Forprosjekt Biovarme Lom kommune Kunder /varmenett / varmesentral Lokalt biobrensel som varmekilde. Oppdragsgiver: Oppdragstittel: Lom kommune, v/tormod Pedersen Biovarme Lom kommune Rapportdato: 2012-09-17 Versjonsnr.: 1.0 Bioen as Høgdaveien 11 1482 Nittedal post@bioen.no
1. Innledning Lom kommune ønsker å få utført et forprosjekt for å vurdere muligheten i overgang til biobrenselbasert oppvarming i Lom. Forprosjektet tar for seg mulig teknisk og reguleringsmessig løsning for oppbygging av et lokalt varmenett basert på bruk av lokale fornybare varmekilder, dvs. biobrensel. Plassering av varme/dampsentral er på de kommunale tomtene Eggjalia eller Grov., se vedlegg. 2. Kundekartlegging I kartleggingen av varmebehov er det brukt tall på kjente el/oljeforbruk til kjeler, normtall basert på oppvarmet areal og totalt elektrisitetsforbruk for de bygg som ikke har vannbåren varme. 2.1. Ny Flerbrukshall / Samfunnshus Lom flerbrukshall er under prosjektering. Bygget får et oppvarmet volum på ca 5400 m 2 og der det maksimale effektbehovet er beregnet til 489 kw med et årlig varmebehov på ca 550 000 kwh. Energien til oppvarming er til rom oppvarming, ettervarme i ventilasjon samt beredning av tappevann og oppvarming av bassengvann. Bygget skal varmes fra en varmesentral planlegges med lavtemperatur utekompensert vannbårent distribusjonssystem. Varmesentralen er planlagt underbakken mot sørøst. Figur 1, Lom eksisterende kulturhus, der nybygget kommer på denne siden av eksisterende. 2.2. Lom U-skole/Drengjestugu/Steinfjos Lom ungdomsskole har en felles varmesentral med Drengjestua, Steinfjos og Bibliotek. Det er installert tre kjeler i varmesentralen. En ASEA elkjel på 135 kw fra 1983. En oljekjel fra 2006 på 230 kw, Remeha BV. En eldre HamJern oljekjel fra 1960. Fra fyrrommet er det lagt PEX rør(ecoflex) frem til U-skolen 63 x5,8/160 mm og videre til ventilasjonsrom i skolen er det lagt 40x5,5 mm. Årlig brukes ca 500 000 kwh kjelkraft til elkjelen og i tillegg er det brukt i gjennomsnitt ca 10 m 3 olje, dvs totalt ca 550 600 000 kwh per år. Elkjelen er stor nok for å dekke varmebehovet ned til ca -10 C. Når det er kaldere ute så bruker man olje i tillegg.
Figur 2, Lom u-skole (Loar området), oljekjelene og elkjelen lengst bak Figur 3, Varmesentralen er plassert i bygget i midten bak gjerdet. Antatt årlig varmebehov er 550 000 kwh og med et maksimalt effektbehov på ca 250 kw. 2.3. Lom Helseheim Lom Helseheim er oppvarmet fra en varmesentral midt i bygget, der det er installert følgende tre kjeler: Elkjel (Varmeteknikk) på 225 kw Oljekjel -1 fra 1967 (Norra Hammar) på 95 Mcal/h (ca 110 kw) Oljekjel -2 er nyere og er en Parca Wirbes på ca 230 kw. Figur 4, Oljekjelene på helseheimen og eldre varmtvannsbereder. 3
Berederne (to stykker) er fra 1979 respektive 1980 og har hver sin elkolbe på 25 kw. Under sommeren brukes berederne og ikke kjelene for å berede tappevann. Ved befaringen medio november så er effektbehovet på elkjelen ca 215 kw og utetemperaturen var -5 C. Antatt årlig varmebehov er 850 000 kwh og med et maksimalt effektbehov på ca 350 kw. 2.1. Nye omsorgsboliger - Kulihagen På Kulihagen planlegges nye omsorgsboliger med et oppvarmet areal på ca 2090 m 2. Beregnet varmebehov er på ca 150 000 kwh med et maksimalt effektbehov på ca 120 kw. 2.2. Videregående skule, bygg avd. Videre skolen i Lom har elektrisk oppvarming via ventilasjonsanlegget samt en del panelovner. Ventilasjonsanlegget er plassert på loftet og har følgende data: Gould BC-EL på 54,6 kw. På loftet står også en eldre større bereder som nå er erstattet med en ny mindre elektrisk varmtvannsbereder plassert i bøttekottet ved stigen op til loftet. Antatt varmebehov er ca 80 000 kwh med et maksimalt effektbehov på ca 60 kw. 2.3. Loar Skule Loar skule består av 4 ulike bygg som alle er elektrisk oppvarmet via panelovner og ventilasjonsaggregat. Bygg-1, VEAG VPL 10,5 kw Bygg-2, VFL 22,5 kw Bygg-3, VFL 22,5 kw Bygg-4, ca 15 kw (ikke besøkt) Antatt varmebehov er ca 85 000 kwh med et maksimalt effektbehov på ca 65 kw. 2.4. Loar Barnehage Loar Barnehage er elektrisk oppvarmet med dels nyere (fra 2009) ventilasjonsaggregat basert på elektrisitet og dels elektriske varmekabler i gulvene. Ventilasjonsaggregatene er på 6 respektive ca 10 kw. Barnehagen er ikke lønnsom å tilknytte et nærvarmesystem. Antatt varmebehov er ca 25 000 kwh med et maksimalt effektbehov på ca 15 kw. 2.5. Norsk Fjellmuseum Norsk Fjellmuseum er elektrisk oppvarmet med panelovner og tre ventilasjonsaggregat på loftet. Aggregat 1, 2 og 3, ca 15 kw, 14 kw og 14 kw Ventilasjonsaggregatene brukes begrenset. Norsk Fjellmuseum ligger på andre siden av Fylkesveien og er derfor ikke vurdert til å være lønnsom å tilknytte et nærvarmesystem ettersom det samtidig krever en konvertering til vannbåren varme av bygget. Antatt varmebehov er ca 50 000 kwh med et maksimalt effektbehov på ca 45 kw. 4
2.6. Ottadalen mølle A/L Ottadalen mølle har et årlig energibehov på ca 2,3 GWh, der cirka 0,8 GWh er i form av damp (7-8 bars trykk) og 1,5 GWh er elektrisitet til oppvarming og prosesser ved Mølla. Dampen produseres i en kjel fra Parat (Anders Halvorsen) på 500 kg/h (ca 350 kw) fra 1990. Kjelen kan bruke både el og olje for å produsere damp. Mølla vurderer installasjon av en ny dampkjel ettersom den eksisterende er aktuell for utskifting. Investeringen i en ny dampkjel på 700 kw (ca 1 tonn/h) er kostnadsberegnet til ca 1,5 MNOK, basert på en pris fra Parat på en gassfyrt kjel. I tillegg til dampbehovet så brukes elektrisitet til prosess og oppvarming. Det er spesielt varmholdning av fett og melasse samt oppvarming og tappevann som kan erstattes med varme fra biobrensel. Oppvarming av tanker (plassert) på to steder i bygget skjer med elkolber/elkjel: Over dampkjelen er det en nyere tank som oppvarmes med en elkolbe på Elkolbe på ca 12 kw som er i bruk året rundt for varmholdning av tanken ved ca 60 C. Tanken er uisolert og det er varmt i rommet. En isolering av tanken medfør at varmebehovet kan reduseres en god del og er lønnsom med kort tilbakebetaling. Under butikken er det plassert to tanker som varmes opp med en liten elkjel. Elkjelen er på 20 kw (Varmeteknikk VB 2020) fra 2002. Temperaturen i tankene skal være på 65-70 C året rundt. Lokalene (kontor og butikk) er oppvarmet/kjølt med lokale varmepumper (luft/luft), men det er også en del varme til varmholdning av tanker med fett og melasse. Korntørkene bruker olje direkte i et røykgassluft system. I den følgende tabellen er det ført opp deler i fabrikken som trenger varmer og hva som kan erstattes med ekstern overføring. 5
Område/enhet Beskrivelse Areal Varme MWh/år Dampkjel fra 1990 Ca 800 000 kwh i form av damp. Damp Matervann Oppvarming av matervann ca 40 kw/h 100 10 timer/døgn og 5 døgn per uke. Butikk 2 varmepumper luft/luft 300-400 m 2 40 Lagerlokale I dag ikke oppvarmet (under butikk) 300-400 m 2 40 Tørker av korn Olje direkte varmluft august/sept. - Kontorer Lokale varmepumper og ventilasjons- - anlegg basert på el ca 2x 15 kw. Verksted Lokal varmepumpe - Varmholdning fett Elkjel på 20 kw fra Varmeteknikk 100 Melasstank (eldre) Direkte elektrisk oppvarmet Kan være aktuell å konvertere. Melasstank (ny) El element (12,5 kw) 60 Tappevann En del behov til dusjer og vask. 30 Sum 370 MWh Av de 370 MWh/år som enkelt kan dekkes med fjernvarme er 100 MWh fra dampanlegget og 270 MWh som kommer fra elektrisitet. Enklest så installeres en dampvarmeveksler ved dampkjelen med en kapasitet på ca 200 kw og at det bygges et vannbåret system rundt om i bygget. Dimensjon Dn65 og der vann føres til de ulike delene der det er behov for varme. Til tankene som trenger varme ved ca 60/70 C brukes eksisterende pumper og med en treveis ventil som slipper på så mye varmt vann at man får ønsket temperatur til tankene. For oppvarming av lokalene så installeres varmluftsaggregat. 2.7. Oppsummert Effekt og energibehov er basert på underlag oppgitt fra Lom kommune / Ottadalen mølle. Areal (m 2 ) Effekt (kw) Energi kwh/år Kommentar Lom flerbrukshus 5 400 489 550 000 Ny bygg under planlegging Loar området - 250 550 000 Vannbåren varme. Helseheimen - 350 850 000 Vannbåren varme. Kulihagen omsorgsboliger 2 090 120 150 000 Ny bygg under planlegging Loar skule - 65 85 000 Må bygges om til vannbåren VG skole - 60 80 000 Må bygges om til vannbåren Barnehage - 16 25 000 Må bygges om til vannbåren Norsk Fjellmuseum - 45 50 000 Må bygges om til vannbåren Sum - 1395 2340 000 Ottadalen mølle A/L - 500* ca 1100 000 Damp ved ca 7 bar *) Ønsker en øking til 500 kw i dag er effekten ca 350 kw. 6
3. Alternativ 1 Eggjalia, Varmesentral på damp og/eller varme Den tekniske løsningen varierer mellom de ulike alternativene og der det foreslås følgende løsninger: a. Det installeres en biodampkjel og en gassdampkjel for spiss/reserve. I tillegg installeres en dampvarmeveksler samt en varmtvannstank som varmes opp under natten når damputtaket til Mølla er lavt. b. Det installeres en biovarme kjel på og en gassvarme kjel på. I tillegg installeres en varmtvannstank for å få et jevnere varmeuttak. For å kunne garantere varmeleveransen under alle forhold bør spiss/reservekjel dekke hele effektbehovet ved dimensjonerende utetemperatur. Denne kjelen kan bruke gass eller olje og skal i utgangspunkt brukes minimalt. På nedsiden av fd Møbelindustri er det plass for en energisentral (Eggjalia). I forhold til Ottadalen mølla ligger plassen ca 15meter høyere og 50 meter fra Mølla hvilket er en fordel for å distribuere damp i rør nedlagt i bakken. Kondensatet fra dampen renner med dampen og skilles ut i en dampfelle i Mølla. Dimensjon på damprøret er foreløpig Dn50-65 (dy=200 mm) og for kondensatrøret ca Dn25-32. Ottadalen Mølle Event. Energisentral Flislager Plass der bilen står når den tipper flis. Utformingen i alternativ a) og b) blir omtrent lik men der dampanlegget krever større plass både for biokjelen og rørsystemet rundt kjelene. 4. Alternativ 2 - Grov Valg av teknisk løsning er basert på følgende forutsetninger: Plassering av varmesentral ved Grov nedenfor Mølla. Det er ikke aktuelt med dampleveranse til Mølla ettersom dampen ikke bør transporteres oppover. Plasseringen ligger lavt og kan ha risiko for flom. Med bakgrunn i høydeforskjellen mellom Grove og Helseheimen på 30-40 meter må biokjelen være dimensjonert for 6 bars trykk og fjernvarmenettet bør bygges med stålrør. Det 7
er mulig å bruke PEX rør men for de dimensjoner som er aktuelle (DN100) så er det en fordel å bruke stålrør som også har mindre varmetap. Alternativt til å bruke 6 bars kjeler kan man installere varmeveksler mellom kjelene og fjernvarmesystemet. Fjernvarmesystemet kan da bygges for opptil 16 bars trykk (160 meters høyde differanse og samtidig som man beholder en lav trykklasse på kjelene (3-4 bar). 5. Fjernvarmenett Fjernvarmenettet kan bygges med stålrør eller med PEX-rør. Stålrør tåler høyere trykk og høyere temperaturer sammenlignet med PEX (plastrør). PEX røren er bare tilgjenglig for mindre dimensjoner opp til 90 mm (noen leverandører har 110 mm). I vedlegg presenteres forslag til varmenett med plassering og dimensjoner for alternativ 1 Eggjalia og 2 Grov. Endelig layout må skje i nært samarbeide med de som eier grunn og Lom kommune. 6. Kundesentraler Ved tilknytting av kunder til nærvarme/fjernvarmenett er det aktuelt med hydraulisk skille (varmevekslere) mellom kundens varmesystem og nærvarme/fjernvarmenett/varmesentral, dvs. en kundesentral. Kundesentralen er grensesnitt mellom varmenettet (primær side) og kundens eget vannbårne oppvarmingssystem (sekundær side). På primærsiden av kundesentralen monteres måler for måling av levert varmemengde til kunden. Kundesentralen består av følgende: varmevekslere for internt lokalt oppvarmingssystem (radiatorer, ventilasjon etc.) varmevekslere for varmt tappevannsberedning der det er behov for det samt ventiler og utstyr for måling av levert varme, avstenging, regulering m.m. For dimensjonering av kundesentraler og vurdering av investering så er det antatt at kundens effektbehov for både oppvarming og tappevann skal kunne leveres fra varmesystemet. Kundesentralere Kommentar Lom flerbrukshus Med tappevann Loar området Helseheimen Kulihagen Med tappevann 5 mindre kundesentraler Ottadalen Mølle Øvrige bygg Dampveksler 400 kw Varmeveksler (ikke damp) 4 små kundesentraler for varme 8