Geoteknik kyler gamla bruket
På Häfla bruks har man arbetat med metallbearbetning sedan 1600-talet. Proceduren att tillverka dessa metallprodukter har dock varierat under årens lopp och numera krävs teknik för att kyla ned verkstadslokalerna.
Det har gjort att man påbörjat ett stort geoenergisystem med 1,2 mil borrhål som ska skapa bättre inomhusklimat i en av fabrikens lokaler.
Att tillverka metallföremål i stor skala kräver mycket värme. I Häfla bruks, beläget i Finspångs kommun, användes från början (på 1600-talet) skogsbränsle och kol, men bruket har därefter övergått till gas, olja och el.
Men med nya maskiner (laserskärmaskiner) för att hantera metallen krävs kyla. Kondersorvärmen från kylmaskinerna i en av lokalerna gör dock att temperaturen blir väldigt hög.
Anders Schön har varit platschef på bruket i över tio år och gick för en tid sedan i pension. I dag är han anlitad som konsult för ett antal projekt som bruket ska genomföra, bland annat den stora geoenergianläggning som ska kyla delar av produktionen.
– Det här projektet påbörjades 2021 när vi hade den första sittningen om vad vi skulle ha för geotermanläggning. Sedan 2013 har vi haft en geoenergianläggning på 375 kW med 46 borrhål, som vardera är 270 meter djupa.
För tio år sedan tillkom geoenergianläggningen i samband med att man byggde ut fabrikslokalerna med 6 600 kvadratmeter. Anläggningen förser även andra delar av fabriken med värme.
– Då ville ägarna energieffektivisera och därför valdes bergvärme. Då ville vi bara ha värme. Till produktionslokalerna har vi en ganska forcerad ventilation, som behöver värme.
Denna geoenergianläggning tar dock inte 100 procent av värmebehovet, utan man har också elpannor med totalt 300 kW för spetseffekt. Under 2018 byggde man ett kontor med tillhörande personalutrymmen i de befintliga fabrikslokalerna. Från befintlig geoenergianläggning används frikylan från värmepumparna för komfortkylning i det nya kontoret.
Anledningen till att man har börjat med en ny geoenergianläggning var den höga elanvändning som laserskärmaskinerna i en av byggnaderna behöver för att driva kylmaskiner.
Enligt Anders Schön kommer stora delar av värmebehovet att komma från geoenergianläggningen, där man dimensionerat borrningen så att de 42 borrhålen är 300 meter. De hålen kan enligt beräkningarna klara 750 kW, vilket gör att man kan docka på fler värmepumpar om så behövs. Sommartid används värmepumparna för kylning eftersom man får upp 7–8 °C.
Den nya anläggningen kommer att bli klar nästa år och har alltså prioritet att kyla ned laserskärmaskiner som finns i en av fabrikslokalerna, vilket gör att man kan skrota laserskärmaskinernas egna kylmaskiner och därmed minska elanvändningen. Just nu har man åtta laserskärmaskiner, men de kommer att reduceras till fem, eftersom tre kommer att bytas ut mot en ny som har mindre kyla men är modern och har högre kapacitet.
Geoenergianläggningen kommer totalt att kunna kyla bort 200 kW värme sommartid. Det viktiga är att det vatten som man tar upp inte får ha för hög temperatur, för att inte behöva ha för stora värmeväxlare.
– Kommer vi in med för varmt vatten kommer vi inte att klara av att kyla. Det som är bra är att laserskärmaskinerna klarar en temperatur på 25–28 grader. Kan vi hålla maskinerna på den temperaturen med kylvattnet slår de inte ifrån. Går vi upp till 30 grader slår laserskärmaskinerna ifrån under full drift. Kylsystemen för varje maskin måste ha en egen värmeväxlare och varje maskin har sitt eget tryck, temperatur och så vidare. Det blir specialeffekt för varje maskin.
Vi är en otroligt stor användare av el, bland annat för att värma upp zinken. Den ska upp i 480 grader. Det är den anläggning som vi ventilerar allra mest.
Egentligen uppkom intresset för kylan från ett arbetsmiljöproblem, där man i laserhallen har en södervägg och västervägg, med luftintaget i söderväggen. I detta utrymme är det under sommarmånaderna uppåt 33 °C, vilket gjort att man satt fläktar för att ventilera med varierande resultat. Kylmaskiner har dock inte satts in för att kyla tilluften.
– Det är en för stor lokal och stora volymer. Vi har ju kylmaskiner på varje laser, men ingen kylmaskin till allmänventilationen. Att kyla bort 200 kW värme med en kylmaskin i en så stor lokal kräver ganska mycket batteri och mycket luft. Det enklaste är att kyla maskinerna med geoenergi.
Enligt Anders Schön finns det en baksida med en geoenergianläggning – att man inte har de 100 kW värme som kan användas för att värma lokalen under vintern, vilket kanske är bättre i lokalen än i berget.
– Vi vill komma åt arbetsmiljöproblemet. Men när vi tar bort kylmaskinerna kan vi se hur stor effekt det har – behöver vi mer kylbehov i lokalen har vi möjlighet att få ut ytterligare 100 kW ur borrhålen. Lokalen är på 1 800 kvadratmeter och sex, sju meter hög, så det är väldigt stora volymer. Genom att köra allmänventilation med 100 kW på kyla kan vi sänka temperaturen någon grad.
Geoenergianläggningen ska också kyla två äldre lokaler som byggs om till konferensanläggning och gym.
– Planen är att de lokalerna ska kylas sommartid med geoenergianläggningen. I konferensutrymmet finns det väldigt stora fönster som vetter mot söder och öster, så ska man sitta där måste man kyla lokalen sommartid. Det kylbehovet är beräknat till cirka 80 kW.
Häfla Bruks
- Häfla bruks AB är leverantör av smides-, plåt- och metallprodukter. I sortimentet ingår bland annat sträckmetall, gallerdurk, räcken, trappor, ramper samt tjänster inom plåtbearbetning och laserskärning.
- Stålkonstruktionerna varmförzinkas i egen varmförzinkningsanläggning.
Förutom värmepumpar i fabriken har företaget under åren satt in värmepumpar i alla de hus man hyr ut på bygden till anställda och andra som vill hyra ett bostadshus av Häfla bruks.
– Vi har 21 värmepumpar i drift i dag, varav de från 2014 är på 70 kW, de andra är från 30–80 kW. De senaste är sekvensstyrda så de är något större. Lite styvt hälften är frekvensstyrda.
På ena sidan av Häfla bruks tomtarea finns större hus med större värmepumpar, medan det på andra områden finns hus där man har mindre värmepumpar. Även i ”skogen”, den äldsta delen av Häfla bruks lokaler från 1600-talet, finns värmepumpar. Före värmepumparnas intåg användes direktel och innan dess kakelugnar (under en tid oljepannor och koks).
– I början av 1980-talet använde fabriken gas, sedan övergick vi till olja och efter det el.
En stor del av elanvändningen för produktion går till förzinkningen, där man värmer upp de färdiga produkterna som ska bli förzinkade.
– Vi är en otroligt stor användare av el, bland annat för att värma upp zinken. Den ska upp i 480 grader. Det är den anläggning som vi ventilerar allra mest och där vi försöker återanvända värmen via en värmeväxlare i plast liksom att fläktar, fläkthus och kanaler är i plast.
Omkring 300 kW av de 450 kW värme som geoenergianläggningen initialt ska leverera går till ventilationen i varmförzinkningsutrymmet.
– I varmförzinkningen har vi två ventilationssystem, ett för allmänventilation och ett för förzinkningen. Ventilationsflödet för förzinkningen är 300 kubikmeter per minut.
Enligt Anders Schön är den tyngsta anledningen till geoenergianläggningen arbetsmiljöfrågorna, men framtida elkostnader är inte helt obetydliga.
– Detta handlar inte om ekonomin, utan är ett arbetsmiljöproblem. Löser vi inte detta problem, kommer Arbetsmiljöverket och säger att vi måste komma med ett förslag, så vi ska förekomma detta. Vi tror ändå att om vi har ett COP-värde på fyra på den nya anläggningen, kommer vi att få återbäring. Vi stoppar ju också in en solcellsanläggning på 500 kW, som är klar men inte driftsatt. Med tanke på solcellsanläggningen och geoenergin kan man fråga sig vad vi får för återbäring. Då kan man säga – vad kostar elen om tre år?
