,48

Page 66: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

61

P8 0,1 230 23 8760 201,48

CP6 0,26 400 111,9726449 8760 980,8803697

CP7 0,26 400 111,9726449 8760 980,8803697

Pumpar Energi [MWh/år]

Summa 44,38979166

Värmepump Ström [Ampére] Spänning [Volt] Ber. effekt [W] Effekt [W] Tid [h] Energi [kWh/år]

Kompressor 4,21 400 1813,09552 8760 15882,71676

Värmepump Energi [MWh/år]

Summa 15,88271676

Belysning Antal Spänning [Volt] Ber. effekt [W] Effekt [W] Tid [h] Energi [kWh/år]

1,5 meter 44 230 58 3000 7656

1,2 meter 14 230 38 3000 1596

0,6 meter 14 230 18 3000 756

lampor 10 230 60 3000 1800

Belysning Energi [MWh/år]

Summa 11,808

Övrig El Ström [Ampére] Spänning [Volt] Ber. effekt [W] Effekt [W] Tid [h] Energi [MWh/år] Kök, dator m.m. 1500 8760 13,14

Bastu herr 13000 1280 11,648

Bastu dam 13000 1280 11,648

Summa 36,436

Total El Energi [MWh/år]

Summa 148,8654204

Bilaga 3A Avdunstning Umeå simhall Normal temp. Area [m 2] Temp luft [oC] Temp vatten [oC] RF

Simbassäng 604,289 28,6 28 52

Undervisning 87,5 30 30 52

Plaskdamm 10 28,6 32 52

PB [mbar] PL [mbar] Avdunstning dag [kg/h] Avdunstning natt [kg/h]

Simbassäng 38,152 20,51 213,2173308 53,30433269

Undervisning 42,46 22,08 35,665 8,91625

Plaskdamm 47,988 20,51 5,4956 1,3739

Avdunstning dag [kg/år] Avdunstning natt [kg/år]

954669,6445 309832,3197

Cp [kJ/kgoC] ?T [oC] Avdunstning [kg/år] Uppvärmning [MWh/år]

Simbassäng 4,18 22 1083570,475 27,6792058

Undervisning 4,18 24 153002,85 4,26367942

Plaskdamm 4,18 26 27928,6392 0,843134586

Summa 1264501,964 32,7860198

Page 67: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

62

Varmbad Temp luft [oC] Temp vatten [oC] RF

Simbassäng – – 52

Undervisning 31,5 32 52

Plaskdamm – – 52

PB [mbar] PL [mbar] Avdunstning dag [kg/h] Avdunstning natt [kg/h]

Simbassäng – – – –

Undervisning 47,988 24,24 41,559 –

Plaskdamm – – – –

Avdunstning dag [kg/år] Avdunstning natt [kg/år]

32914,728 –

Cp [kJ/kgoC] ?T [oC] Avdunstning [kg/år] Uppvärmning [MWh/år]

Simbassäng 4,18 – – –

Undervisning 4,18 26 32914,728 0,993659066

Plaskdamm 4,18 – – –

Summa 32914,728 0,993659066

Avdunstning 1297416,692

Uppvärmning 33,77967887

Förångning hfg [kJ/kg] Ångbild.värme [MWh/år] Avkylning ty ångbildning!

2257 813,4081873

Vent.förluster Cp [kJ/kgoC] Uteluft [m 3/h] drifttid [h/år] Värmeåtervinning

1,005

Vent.förluster [kWh/år]

Simhallen Energiförbrukning [MWh/år]

VP (max) Driftstid [h/år] Värmeeffekt medel [kW] Återvinning [MWh/år]

6720 180 1209,6

Summa 1209,6

Täckt pool Avdunst. natt [kg/år] Ångbild.värme [MWh/år] Avdunstning [kg/år]

30983,23197 638,5853009 1018567,604

Page 68: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

63

Bilaga 3B Avdunstning Umeå simhall Simhall Ytterväggar [m 2] Fönster [m 2] Tak [m 2] Innerväggar [m 2]

5 205 1800 195

Tjocklek Ytterväggar [m] Tak [m] Innerväggar [m] Betong 0,1 0,1 Gullfiber 0,16 0,16 0,16

k-värde Yttervägg [W/m oC] Tak [W/m oC]

Betong 1,7

Gullfiber 0,04 0,04

Yttervägg [W/m 2 oC] Fönster [W/m 2 oC] Yttertak [W/m 2 oC] Innervägg [W/m2 oC]

U-värde 0,232081911 2,5 0,235294118 0,226817879

Simhall [oC] Lokaler [oC] Medel Ute [oC]

Temperaturer 28,6 22 3,4

Yttervägg [W] Fönster [W] Tak [W] Innervägg [W]

Transmission 29,24232082 12915 10672,94118 291,9146097

Summa [W] Transmission [MWh/år]

Transmission 23909,09811 209,4437

Lilla simhallen Ytterväggar [m 2] Fönster [m 2] Tak [m 2] Innerväggar [m 2]

0 70 200 65

Tjocklek Innerväggar [m] Tak [m] Betong 0,1 Gullfiber 0,16 0,16

k-värde Innervägg [W/m oC] Tak [W/m oC]

Betong 1,7

Frigolit

Gullfiber 0,04 0,04

Innervägg [W/m 2 oC] Fönster [W/m 2 oC] Yttertak [W/m 2 oC] U-värde 0,226817879 2,5 0,235294118 Innervägg [W] Fönster [W] Tak [W] Transmission 392,1681121 4655 1251,764706 Summa [W] Transmission [MWh/år]

Transmission 6298,932818 55,1787

Övriga lokaler Ytterväggar [m 2] Fönster [m 2] Tak [m 2]

135 165 1600

Tjocklek Ytterväggar [m] Tak [m] Betong 0,1

Gullfiber 0,16 0,16

Page 69: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

64

k-värde Yttervägg [W/m oC] Tak [W/m oC]

Betong 1,7

Gullfiber 0,04 0,04

Yttervägg [W/m 2 oC] Fönster [W/m 2 oC] Yttertak [W/m 2 oC] U-värde 0,232081911 2,5 0,235294118 Yttervägg [W] Fönster [W] Tak [W] Transmission 520,0955631 6847,5 6249,411765

Summa [W] Transmission [MWh/år]

Transmission 13617,00733 119,2849842

Källare Ytterväggar [m 2] Golv [m2]

576 3498

Yttervägg [W/m 2 oC] Golv [W/m2 oC]

U-värde 0,25 0,3

Yttervägg [W] Golv [W]

Transmission 2159,25 10494

Summa [W] Transmission [MWh/år]

Transmission 12653,25 110,84247

Transmission Transmission [MWh/år]

Summa 494,7498

Bilaga 3C Vatten Umeå simhall Vatten Förbrukning [m 3/år]

Verkligt 38600

Teoretiskt Standardspädning [l/badande] Badande/dygn Spädvattenmängd [l/dygn]

Simbassäng 30 435,4583333 13063,75

Undervisning 30 – –

Plaskdamm 30 – –

Utjämningstank – – –

Duschar m.m. – – –

Kallvatten – – –

Teoretiskt Spädvattenmängd [m 3/år] ?T Energi [MWh/år]

Simbassäng 4389,42 24 121,9515485

Undervisning – – –

Plaskdamm – – –

Utjämningstank 0 24 0

Duschar m.m. 6379,555 180,9361769

Kallvatten – – –

Städvatten m.m. 365 40 16,90136556

Page 70: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

65

Summa 319,789091

Duschar Antal besökare per år 182273

Andel vatten Flöde [l/tryck]

Varmvatten 0,5 2,5

Kallvatten 0,5 2,5

Knapptryck/badande Temperatur [oC] Flöde per dusch [l]

Varmvatten 7 55 17,5

Kallvatten 6 17,5

Flöde [m 3/år] Densitet vatten [kg/m 3] Uppvärmning [MWh/år]

Varmvatten 3189,7775 997 180,9361769

Kallvatten 3189,7775 – –

Verkligt Spädvattenmängd [m 3/år] ?T Energi [MWh/år]

Simbassäng 31000 24 861,2750667

Duschar 180,9361769

Städvatten m.m. 16,90136556

Summa 1059,112609

BlödvattenVVX Avdunstning [m 3/år] Blödvatten [m3/år] Energi [MWh/år]

1301,320654 29698,67935 742,6083494

Kloraminreducering Energi [MWh/år]

319,789091

Gråvattenåtervinning Energi [MWh/år]

132,9327014

Bilaga 3D FJV Umeå simhall Fjärrvärme 2005 [MWh]

Verklig 1806

Tmedel [oC] ute Fläktar Värmeåtervinning 3,4

TA1 m. Ecotherm 0,5

TA3 m. VVX 0,6

Cp luft [kJ/kg K]

1,005

? luft [kg/m 3]

1,25

Page 71: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

66

Fläktar Tid [h] Uteluft [m3/h] Temp [oC] massflöde luft [kg/s] Uppvärmning [MWh/år]

TA1 5448 6120 28,6 2,125 146,599551

TF2 1825 900 30 0,3125 15,24616406

TA3 helfart 4944 27000 22 9,375 346,56822

TA3 halvfart 3120 18000 22 6,25 145,8054

Övriga 50

Summa 704,2193351

Total FJV Energi [MWh/år]

1895,669615

FJV-Uppdelning Avdunstning Transmission Vatten FJV ventiltationen Återvinning V.P.

Energi [MWh/år] 847,1878661 494,7498051 1059,112609 704,2193351 -1209,6

Nyckeltal Area [m 2] Badande per år Energi per m 2 [MWh] Energi/badande [kWh]

6996 146314 0,258147513 12,34331643

Total El Energi [MWh/år]

1777,818856

Bilaga 3E EL Umeå simhall Fläktar Ström [Ampére] Spänning [Volt] Ber. effekt [W] Effekt [W] Tid [h] Energi [kWh/år]

TA1 23 400 9905,272437 8760 86770,18655

FA1 28 400 12058,59253 8760 105633,2706

TF1 5,7 400 2454,784908 8760 21503,9158

TA3 43 400 18518,55282 8760 162222,5227

TF3 5 400 2153,320095 8760 18863,08403

FF3 hel 32 400 13781,24861 5840 80482,49187

FF3 halv 13 400 5598,632247 2920 16348,00616

TA2 2,8 400 1205,859253 8760 10563,32706

FF2 3,5 400 1507,324067 8760 13204,15882

TF4 0,49 230 112,7 8760 987,252

FF16 0,48 230 110,4 8760 967,104

FF17 0,48 230 110,4 8760 967,104

FF4 hel 1 400 430,664019 5840 2515,077871

FF4 halv 0,16 400 68,90624304 2920 201,2062297

FF1 0,75 400 322,9980143 8760 2829,462605

FF15 0,75 400 322,9980143 8760 2829,462605

FF12 5 400 2153,320095 8760 18863,08403

Avdrag 10%

Fläktar Energi [MWh/år]

Summa 491,1756452

Pumpar Ström [Ampére] Spänning [Volt] Ber. effekt [W] Effekt [W] Tid [h] Energi [kWh/år]

P1 5 400 2153,320095 8760 18863,08403

P2 4,8 400 2067,187291 8760 18108,56067

P3 6,3 400 2713,18332 8760 23767,48588

P4 1,1 400 473,7304209 8760 4149,878487

P5 9,5 400 4091,308181 8760 35839,85966

Page 72: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

67

P6 8,4 400 3617,57776 8760 31689,98118

P7 Spolpump 16 400 6890,624304 600 4134,374583

TA1/FA1-P7A 1 400 430,664019 8760 3772,616807

TA1/FA1-P7B 1 400 430,664019 8760 3772,616807

TF2-P1 0,26 230 59,8 8760 523,848

KB1-P1A 7,15 400 3079,247736 8760 26974,21017

KB1-P1B 7,15 400 3079,247736 8760 26974,21017

TA2-P8 0,45 400 193,7988086 8760 1697,677563

VB1-P1A 16 400 6890,624304 8760 60361,86891

VB1-P1B 16 400 6890,624304 8760 60361,86891

TA1-CP2 3,3 400 1421,191263 8760 12449,63546

TA3-P9A 1,4 400 602,9296266 8760 5281,663529

TA3-P9B 1,4 400 602,9296266 8760 5281,663529

VB1-CP5 1,4 400 602,9296266 8760 5281,663529

Avdrag 10%

Pumpar Energi [MWh/år]

Summa 314,3580911

Värmepump Ström [Ampére] Spänning [Volt] Ber. effekt [W] Effekt [W] Tid [h] Energi [kWh/år]

Kompressorer 90000 5840 525600

Värmepump Energi [MWh/år]

Summa 525,6

Innebelysning Effekt [W/m2] Area Driftstid [h] Energi [MWh/år]

5 6996 3864 135,16272

Belysning Energi [MWh/år]

Summa 135,16272

Övrig El Ström [Ampére] Spänning [Volt] Ber. effekt [W] Effekt [W] Tid [h] Energi [MWh/år]

Kök, dator m.m. 5000 3864 13524

Bastuaggregat 1 8000 3360 18816

Bastuaggregat 2 8000 3360 18816

Bastuaggregat 3 8000 3360 18816

Bastuaggregat 4 8000 3360 18816

Bastuaggregat 5 8000 3360 18816

Bastuaggregat 6 8000 3360 18816

Bastuaggregat 7 16000 3360 37632

Bastuaggregat 8 16000 3360 37632

Bastuaggregat 9 16000 3360 37632

Bastuaggragat 10 10700 3360 25166,4

Bastuaggregat 11 20000 3360 47040

OMR 1 2,1 400

MOR 2 2,1 400

OMR 3 2,1 400

OMR 4 2,1 400

VVX-TA3 2 400 861,328038

VVX-P11 1,1 400 473,7304209

LV1 0,8 400 344,5312152

Energi [MWh/år]

Summa 311,5224

Page 73: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

68

Total El Verklig [MWh/år] Energi [MWh/år]

Summa 1724,314 1777,818856

Page 74: Energianalys och bestämning av nyckeltal hos badanläggningar · amount of chloramines in the water due to insufficient water treatment, which causes an extra amount of water to

69

Tabeller Tabell 1 BadbelastningFiltertyp Filterhast. m3/h Badbelast. Badande/m3 renat vatten

Öppna sandfilter

m. flockningsmedel 5–8 0,5

Trycksandfilter m.

flockningsmedel =15 0,4

Sandfilter utan

flockningsmedel =15 0,3

Sandfilter utan

flockningsmedel 15–25 0,2

Diatomitfilter,

vacuum 2,5–5 0,3

Diatomitfilter,

tryck 6–8 0,2

Mineralullsfilter,

Patronfilter, Påsfilter 0,1

Tabell 2 CirkulationstidBassängtyp Ungefärlig volym m3 Dimensionerad cirkulationstidMotions- och

simtränings-bassäng =200

Simtävlingsbassäng =400Hoppbassäng =200

Lek och äventyrs-

bassäng =200 24 h per dygn

Undervisningsbassäng 50–200 Öppethållande Terapibassäng 100–200 per dygn

Plaskbassäng försmåbarn 1–2

Bassäng för vatten-rutschbana 15–30

Plaskdammar 10–100 Öppethållande Terapibassäng <100 per dygn

Högtempereradbassäng ex. En badperiod

bubbelpool 3–10 (1 timme)