loading
attention
Du har tastet feil kode Kontakt kundeservice »
Glemt koden Abonner på magasinet
DYR DRIFT: Svømmeanlegg er dyre i drift og legges ofte ned fordi det ikke finnes nok penger til å utbedre bygningsskader. (Foto: Shutterstock)

Effektiv energibruk i svømmeanlegg

/ 2016-11-14 09:06:43

FAGARTIKKEL: Et optimalt energisystem og gode driftsrutiner kan realisere et stort sparepotensial i svømmeanlegg.

TEKST: Wolfgang Kampel, Senter for idrettsanlegg og teknologi, NTNU

Det er kjent at svømmeanlegg er dyre i drift og at de ikke sjeldent må legges ned fordi det ikke finnes nok penger til å utbedre bygningsskader. Svømmeanlegg er en veldig komplisert bygningstype som bedre kan beskrives som prosessanlegg eller industribygg. En annen ting som få snakker om er helseaspektet.

Denne artikkelen tar for seg energibruken, men ikke glem å ivareta helsa til brukerne og de ansatte. Teksten og funnene er basert på en doktoravhandling [1] om energieffektive svømmeanlegg. Den ble levert høsten 2015 ved NTNU i Trondheim.

Stor spredning i energibruk

Figur 1 viser energibruken i 36 norske svømmeanlegg. Spredningen er overraskende stor. Anlegget med høyest energibruk trenger åtte ganger så mye energi som det som ligger lavest.

Kampel figur 1 761FIGUR 1: Energibruk (i kWh/besøkende, klimakorrigert) i 36 norske svømmeanlegg inklusive gjennomsnittet.

Disse tallene antyder at det er mange forskjellige løsninger og teknologier som blir brukt og at det antageligvis er mangel på kompetanse i ett eller flere ledd i hele livssyklusen til et svømmeanlegg – fra planlegging til bygging og drift. Med utgangspunkt i hvor mange svømmeanlegg (kontra kontorbygg eller boliger) som blir bygd, er det kanskje naturlig at utviklingen av denne bygningstypen ikke har kommet like langt. Den store spredningen innebærer også at det finnes et stort sparepotensial. I mitt arbeid kom jeg frem til et teoretisk sparepotensial på 250 GWh hvert år for alle norske svømmeanlegg [2].

Nøkkeltallet er kWh per besøkende

Et annet viktig aspekt i avhandlingen er referansemåling (benchmarking) av svømmeanlegg. Nøkkeltallet som vanligvis er brukt er kWh/m² bruksareal (BRA)/år. Bruken av dette innebærer en del utfordringer. Energibruken i svømmeanlegg blir utløst av brukerne gjennom forbruk av dusjvann (to ganger) og forurensing av vannet og lufta.

Er det ikke noen badende i anlegget, er energibruken mye lavere. Det nøkkeltallet som representerer energibruken i svømmeanlegg best er kWh/besøkende. Flere detaljer rundt dette temaet finnes i avhandlingen eller i en publisert nettartikkel [3].

Avgjørende energigjenvinning

Spørsmålet om hvordan man oppnår et energieffektivt svømmeanlegg ble undersøkt i en artikkel som ble publisert i journalen Energy [4]. Ikke overraskende er energigjenvinning i alle ledd et fellestrekk for alle anleggene med lav energibruk. Ikke en eneste kubikkmeter luft eller liter vann skal forlate anlegget uten at mest mulig energi blir gjenvunnet. Teknologien som er brukt er en kryssveksler og varmepumpe, som sitter i ventilasjonsanlegget og gjenvinner energien først og fremst til lufta som skal inn i hallen. Når tilluften ikke trenger all gjenvunnet energi, finnes det en bassengvannskondensator (BVK) som skal overføre energi til bassengvannet.

Bassengvannskondensator

BVK står i en lukket krets med bassengvann og vil normalt levere mindre energi enn bassenget har behov for (unntaket kan være 12 m–25 m basseng med temperatur lavere enn 28 °C). Dermed er det en fordel at BVK er koblet direkte mot utjevningstank, og dermed avgir energi når aggregatets varmepumpe har ledig kapasitet. Temperatur og sirkulert mengde bør justeres ut fra varmepumpens best mulige driftspunkt.

Etterkjøler

En etterkjøler (EK) vil også være meningsfull hvis energisystemet er lagt opp på riktig vis. EK forvarmer vann fra kaldtvannsnettet og leverer dermed både vann og energi. Drift av etterkjøler må innarbeides i en analyse av anleggets vann- og energibalanse. Forvarmet vann kan enten leveres til utjevningstank som erstatning for avdampet vann eller vann brukt til filterspyling, eller til tappevannssystemet for senere ettervarming.

Figur 2 viser en skisse av hvordan et slik system kan bygges opp.

Kampel figur 2 761FIGUR 2: Skisse av energisystemet i svømmeanlegg.

Gjenvinning av gråvannsvarme

En annen viktig brikke for energigjenvinning er en gråvannsvarmegjenvinner (med varmepumpe). Alt vann fra dusjene og filterspyling skal gå gjennom gråvannsvarmegjenvinneren før det går til avløp. Ettersom gråvannsvarmepumpa tar imot og leverer vann fra to forskjellige kilder, er det viktig å dimensjonere gråvannstanken slik at den er stor nok til å holde vannet fra dusjene og filterspyling.
Gjennom dagen får varmepumpa vann fra dusjene, mens automatisert filterspyling skal skje om natta slik at varmepumpa har en energikilde døgnet rundt. For at systemet skal fungere som ønsket, kreves et depot der det oppvarmede vannet fra gråvannsvarmepumpa kan lagres.
En fungerende løsning er å benytte et system som forvarmer tappevannet. Der kan vannet lagres eller gå direkte videre til bassenget eller dusjene (hvis det er behov). Skjer rengjøring av filtrene om natta, har hele systemet flere timer til å fylle opp bassenget etter filterspyling.

Behovsstyring

Et annet viktig aspekt for å oppnå energieffektive svømmeanlegg er behovsstyring. Bruken av svømmeanlegg varierer mye, og det er når besøkende er i anlegget at man trenger mest energi. Energibruk i svømmeanlegg fordeles normalt cirka 50/50 mellom termisk og elektrisk energi, og behovsstyring er like relevant for begge energiformer. Det er ikke nødvendig at de forskjellige systemene går på 100 prosent når anlegget er stengt eller når det er lite folk til stede.

Behovsstyring kan, og skal gjennomføres i flere trinn og på alle subsystemer. Minst energibruk burde det være utenfor driftstid. I mange anlegg er det morgensvømming tidlig på dagen med noen få brukere før skolesvømmingen begynner. På kvelden er det typisk flere besøkende i hallen, men det er ikke før i helgene hvor hallen er full at anlegget må gå på et maksimum. Løsningen er å dimensjonere anlegget for 100 prosents belastning, men å gjøre det mulig å variere driftsmodus etter behov.

Helseaspektet

Å spare energi, miljø og penger er et viktig aspekt, men det skal aldri gå utover helsa til badende i bassenget. Det finnes krav til vannbehandling og til inneklima som alltid skal overholdes. Det er kjent at man får den høyeste tettheten av kjemikaler i sjiktet rett over vannoverflaten gjennom fordampning. Ventilasjonen skal fjerne den forurensede lufta, og det er avgjørende å forsikre seg om at denne funksjonen også virker når ventilasjonsanlegget ikke går på full effekt.

Den tekniske utviklingen av vinduer med betydelig lavere U-verdier fører til at det ikke lenger er like nødvendig å ventilere langs vinduene (for å unngå kondens) som tidligere. Det åpner for nye ventilasjonsløsninger som gjør det mulig å fjerne forurensingen rett ovenfor vannflaten på en mer effektiv måte.

Undervurdert driftskompetanse

Drift og vedlikehold er et område som er undervurdert i svømmeanlegg. Det er mange kompliserte systemer som skal driftes. Spesielt for små kommuner er det utfordrende å finne driftspersonell med en utdannelse som dekker kravene.
I mange tilfeller har driftsoperatør også oppgaver som salg av billetter, salg av mat og drikke i kiosken, badevakt og leder av vanngymnastikk for å nevne noen. Det gjelder å skaffe seg nødvendig kompetanse og bygge rutiner i anlegget slik at alle ansatte kan utføre grunnleggende drift og vedlikehold, men samtidig ha tilgang til spesialkompetanse på de ulike systemene og produkter.

Konklusjon

Et system som gjenvinner energien som er lagret i vannet og lufta er avgjørende. Spesielt i sommermånedene kan det være et energioverskudd i svømmehallen og energien man gjenvinner med hjelp av ventilasjonssystemet må fordeles til luft, bassengvann (kompensere for fordampningen) og tappevannet. Teknologien som er brukt er kryssvarmeveksler og varmepumpe. En gråvannsvarmepumpe som gjenvinner energien fra dusj- og filtervann er en lønnsom investering når anlegget er stort nok.

Det er avgjørende å designe systemet på en måte at varmepumpene går så mange timer som mulig. Det betinger at det alltid finnes en energikilde og et energidepot. Behovstyring i alle ledd kan redusere energibruken betraktelig. Alle subsystemer er dimensjonert etter maksimalbelastningen som bare utgjør noen få timer av den totale driftstiden.

Tillater anlegget å regulere all teknologi ned til den aktuelle belastningen, kan mye energi spares uten at den store kostnaden oppstår. Aldri glem å ivareta helsa til brukerne og ansatte!

Refeanser

[1] W. Kampel, Energy Efficiency in Swimming Facilities Trondheim: Norwegian University of Science and Technology, 2015

[2] W. Kampel, B. Aas, A. Bruland, Energy-use in Norwegian swimming halls, Energy and Buildings, 59 (0) (2013) 181–186

[3] W. Kampel, S. Carlucci, B. Aas, A. Bruland, A proposal of energy performance indicators for a reliable benchmark of swimming facilities, Energy and Buildings, 129 (2016) 186–198
[4] W. Kampel, B. Aas, A. Bruland, Characteristics of energy-­efficient swimming facilities – A case study, Energy, 75 (0) (2014) 508-512

 

LES MER: Enorme sparemuligheter i svømmehaller

 

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *

ABONNER på magasinet
annonse
annonse
annonse
annonse
annonse