Ventilationen räddar resan

Baltic Queen må framföras i den friska luften på Östersjön. Men utan det avancerade klimatsystemet som värmer, kyler och befuktar luften ombord, skulle inte ombordvistelsen vara särskilt behaglig. Ett driftstopp i ventilationen en varm sommardag skulle snabbt göra båtens inneklimat outhärdligt.

Baltic Queens passagerare är helt beroende av att installationstekniken fungerar. Foto: Björn Åslund

Baltic Queen – som ägs av Tallink-Silja – är ett av Östersjöns nyare kryssningsfartyg. Hon är endast två år gammal. Hon går rutten Stockholm-Tallin, och är konstruerad just för att fungera i Östersjöns klimat. Det innebär ned till minus 25 grader vintertid, om sommaren upp till 30 grader, samt en luftfuktighet utomhus på upp till 80 procent. Skulle kursen gå mot varmare breddgrader, så behöver klimatsystemet uppgraderas. Men sådana planer finns inte, Baltic Queen ska gå på Östersjön under överskådlig framtid.

Inget självdrag ombord Ett skepp är en tät konstruktion utan självdrag och utan möjligheter till vädring. Båtens inneklimat är helt beroende av klimat- och ventilationssystemet för frisk luft, uppvärmning, kyla och befuktning. – I vissa situationer måste man till och med både kyla och värma tilluften samtidigt, för att nå önskad temperatur och lagom luftfuktighet, berättar Andrus Tamm, som är kylingenjör ombord och ansvarar för driften av klimatsystemet. Han blir guide denna dag när Energi & Miljö kliver ombord i Stockholm för att få en inblick i hur man skapar bra klimat på ett stort kryssningsfartyg. Vädret är mulet och det är 12 grader ute. Efter förvärmning i FTX-aggregatet har tilluften nått 16 grader, men det räcker inte. Man måste tillsätta lite värme för att nå måltemperaturen som i dag är satt till cirka 22,5 grader. Hur elen produceras, och till vilken kostnad, är en viktig pusselbit i detta väldiga kryssningsmaskineri. Båten producerar hela sitt elbehov i två generatorer, som drivs med dieselmotorer. Inte ens när Baltic Queen ligger vid kaj ansluts hon till det fasta elnätet. Orsaken är att en sådan anslutning är komplicerad på grund av ett stort effektbehov, är den förklaring som vi får. Andra skepp i rederiet Tallink-Siljas flotta kan dock elnätsanslutas. Men el som produceras ombord är dyr. Den uppges vara cirka 2,5 gånger dyrare än el som köps på land. Det finns alltså stort intresse av att hålla igen förbrukningen. Trots ambitioner att hålla igen krävs åtskilligt med el. Bland annat till de två stora kylkompressorerna som vardera alstrar 1800 kW kyleffekt.

Lokala värmeväxlare När kylkompressorerna körs – främst sommartid – kyls köldbäraren (vatten uppblandat med glykol) ned till 6,5 grader. Detta pumpas ut i båten, och via lokala värmeväxlare överförs kylan till ventilationens tilluft. Den luft som blåses in i passagerarnas hytter håller konstant cirka 15 till 16 grader. Önskar passagerarna värme, finns en termostat som påverkar ett 400 watts elelement i varje hytt. Det kan höja innetemperaturen cirka 3 grader. Återvinning av energi ur frånluften sker med FTX-ventilation med roterande värmeväxlare. Det finns ett stort antal värmeväxlare för återvinning av värme ur frånluften, och ibland också kyla. Heta dagar när utetemperaturen stiger över 25 grader startar energiåtervinning av kyla ur frånluften. Den utgående svala luften (cirka 22 grader) kyler då ned den ingående varma luften till cirka 25 grader. – Detta sparar en hel del energi för kylning, förklarar Andrus Tamm. När utetemperaturen sjunker under 8 grader ställer värmeväxlarna in sig på värmeåtervinning. Med sjunkande temperatur tillförs även värme till tilluften. Den värmen kommer från ånga som har producerats i maskinrummets två stora ångkokare, som eldas med olja. Ångan används också till att värma tappvarmvatten. Skeppets olika delar, barer, butiker, restauranger, gemensamma utrymmen, etcetera, är indelade i en mängd klimatzoner med egen till- och frånluft och egen temperaturreglering. Det kan vara ganska stora skillnader i behovet av kyla eller värme. Exempelvis nära fönster är det stora skillnader jämfört med mitt inne i skeppet, förklarar Andrus Tamm. Skeppet, och dess klimatsystem, är även indelat i fem separata brandskyddszoner som är åtskilda vertikalt. Det är alltså för passagerarnas säkerhet, och gör att man kan stänga av och isolera delar av båten vid brand. Ventilationens tilluft och frånluft är också utrustad med brandspjäll och rökspjäll som krävs enligt reglerna. Genom att stänga tilluften kan man bidra till att lugna ner en eventuell brand.

SÖ-system ger överblick Precis som i avancerade byggnader på land finns här ett datoriserat styr- och övervakningssystem. Det snurrar på en vanlig persondator som fungerar som server, men är dubblerad med en annan dator i maskinernas kontrollrum. Styrsystemet ger stora möjligheter att följa och styra driften av alla pumpar, fläktar, värmeväxlare, återvinningsaggregat, ångfuktare, med mera. Ute i fartyget finns en mängd temperaturgivare som ger återkoppling till systemet. Allt presenteras i grafiska bilder som ger överblick. Här ställer man in önskade börvärden för temperatur och fuktighet, och kan också se de verkliga värdena. Driftstörningar ger förstås larm. De mindre, som temperaturavvikelser, går till tjänstgörande kylingenjör. Men allvarligare alarm, som när ett aggregat får driftstopp, skickas vidare. Styrsystemet är integrerat med datorsystemet i maskinernas kontrollrum, och där är det alltid bemanning som blir varse störningarna.

Obehag vid driftstopp Något som inte får hända är ett större driftstopp i klimatsystemet. – Temperaturen och luftfuktigheten stiger omedelbart. Är det bara 6-7 grader utomhus är det inga större problem. Men om det är 20 minusgrader, eller 25 grader varmt om sommaren blir det väldiga problem. Det kan bli ganska obehagligt, säger han. Därför är båten alltid bemannad med en kylingenjör. Andrus Tamm är i tjänst dagligen 10,5 timmar under de två veckors skift han jobbar på båten. De flesta felen kan han själv avhjälpa, men det har hänt att man fått tillkalla reparatörer när man når land. Mycket av driften och övervakningen är automatiserad i datorn så om det exempelvis blir lite kallare ute, styr datorn på lite mer värme. – Det här är ett mycket bekvämt system för att övervaka hela klimatsystemet, säger Andrus Tamm.

Manuell justering Den automatiserade driften innebär viss behovsstyrning. Om exempelvis en bar fylls med folk och belysningen tänds, eller det blir dans, avges värme och temperaturen stiger. Styrsystemet registrerar detta, och kan efter ett tag börja mata in mer kyla i tilluften. Men systemet kräver ändå lite manuella ingrepp, för att det ska bli riktigt bra: – Beroende på vilken utomhustemperatur som väntas under dagen så måste jag ställa in ett börvärde för tilluften. Det kan behöva ändras några gånger om dagen, om det blir varmare eller kallare, berättar Andrus Tamm. Han visar upp en zon av klimatsystemet i styrsystemet. Den för dagen inställda måltemperaturen 22,5 grader i innemiljön är inte riktigt uppfylld. Systemet visar att det verkliga värdet ligger cirka 1 grad under. De flesta pumpar och fläktar ombord är frekvensstyrda, berättar maskinchefen Avo Aavik, som är med en stund. – Då kan hastigheten regleras steglöst. Det är den största skillnaden i ventilationen mellan denna nya båt, och äldre båtar. I en del äldre skepp kan ventilationen bara köras i två hastigheter, och det är inte ekonomiskt. Så vi kan spara en hel del energi, förklarar Avo Aavik. Det är stora skillnader på behoven av tilluft i båtens olika zoner. Exempelvis restaurangen på däck 7 får normalt ett luftflöde på drygt 7 000 liter/sekund. Det finns fyra stora maskinrum ombord, och dessa har ett inluftsflöde på hela 25 600 liter/sekund, för att arbetsmiljön ska vara acceptabel.

Ånga ökar luftfuktigheten Luftfuktigheten är ett kapitel i sig. Främst vintertid riskerar klimatet ombord att bli obehagligt om luften blir väldigt torr. Då tillsätter man fukt för att skapa ett behagligare klimat. Mellan 30 och 50 procents luftfuktighet är önskvärt. Fuktigheten skapas genom att producera ånga. Det sker genom att vatten pumpas genom eldrivna förångare. Det finns ett 20-tal sådana, med vardera cirka 20 kW eleffekt, i de lokala driftcentralerna. Ångan distribueras genom rör till tilluften via munstycken. Ångtillförseln regleras också från styrsystemet, där man ställer in önskade börvärden på procentuell luftfuktighet. – Ångproduktionen är den mest kostnadskrävande delen av luftbehandlingen ombord eftersom den kräver mycket dyr el, säger Avo Aavik. – Luftfuktigheten fungerar bättre på Baltic Queen än i de äldre skeppen, säger Andrus Tamm. Det här är ett modernare system. Om sensommaren kan luftfuktigheten ute nå 90 procent. Baltic Queen är inte försedd med speciella avfuktare, som skulle kunna dra ned nivån. Det kan dock i viss mån kompenseras genom att dra på mer kyla, förklarar Andrus Tamm. När lufttemperaturen sänks kondenseras en del av fuktigheten. Det är dags att kliva av Baltic Queen, som snart ska lägga ut mot ännu en resa mot Tallin. Färden fram och åter över Östersjön tar två dygn, och innebär att båten gör av med cirka 111 kubikmeter fartygsolja, för drift av motorer, elproduktion och alla installationer ombord. Under resan förbrukas i genomsnitt 2 300 kW el per timme, vilket på en resa tur och retur över Östersjön blir cirka 94 000 kWh.

Av Björn Åslund, Energi & Miljö nr 6/7 2011, sid 28-30

• Fakta Baltic Queen tillhör rederiet Tallink-Silja, och kryssar fram och tillbaka mellan Stockholm och Tallin. Skeppet mäter 212 meter mellan för och akter, och väger 24 200 ton vid full last. Fartyget är hela 50 meter på höjden, från kölen upp till den skorsten där avgaserna har sitt utlopp. Den har utrymme för 2800 passagerare, som servas av en besättning på cirka 200 personer.