97
2014 Michael Vadheim Mortensen Aarhus Maskinmesterskole 15-12-2014 Analyse af energiforbrug

Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

2014

Michael Vadheim Mortensen

Aarhus Maskinmesterskole

15-12-2014

Analyse af energiforbrug

Page 2: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 1 af 96

Forfatterens navn: Michael Vadheim Mortensen

Projektets titel: Analyse af energiforbrug

Projektets type: Bachelorprojekt

Samarbejdspartnere: Dan Cake A/S

Fagområde: Termiske maskiner og anlæg

Placering i uddannelsesforløbet: 9. Semester

Uddannelsesinstitutionens navn: Aarhus Maskinmesterskole

Vejleders navn: Henrik Kerstens

Dato for aflevering: 15-12-2014

Antal normalsider af 2400 anslag: 43,2

Kilde til forsidebillede: Eget arkiv

Page 3: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 2 af 96

Abstract

”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written in 2014 by Michael Vadheim Mortensen, as a part

of the marine engineer education at Aarhus School of Marine and Technical Engineering. Before writing the

project, the student has completed an internship at the case company Dan Cake.

Under the internship at Dan Cake, the energy consumption was explored. During the exploration, it turned

out that it was not possible to get a complete overview. Energy is consumed for operating of the main

buildings, and for processing of products. This project takes point in an analysis of the energy consumption,

which is fed by natural gas and electricity. As a part of the analysis, the energy loss at the baking process is

examined. By taking point in the losses, an assessment of the possibility for a reducing, or recycling the loss

will be given.

To make an analysis of the energy consumption, the data from a register at Dan Cake is used. The register is

updated every month, but the registrations are not used or analyzed further by Dan Cake. By taking point in

the register, the energy consumption will be analyzed by year and month basis, to see which units that are

the biggest consumers, and to see if there is a consumption pattern. The analysis of the energy

consumption indicated that the biggest consumption of energy was from natural gas. That led to a further

analysis of what the consumers were, and it turned out that the baking ovens are the biggest energy

consumers. That led to a deeper analysis of how the energy consumption is divided between the ovens. In

the fact of missing or defect gas meters, the consumption is estimated by the number of operating hours

for some of the ovens, and by the estimation, oven 7 is the biggest consumer of the ovens. Because of this,

a heat balance on oven 7 is made, to see where and how big the losses are, during the baking process. To

do this, the applied power from gas is measured, and by measurements and calculations on the oven, it is

determined where the power is absorbed. To complete the calculations, some assumptions had to be

made. The heat balance showed that the biggest losses come with flue gas and humid exhaust air. The

convective power loss from the surfaces of the oven is also calculated from measurements, and this loss

turned out only to be a small part of the total loss.

Out from the heat balance, it is possible to assess where there can be possibilities for reducing or regaining

energy. There are possibilities in regaining the loss from flue gas and humid exhaust air by for example

using heat exchangers, while a general re-insulation would have a small effect. Based on this project, it

would be relevant with a further examination on the possibilities for regaining losses from flue gas, and

humid exhaust air.

Page 4: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 3 af 96

Indholdsfortegnelse

1. Forord ....................................................................................................................................................... 5

2. Indledning................................................................................................................................................. 6

3. Problemformulering ................................................................................................................................. 7

4. Anlægsbeskrivelse .................................................................................................................................... 9

4.1 Forarbejdning af råvarer ................................................................................................................... 9

4.2 Sammenblanding af kagedej........................................................................................................... 10

4.3 Bageprocessen ................................................................................................................................ 11

4.4 Varmeafgivelse ............................................................................................................................... 12

4.5 Pålægning af fyld ............................................................................................................................ 13

4.6 Afkøling før emballering ................................................................................................................. 13

4.7 Opsummering af produktionsprocesser ......................................................................................... 14

5. Fordeling af energiforbrug...................................................................................................................... 15

5.1 Betragtninger vedrørende forbrug ................................................................................................. 15

5.2 Beregninger og resultater af samlet forbrug .................................................................................. 17

5.3 Oversigt over samlet forbrug .......................................................................................................... 17

5.4 Delkonklusion ................................................................................................................................. 21

6. Gasforbrugere ........................................................................................................................................ 22

6.1 Forbehold for usikkerheder ............................................................................................................ 24

6.2 Beregning af gasforbrug ................................................................................................................. 28

6.3 Fordeling af gasforbrug................................................................................................................... 29

6.4 Delkonklusion ................................................................................................................................. 33

7. Forbrug af gas fra ovne ........................................................................................................................... 34

7.1 Beregning af forbrug ....................................................................................................................... 34

7.2 Opsamling og delkonklusion ........................................................................................................... 39

8. Energiprocesser og tab ved bagning ....................................................................................................... 40

8.1 Forbrug til forvarmning .................................................................................................................. 42

8.2 Oversigt over varmebalance ........................................................................................................... 43

8.3 Tilført energi fra gas ....................................................................................................................... 44

8.4 Røggastab ....................................................................................................................................... 45

8.5 Aftræksluft tab ............................................................................................................................... 47

8.6 Varmetab ........................................................................................................................................ 61

Page 5: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 4 af 96

8.7 Kageform tab .................................................................................................................................. 69

8.8 Energi bundet i kage ....................................................................................................................... 70

8.9 Samlet tab ...................................................................................................................................... 71

8.10 Delkonklusion ................................................................................................................................. 72

9. Potentiale for reducering af energiforbrug ............................................................................................ 73

9.1 Røggas ............................................................................................................................................ 74

9.2 Restvarme luft ................................................................................................................................ 76

9.3 Fugtig aftræksluft ........................................................................................................................... 77

9.4 Varmetab ........................................................................................................................................ 77

9.5 Kageform tab .................................................................................................................................. 78

9.6 Kage tab .......................................................................................................................................... 78

9.7 Ikke fundne tab ............................................................................................................................... 78

9.8 Delkonklusion ................................................................................................................................. 79

10. Konklusion .......................................................................................................................................... 80

11. Perspektivering ................................................................................................................................... 81

12. Kilder .................................................................................................................................................. 82

13. Bilag .................................................................................................................................................... 84

Bilag 1 ......................................................................................................................................................... 84

Bilag 2 ......................................................................................................................................................... 85

Bilag 3 ......................................................................................................................................................... 86

Bilag 4 ......................................................................................................................................................... 87

Bilag 5 ......................................................................................................................................................... 88

Bilag 6 ......................................................................................................................................................... 89

Bilag 7 ......................................................................................................................................................... 89

Bilag 8 ......................................................................................................................................................... 90

Bilag 9 ......................................................................................................................................................... 90

Bilag 11 ....................................................................................................................................................... 92

Bilag 12 ....................................................................................................................................................... 94

Bilag 13 ....................................................................................................................................................... 95

Bilag 14 ....................................................................................................................................................... 96

Page 6: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 5 af 96

1. Forord

Dette bachelorprojekt er udarbejdet som et led i maskinmesteruddannelsen. På 9. semester skal den

studerende finde en problemstilling indenfor et relevant fag fra uddannelsen, som de laver et

bachelorprojekt ud fra.

Bachelorprojektet udgør 15 ECTS point svarende til et halvt semesters studieaktivitet, og skal afleveres

skrifteligt. Bachelorprojektet skal derefter danne udgangspunkt for en mundtlig eksamination, som er den

afsluttende eksamen på maskinmesterstudiet.

Jeg har på mit 9. Semester af maskinmesteruddannelsen været i bachelorpraktik hos Dan Cake. Under

denne praktik mødte jeg nogle problemstillinger i forhold til det energiforbrug man har i produktionen, som

derfor danner udgangspunkt for dette projekt.

Da bachelorprojektet er skrevet af en studerende på 9. Semester, forudsættes det at læseren har en

tilsvarende teoretisk viden, som der forventes ved dette niveau.

Der skal lyde stort tak til de personer, som har bidraget med hjælp og viden for tilblivelsen af dette projekt:

Ole Hein, maskinmester hos Dan Cake.

Hans Kristian Sørensen, ovnpasser hos Dan Cake.

Henrik Kerstens, Civilingeniør, Lektor ved Aarhus Maskinmesterskole.

Praktisk:

Man vil i projektet kunne møde mindre gentagelser fra andre afsnit. Dette vil forekomme for at lette

læsevenligheden af projektet, da læseren således ikke er nødt til at bladre tilbage i projektet for at finde

tidligere angivne informationer, som anvendes igen.

Ved beregninger vil enheder forekomme umiddelbart efterfølgende. Hvor det er vurderet relevant, vil

enheder fremgå i selve udregningerne, af hensyn til læsevenligheden.

Page 7: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 6 af 96

2. Indledning

Ideen og grundlaget for dette bachelorprojekt er udsprunget af forfatterens bachelorpraktik hos Dan Cake.

Dan Cake er en fødevareproducerende virksomhed, som beskæftiger ca. 180 medarbejdere. Dan Cake er

beliggende i Give i Midtjylland, og har datterselskaber i Tyskland, Polen og Bangladesh. De producerede

fødevarer er forskellige typer af kager, hvor størstedelen har en holdbarhed på 13 uger, hvorfor man hos

Dan Cake producerer efter ordretilgangen, for at undgå lagervarer hvor holdbarheden udløber.

Produktionen er mere eller mindre fuldautomatiseret, og kræver således primært kun personale til

sammenblanding af ingredienser og overvågning af processerne.

Under praktikken fik forfatteren særlig fokus på virksomhedens energiforbrug, som går til drift af bygninger

og produktion. Særligt bageprocessen samt energiforbruget til denne blev fundet interessant, og dette er

derfor grundlaget for valget af emne til projektet. Ved undersøgelse af energiforbruget, blev der fundet

frem til, at Dan Cake ikke har fuldt overblik over det energiforbrug, som der medgår til bagningen af

produkter.

Dan Cake benytter hovedsageligt el og gas som energikilder. På gas siden er man flere steder ikke klar over,

hvad forbruget er, da der enten ikke er opsat målere på rørledningerne, eller også er målerne defekte.

Derudover er der enkelte varme overflader på nogle af ovnene, som kan være medvirkende til et

unødvendigt varmetab. Da der ikke er overblik over, hvor stor en andel af den brugte energi der går til tab,

var det en oplagt mulighed at tage udgangspunkt i dette til et bachelorprojekt, og herunder belyse om der

er potentiale for at reducere eller genvinde noget af den tabte energi.

Page 8: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 7 af 96

3. Problemformulering

Baggrund

Dan Cake er en produktionsvirksomhed, som producerer kager. Dan Cake bruger energi til generel drift af

virksomhedens bygninger, samt bearbejdning af deres produkter. De primære energikilder der benyttes i

virksomheden er el og gas. Det færdige kageprodukt har under produceringen gennemgået flere processer,

hvor begge energiformer indgår. Virksomhedens sortiment kan groft deles op i tre typer kager, herunder

roulader, snitkager og muffins. Fælles for disse kagetyper er, at de alle under produktionsprocessen bliver

bagt i industriovne. Til bagning af produkterne benytter Dan Cake 5 industriovne, som alle har gas som

energikilde til bageprocessen. Det er ønsket at lave en klarlægning over energiforbruget hos Dan Cake, og

om muligt finde ud af, hvor meget energi der medgår til bagningen af kage, da dette ikke vides.

Spørgsmål

- Hvorledes fordeler energiforbruget sig hos Dan Cake?

- Hvilke energitab er der i forbindelse med produktionen af kage?

- Hvordan er potentialet for at reducere energiforbruget, eventuelt ved genvinding?

Metode

Som metode vil der i dette projekt gøres brug af den viden, som forfatteren har opnået i forbindelse med

sit praktikforløb hos Dan Cake. Der vil blive foretaget målinger og lavet beregninger, som er nødvendige for

at få besvaret spørgsmålene i problemformuleringen. Derudover vil der under arbejdet med projektet blive

anvendt ressourcer som Dan Cake og Aarhus Maskinmesterskole stiller til rådighed, ligesom der vil blive

søgt ny viden og ressourcer hos relevante kilder.

Afgrænsning

Der vil i projektet laves antagelser i det omfang det skønnes nødvendigt for udarbejdelsen. Ved

bestemmelse af energiforbrug ved bagning af kage vil der ikke blive medtaget forbrug fra el-forbrugende

energikilder som elmotorer, elektriske/pneumatiske styringer og lignende. Da der bages flere kagetyper

ved forskellige temperaturer, afgrænses projektet til at omhandle en enkelt kagetype grundet projektets

begrænsning i forhold til tid og omfang. Der vil kun blive lavet energitabsberegning/varmebalance på en

enkelt af industriovnene under stationær drift, da beregningerne ellers bliver for komplicerede. Der vil

således ikke indgå beregninger på energitab eller energigenvinding i opstartsfasen, men forbruget til

Page 9: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 8 af 96

forvarmningen af ovnen vil blive undersøgt. Der vil ikke blive indhentet eller udregnet tilbud på eventuelle

løsninger til reducering eller genvinding af energi, da projektet er begrænset i tid og omfang, og der således

ikke er tid til rådighed til at afvente eventuelle tilbud fra leverandører. Da projektet omhandler

energiforbrug og fordelingen af dette, vil der ikke indgå økonomiske beregninger på energiudgifterne, men

der angives et skøn ud fra tilgængelige priser i det omfang, som det skønnes relevant.

Page 10: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 9 af 96

Figur 2, Bærknuser (eget arkiv)

4. Anlægsbeskrivelse

I det følgende vil der være en kronologisk anlægsbeskrivelse af produktionsudstyret hos Dan Cake. Det

færdige produkt har gennemgået flere trin, og for at lette læserens forståelse af hvilke trin der indgår, er

dette kort beskrevet. Beskrivelsen har dertil til formål at give læseren overblik.

Beskrivelsen af produktionsudstyret vil ske i samme rækkefølge, som det anvendes ved produktionen af

kage. Sortimentet af kager hos Dan Cake er bredt, og det er derfor forskelligt hvilke ingredienser der indgår

i den enkelte kagetype. Overordnet kan kagetyperne listes op således:

Roulade

Snitkager

Måner/tærter

Muffins

Linse kager

Romkugler

Der er endvidere forskellige smagstyper under de enkelte kagetyper. Dan Cake forarbejder selv flere af

deres tilsatte smagsnuancer, herunder kan nævnes hindbær/jordbær marmelade, glasur, chokolade og

kagecreme.

4.1 Forarbejdning af råvarer

Som tidligere nævnt forarbejder Dan Cake selv flere af deres råvarer. Som

eksempel kan nævnes forarbejdningen af jordbærmarmelade. Jordbærerene

opbevares i en fryser, hvorfra de lægges i et kar som vist på figur 1. Jordbærerene

får lov at stå nogle timer i rumvarme, således at de tør op.

Jordbærerne bliver herfra puttet i en bærknuser, som vist på figur 2.

Formålet med dette er at undgå klumper. De knuste bær bliver herefter

pumpet til et kogekar. På figur 2 helt til venstre ses den blå slange fra

pumpen, hvori de knuste bær bliver pumpet.

Figur 1, Jordbær (eget arkiv)

Page 11: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 10 af 96

I kogekarrene som er illustreret på figur 3, bliver de knuste bær varmebehandlet. Varmebehandlingen sker

ved brug af damp. Bærerene skal pasteuriseres, hvilket sker ved at opnå en temperatur på omkring 87

grader. Under pasteuriseringen tilsættes sukkerstoffer for at give en korrekt smag.

Dette eksempel på forarbejdning viser grundprincippet i

behandlingen af råvarer. Dan Cake benytter som tidligere

nævnt mange forskellige ingredienser i deres kager, og

princippet er ens, men ved forarbejdning af andre varer end

bær benyttes bærknuseren ikke. Udover mulighed for

opvarmning, er der en omrørefunktion i et sådan kogekar.

Det anvendes derfor også til forarbejdning og

sammenblanding af chokolade, glasur, kagecreme og

lignende, hvor man varmer produktet og tilsætter

tilsætningsstoffer. Som tidligere nævnt er energikilden i

dette tilfælde damp, som kommer fra virksomhedens

dampkedel.

4.2 Sammenblanding af kagedej

Udover forarbejdning af råvarer, skal der også blandes en kagedej.

Kagedejen bliver blandet i en mixer. En sådan mixer er illustreret

på figur 4. I mixeren tilsættes alle ingredienserne til kagedejen.

Almindelige ingredienser som sukker og mel tilføres automatisk,

hvorimod der i eksempelvis en gulerodskage tilsættes gulerod

manuelt fra lugen på siden. Mixeren drives af en elmotor, som

roterer tromlen inde i mixeren, hvorved sammenblandingen sker.

Sammenblandingen af ingredienser sker trinvist, således at man

undgår at dejen bliver klumpet.

Efter sammenblandingen af kagedejen bliver denne pumpet til en

doseringsmekanisme, inden den bliver lagt i forme og bagt. Pumpen

befinder sig på undersiden af mixeren og kan ses på figur 5.

Figur 3, Dampbehandling (eget arkiv)

Figur 4, Mixer (eget arkiv)

Figur 5, Dejpumpe (eget arkiv)

Page 12: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 11 af 96

4.3 Bageprocessen

Den færdige kagedej bliver pumpet op i en doseringstragt, hvorfra

kagedejen bliver lagt i forme. Da der er flere mixere, afblænder

man for de tilgange, som ikke skal anvendes, således sikrer man at

få den korrekte kagedej til den valgte ovn. Denne opdeling kan ses

på figur 6. Denne metode bruges ved bagning af muffins, snitkager

og måner/tærter. Der vil ikke blive gennemgået hvorledes roulade

dejen bliver behandlet, idet princippet er det samme.

Ilægningen af kagedej sker ved brug af pneumatiske stempler, som presser dejen

ned i formene. Dette er illustreret på figur 7. Dejen falder ned i cylinderhusene ved

hjælp af tyngdekraften, og bliver presset ud af cylinderhuset af de pneumatiske

stempler, markeret med en rød cirkel på figur 7. Kagedejen befinder sig derefter i

forme, og er således klar til at blive bagt i en bageovn. Kageformen bliver bragt til

ovnens indløb af transportbånd. Afhængigt af kagetypen er der bestemte bagetider

og temperaturer som ovnen opererer ved.

Indløbet til kageovnen er illustreret på figur 8, hvor kagerne føres til ovnens

transportbånd, som drives af en elmotor. Ved indløbet til ovnen bliver

kageformene sat op på rækker af 3 forme, således at de passer med ovnens

bredde. Ovnen på figur 8 er ovn 7. Ved bagning gennemløbes i denne ovn fire

forskellige bage-zoner, med indstillelig temperatur. Ovnens varmekilde er en

Weishaupt gasbrænder, og denne gasbrænder varmer et kammer, hvorfra der er

sluser til de 4 bage-zoner i ovnen. I bage-zonerne er der luft til luft varmeveksling,

således at der ikke er direkte kontakt imellem brænderens røggas og kagedejen. En

ovnpasser regulerer manuelt på sluserne, så temperaturen passer overens med

forskrifterne for kagetypen.

Der er forskel på vægt og type af kage, og man har ved regulering af båndhastigheden og temperaturen

gennem bage-zonerne mulighed for at bage forskellige kagetyper i samme ovn, ved at skifte mellem

kageformene. Der er dog ikke alle ovne, der bliver benyttet til bagning af alle typer kager. Hver ovn er

tilknyttet et linje nummer, og ovn 7 er således tilknyttet linje 7. Efter ovnen er der forskellige muligheder

for tilsætning af fyld oven på kagen, som eksempel kan nævnes chokoladeknapper, chokolade eller glasur.

Figur 6, Mixer tilgang (eget arkiv)

Figur 8, Indløb til ovn (eget arkiv)

Figur 7, Dej-stempler (eget arkiv)

Page 13: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 12 af 96

Det efterfølgende udstyr på en linje afgør således, hvilke typer kager man bager på den enkelte ovn. På linje

7 har man udstyr til pålægning af chokoladeknapper, hvorfor muffins med chokoladeknapper bages på

denne linje. Som et andet eksempel kan nævnes bagning af citronmåner. Citronmåner bages som en rund

kage, hvorefter den skæres op og splittes i to halve. Der er kun udstyr til denne opskæring og splitning på

linje 1, hvorfor der ikke bages citronmåner på andre linjer end denne.

4.4 Varmeafgivelse

Efter endt bagning, er kagerne for varme til at man kan tilføre fyld som glasur og chokolade. Den bundne

energi i kagerne skal derfor bortledes. Ved hjælp af udsugning i midten af en kølespiral og konvektion

afgiver kagerne energi, mens de kører på spiralbåndet. Et eksempel på sådanne kølespiraler er vist på figur

9 og figur 10. Spiralerne drives af transportbånd, som er drevet af elmotorer.

Figur 10, Kølespiral (eget arkiv)

Figur 9, Kølespiral (eget arkiv)

Page 14: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 13 af 96

4.5 Pålægning af fyld

Efter endt afkøling, kan der tilsættes kagefyld. Der er mange typer fyld, eksempelvis creme, chokolade,

chokoladeknapper. Som tidligere nævnt afhænger muligheden for fyld af udstyret på den enkelte linje. På

figur 11 og 12 er vist pålægningen af hvid glasur. Pålægningen af glasur sker ved brug af en pneumatisk

presser, som får tilført glasuren fra en pumpe.

4.6 Afkøling før emballering

Efter pålægning af fyld, skal kagerne have yderligere køling før

emballering. Dette er for at undgå kondensvand i emballagen, når

kagen er færdigpakket. Kølingen sker gennem en køletunnel. Et

eksempel på en køletunnel ses på figur 13.

Køletunellen er udstyret med et køleanlæg, og der er således opsat

fordampere i tunellen. Det benyttede kølemiddel ved denne

køletunnel på linje 7, er R407C. Kompressoren er en

stempelkompressor som er elektrisk drevet.

Figur 13, Køletunnel (eget arkiv)

Figur 11, Før glasurpålægning (eget arkiv) Figur 12, Efter glasurpålægning (eget

arkiv)

Page 15: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 14 af 96

4.7 Opsummering af produktionsprocesser

I produktionsprocessen bliver der brugt forskellige maskiner og anlæg. Overordnet kan dette opstilles

således:

Damp

Pumper

Styringer

Pneumatik

Elmotorer

Køleanlæg

Bageovn

Transportbånd

Dampen til forarbejdning af råvarer stammer fra en dampkedel, som benytter en gasbrænder som

energikilde. Ligeledes er bageovnen opvarmet af en gasbrænder. Køleanlægget drives af en elmotor som er

koblet til en stempelkompressor, og den pneumatiske trykluft laves af en kompressor, som også er drevet

af en elmotor. Ved opdeling efter energitype vil det derfor se således ud:

Elforbrugere Gasforbrugere

Pumper Dampkedel

Styringer Bageovne

Pneumatik

Elmotorer

Køleanlæg

Transportbånd

Ud fra overstående sammenfatning, benyttes der to primære energikilder under produktionen, henholdsvis

naturgas og elektrisk energi. Udover forbrug af energi til produktionsprocessen, forbruges der også energi

til drift af kontor og produktionslokaler.

Page 16: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 15 af 96

5. Fordeling af energiforbrug

Dan Cake bruger energi til deres produktionsprocesser, som er kort beskrevet tidligere i projektet. Udover

produktionsprocesserne bruges der energi til drift af virksomhedens produktionslokaler, kølecontainere,

kontorbygninger og renseanlæg.

Dan Cake laver et forbrugsregnskab, hvor der aflæses målere på virksomheden. I forbrugsregnskabet

aflæses el, gas og vandforbrug. Forbruget sammenlignes med tidligere måneder fra tidligere år, for således

at se om der er væsentlige ændringer i forbruget.

5.1 Betragtninger vedrørende forbrug

I bilag 1 er der givet et eksempel på forbrugsmålingerne hos Dan Cake for august måned, 2014.

Forbrugsmålingerne er registreret som vist i bilag 1, hver måned. Der er ikke vedlagt yderlige bilag omkring

energimålingen for hver enkelt måned, idet at dette vil medføre uhensigtsmæssigt mange bilag i projektet.

Disse er i stedet vedlagt på CD-ROM, således at det er muligt at tilgå hvis det er ønsket for læseren af

projektet.

Som det fremgår af bilag 1, er der registreret elforbrug af bimålere under fanen ”El-log”, vandforbrug under

fanen ”Vand”, samlet elforbrug under fanen ”El-hovedmålere” samt gasforbrug under fanen ”Gas”.

Hele virksomhedens elforbrug kan findes ved sammenlægning af forbruget angivet under ”El-

hovedmålere”, og gas forbruget kan findes under ”Hovedmåler”, ”Dantherm” og ”Lille kedel” under fanen

”Gas”. Første del af analysen af energiforbruget vil omhandle det samlede forbrug, og de ovenfor nævnte

målere vil således blive aflæst ud af forbrugsmålingerne.

Ved sammenligning af regnskaberne fra forskellige måneder, kan det være svært at overskue at bladre frem

og tilbage mellem månederne, for at finde det tal man ønsker at sammenligne med. Ved sammenligning

mellem bestemte målere, ville det for at øge overskueligheden, være en fordel for Dan Cake, at få lavet et

Excel-dokument, som selv indlægger målingerne som kurver i et diagram. Der sammenfattes endvidere ikke

årsforbrug ud fra målingerne, og det har derfor været nødvendigt at bearbejde forbrugsmålingerne for at

skabe et overblik.

Udtagelsen af målinger er for år 2012, 2013 og til september måned 2014. Der er valgt denne måleperiode,

da målingerne er ufuldstændige for flere af de tidligere år fra før år 2012. Derudover er det relevant at have

Page 17: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 16 af 96

flere år at sammenligne med, da man således kan se om forbruget følger et fast mønster. At vælge et

enkelt år som udgangspunkt, havde været kritisk, idet at man således ikke kan se en sammenhæng i forhold

til andre år. At basere analysen på et enkelt år, vil ikke kunne påvise eventuelle afvigelser, hvis disse

afvigelser kun er indtruffet det pågældende år, og vil derfor give et forkert indtryk af det generelle

energiforbrug.

Der vil ved denne udtagelse af talværdier fra forbrugsmålingerne lægges vægt på det samlede måneds- og

årsforbrug, og ikke forbruget for den enkelte forbruger. Da gasforbruget er opgivet i normalkubikmeter, må

dette omregnes til kWh for at sammenligne forbruget af gas og el i samme enhed.

Brændværdien af naturgas er af hensyn til beregningerne antaget til at være konstant ved alle

forbrugsregistreringer. Den nedre brændværdi for naturgas er ud fra en gennemsnittelig

gassammensætning fra år 2013 sat til 39,988

(naturgasfakta.dk, u.d.). Ved at lave denne antagelse vil

der være afvigelser fra det virkelige energiforbrug, idet at der vælges en gennemsnittelig brændværdi. Den

aktuelle brændværdi for de beregnede perioder kan være højere eller lavere, alt efter naturgassens

sammensætning på det aktuelle tidspunkt. Denne antagelse er nødvendig for at kunne lave en analyse af

forbruget.

Ved omregningen fra forbrug af naturgas til kWh bruges formelen:

Hvor enhederne er som følger:

= [kWh]

= Volumen af gas [

= Nedre brændværdi *

+

= tid, 3600 sekunder [s]

Page 18: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 17 af 96

5.2 Beregninger og resultater af samlet forbrug

Under bilag 2, bilag 3 og bilag 4, er det samlede energiforbrug beregnet for hver måned, samt det samlede

energiforbrug for året, i årene 2012-2014. Af hensyn til overskueligheden vil resultaterne blive vist grafisk

ved behandling af resultaterne i det følgende.

5.3 Oversigt over samlet forbrug

Forbruget er illustreret som vist på figur 14 og figur

15. Der vist en opdeling af forbruget fra henholdsvis

el og gas.

I år 2012 er andelen af energiforbruget 30,4 % el og

69,6 % gas. I henhold til til forbruget dækker denne

procentfordeling over et forbrug på 7.360 MWh i

gas, og 3.212 MWh el, ud fra et samlet forbrug på i

alt 10.572 MWh. Forbrugsfordelingen kan

tilnærmelsesvist siges at være

el, og

gas.

Da forbrugsfordelingen for 2012, 2013 og 2014 er tilnærmelsesvist ens, med en fordeling på ca. 70 %

gasforbrug og 30 % elforbrug, vil forbruget for hvert år fremgå af følgende søjlediagram på figur 15:

Figur 15, Energiforbrug (egen tilvirkning)

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

2012 2013 2014

MW

h

Energiforbrug

Gas

El

69,6 %

30,4 %

Forbrugsfordeling 2012

Gas

El

Figur 14, Forbrugsfordeling 2012 (egen tilvirkning)

Page 19: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 18 af 96

Forbrugsfordelingen for 2013 har samme mønster i forbrugsfordelingen som 2012, idet fordelingen her er

28,8 % fra el, og 71,2 % fra gas. Der er dog en lille stigning i andelen af gasforbruget. Denne fordeling

gælder over et forbrug på 8.498 MWh gas, og 3.436 MWh el. Dette giver et samlet forbrug på 11.933 MWh.

Forskellen i det samlede forbrug mellem 2013 og 2012 er således steget med følgende:

11.933-10.571 = 1.362 MWh.

Til trods for denne stigning i det samlede forbrug, er forbrugsfordelingen tilnærmelsesvist ens.

Dan Cake er en ordreproducerende virksomhed, og udgifterne til produktion afhænger således af

ordretilgangen. At forbruget er steget fra 2012 til 2013, men forbrugsfordelingen er tilnærmelsesvist den

samme, kan indikere at forbruget af gas og el til produktion er nogenlunde konstante i forhold til hinanden.

Sammenlignes forbruget fra 2012 og 2013 med forbruget fra 2014, skal der tages forbehold for at der kun

er tale om et forbrug fra januar til og med august 2014. Forbrugsfordelingen for 2014 ligner

tilnærmelsesvist fordelingen i 2012 og 2013, med et gas forbrug på 69,8 % og et elforbrug på 30,2 %. I

forhold til det samlede forbrug udgør gas forbruget 5.775 MWh og elforbruget 2.494 MWh, og det samlede

forbrug er således på 8.268 MWh. Dette tal er som tidligere nævnt ikke for hele året, og det er således ikke

muligt at sammenligne det totale forbrug med de tidligere år.

Forbrugsfordelingerne giver et indblik i, hvor stor andelen af forbruget er af gas og el i forhold til hinanden.

Ved at lave en oversigt over energiforbruget på månedsbasis, kan det illustreres om der er udsving i

forbruget som gentager sig.

På figur 16 ses en illustration af energiforbruget for år 2012. Forbruget af el er tilnærmelsesvist konstant på

250-300 MWh pr måned. Gas forbruget er dog svingende, hvor det største forbrug ses i februar måned og

er på 784 MWh, og det mindste forbrug forekommer i juli måned og er på 440 MWh. Forbruget stiger dog

først væsentligt efter september måned. Dette udsving i forbruget vil ikke blive undersøgt her, men det kan

skyldes gasforbrug til rumopvarmning, idet at virksomheden benytter en gasfyret kedel til dette.

0

500

1.000

Jan

Feb

Mar

Ap

r

Maj

Jun

Jul

Au

g

Sep

Okt

No

v

Dec

MW

h

Energiforbrug 2012

Gasforbrug

Elforbrug

Figur 16, Energiforbrug 2012 (egen tilvirkning)

Page 20: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 19 af 96

På figur 17 ses det samlede energiforbrug for år 2013. Elforbruget har en tendens som ligner forbruget fra

2012, og er tilnærmelsesvist konstant omkring 300 MWh pr måned. Gasforbruget er dog anderledes for

2013. Som det ses på kurven for gasforbruget, er denne tilnærmelsesvist svagt faldende fra januar til juli, og

herefter konstant stigende til november. Forbruget falder fra 825 MWh i januar til 675 MWh i juni,

hvorefter forbruget aftager til årets laveste på 499 MWh i juli måned.

Energiforbruget for januar til august for år 2014 er illustreret på figur 18. Ud fra kurven over elforbruget,

kan det ses at forbruget minder om forbruget i de tilsvarende måneder for år 2012 og 2013. Forbruget er

tilnærmelsesvist omkring 300 MWh, med en stigning i juli og august måned. Gasforbruget er størst i januar

måned, med et forbrug på 926 MWh, og mindst i juni måned, hvor der har været et forbrug på 567 MWh.

0

200

400

600

800

1.000

Jan

Feb

Mar

Ap

r

Maj

Jun

Jul

Au

g

Sep

t

Okt

No

v

Dec

MW

h

Energiforbrug 2013

Gasforbrug

Elforbrug

Figur 17, Energiforbrug 2013 (egen tilvirkning)

0

200

400

600

800

1.000

Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug

MW

h

Energiforbrug 2014

Gasforbrug

Elforbrug

Figur 18, Energiforbrug 2014 (egen tilvirkning)

Page 21: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 20 af 96

Ud fra oversigterne over energiforbruget fra 2012-2014, kan det ses at der er et lavere forbrug af gas i

sommermånederne end vintermånederne, men der er også forskel i hældningerne på gaskurverne. For at

få et overblik over forbruget for årene i forhold til hinanden, er alle kurverne blevet samlet i et diagram på

figur 19.

Ud fra figur 19 kan det ses, at gasforbruget følger tilnærmelsesvis samme tendens, hvor forbruget har

laveste punkt i juni eller juli måned. Det kan endvidere ses, at forbruget i 2012 er lavere end 2013, og

foreløbigt også lavere end 2014. Elforbruget har en svagt stigende tendens for hvert år. Forbruget af el

månederne imellem har udsving, men sammenlignes disse udsving med gasforbruget, er der tale om

mindre variationer. Da elforbruget kun måles på 3 hovedmålere, vil det være vanskeligt at lave en oversigt

over forbruget af el ved hver tilsluttet forbruger, hvorimod der er flere målere tilkoblet ved gasforbrugere.

Da gasforbruget udgør omtrent

af det samlede energiforbrug, vil det være interessant at se på

fordelingen af forbruget imellem gasforbrugerne. Skal forbruget ses i forhold til økonomi, vil udgifterne

fordele sig anderledes end forbruget. Dette skyldes at der er forskel på prisen for 1 kWh el og 1 kWh gas.

Der er forskellige afgiftsregler som gør sig gældende, alt efter om forbruget eksempelvis går til

rumopvarmning eller proces. Endvidere er der udsving i priserne for el og for gas, og det er således

behæftet med usikkerhed at lave en oversigt over, hvorledes udgifterne fordeler sig. Da dette projekt tager

udgangspunkt i energi, vil der ikke forekomme en nærmere analyse af fordelingen af udgifterne i forhold til

energiforbruget. Det er dog oplyst fra Dan Cake, at prisen for 1 kWh el inkl. moms og afgifter var omkring

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1.000

MW

h

Energiforbrug 2012-2014

Gas 2012

Gas 2013

Gas 2014

El 2012

El 2013

El 2014

Figur 19, Energiforbrug 2012-2014 (egen tilvirkning)

Page 22: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 21 af 96

1,51 kr. i maj måned, og prisen for 1 gas med moms og afgift var 6,20 kr. For at sammenligne dette

omregnes 1 gas til kWh, ud fra formlen angivet under ”5.1 Betragtninger vedrørende energiforbrug”:

Dette giver en anslået pris på

Indkøbsprisen kan ud fra dette, anslås at være ca. 1.51 kr. pr kWh el, og 0,56 kr. pr kWh gas. Ses dette i

forhold til en forbrugsfordeling på ca.

el og

gas, må udgiften til indkøb være fordelt nogenlunde ligeligt

mellem gas og el. Som tidligere nævnt er der flere faktorer som gør sig gældende, før end den endelige

driftsudgift kendes, og dette vil derfor ikke blive behandlet yderligere.

5.4 Delkonklusion

Da gasforbruget ud fra analysen udgør ca.

af det samlede forbrug af energi hos Dan Cake, vil det være

relevant at undersøge, hvorledes dette forbrug fordeler sig mellem de tilkoblede forbrugere. Gasforbruget

har en svingende tendens, som har samme forbrugsmønster i forhold til tidspunktet på året. Denne

tendens er påvirket af faldende eller stigende temperaturer i bygningerne, som konsekvens af svingende

udetemperaturer efter årstiden. Denne svingning kan sandsynligvis skyldes varmebehovet til

rumopvarmning, idet at dette behov er dækket ved brug af gasforbrugende varmeenheder. Ordretilgangen

vil dog også påvirke forbruget af gas, ligesom forbruget af gas til dampproduktion vil være påvirket af

mængden af forarbejdede råvarer og forbruget af varmt vand. I det følgende i projektet vil der derfor blive

lavet en analyse af, hvor stor en andel af gasforbruget, som de enkelte forbrugere aftager. Således kan der

skabes et overblik over hvilke forbrugere der er energitunge, samt hvilket forbrugsmønster der er.

Page 23: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 22 af 96

6. Gasforbrugere

Gasforbruget hos Dan Cake er som tidligere beskrevet en betragtelig del af virksomhedens energikilder til

råvareforarbejdning, bagning af kage og rumopvarmning. Derudover bruges gas også til opvarmning af

vand. Der benyttes varmt vand til flere processer i virksomheden, herunder almindeligt vandforbrug,

rengøring af inventar samt rengøring af kageforme.

Gasforbruget måles ved brug af flowmålere, og disse målere aflæses og indgår ved de forbrugsmålinger,

som Dan Cake foretager hver måned. Der er i bilag 1 en samlet oversigt over hvilke målinger virksomheden

foretager, men da denne analyse udelukkende omhandler gas, vil der i projektet blive medtaget et

forenklet udsnit af bilag 1, som viser oversigten over de gasmålinger Dan Cake foretager. Der indgår dog

nogle punkter under forbrugsmålingerne ved gas, som ikke er direkte forbrug af gas, men energi der er

brugt til opvarmning af vand. Disse punkter er i oversigten på bilag 1 benævnt ”kalorimåler” og ”opvarmede

rør”, og er opsat i forhold til beregning af afgifter, og vil derfor ikke blive medtaget i analysen.

Kalorimålingen er tilkoblet rørsystemet til rumopvarmning. Opvarmede rør er et udtryk for energi brugt til

kapperør. Kapperør er rør med cirkulerende varmt vand, som løber omkring rør, hvor der er flydende

chokolade i. Den flydende chokolade skal være omkring 50 grader for at have en passende viskositet. Hvis

chokoladen bliver koldere end dette, er der risiko for at chokoladen ikke kan pumpes, da viskositeten stiger,

og rørene tilstoppes. Princippet er det samme, som ved behandling af heavy-fuel olie på skibe.

For overblikkets skyld er der på figur 20 en oversigt over gasforbrugende enheder, og en forenklet oversigt

over forbrugs registreringen af gas fremgår af figur 21

Figur 21, Gas målere (Dan Cake) Figur 20, Oversigtsplan (eget arkiv)

Page 24: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 23 af 96

For læserens forståelse af overstående, forklares kort funktionen af de registrerede forbrugere.

DANSTOKER er en varmtvandskedel.

TØMA damp er en dampkedel.

Lille kedel er en varmtvandskedel, opvarmning af kapperør (chokolade).

Dantherm er et gasfyr, til opvarmning af kontorlokaler.

Page 25: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 24 af 96

6.1 Forbehold for usikkerheder

Dan Cake benytter to typer gasmålere, hvoraf den ene type er udstyret med en Dancontrol DC33 gas flow

computer. Denne computer tager forbehold for tryk og temperatur ved måling, og omregner således det

aktuelle forbrug af gas til normalkubikmeter. Målere af denne type er ”Hovedmåler”, ”Lille kedel” og

”Dantherm”. Måleren har desuden en menufunktion, hvor det er muligt at se det aktuelle tryk i

gasledningen samt temperaturen på gassen.

De resterende bi-målere, som forefindes ved ”TØMA damp”, ”DANSTOKER”, ”Linie 1”, ”Linie 6” og ”Linie 7”

er af typen Elster DG 4705. Der tages ved aflæsning af gasforbrug ikke højde for, at der ved denne måling

ikke måles i normalkubikmeter. Forbrug der aflæses ved denne type Elster DG 4705 måler, er derfor ikke

helt sammenlignelige med dem, som er målt og omregnet til normalkubikmeter med Dancontrol DC33 gas

flow computer.

For at analysere gasforbruget fra de forskellige forbrugere, antages det at de registrerede forbrug kan

sammenlignes med hinanden, selvom de er målt med forskellige tryk. Ud fra Dancontrol DC33 computeren

som er koblet på ”Hovedmåler” er aflæst et tryk i gasledningen på 1.108 bar A og en temperatur på 14,98°

C. Ved at bruge tilstandsligningen, kan forholdet mellem en normalkubikmeter og en målt kubikmeter af

Elster DG 4705 flowmålere findes.

I formlen er følgende:

=Tryk i gasledning i Pascal [ = Atmosfæretryk[

= Volumen ved tryk *

+ Normalkubikmeter *

+

= Temperatur i gasledning i Kelvin [K] = 273 Kelvin [K]

= molmassen [kmol]

= Universelle gaskonstant *

+

Page 26: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 25 af 96

Da leddet er ens for begge udtryk, kan dette udgå.

Da den eneste ubekendte nu er , kan denne udtrykkes ved:

Ved at indsætte tal fås således:

*

+

Ud fra denne udledning kan det ses, at når der måles 0,964 kubikmeter med en flowmåler af Elster DG 4705

typen, svarer dette til 1 normalkubikmeter. Dette resultat er dog kun gældende i den målte situation.

Temperaturen i gasledning vil være variabel i forhold til udetemperaturen, og der vil være en

måletolerance på nøjagtigheden af den tilkoblede tryk og temperaturtransmitter. Det er derfor ikke korrekt

at sige, at dette forhold er konstant. Desuden vil der også være en måleusikkerhed på flowmålere, som

også er en fejlkilde i forhold til at finde et nøjagtigt forbrug.

Ud fra overstående udregning vil det betyde en fejl på 3,6 %, når volumen ikke omregnes, hvor der er

anvendt Elster DG 4705 målere. Det antages i dette projekt at målingerne for de to typer flowmålere kan

sammenlignes direkte, og der ses bort fra tryktab i gasledningen frem til forbrugerne. Dette er nødvendigt

at antage, for at kunne lave en analyse af gasforbruget.

Der vil ved analysen af gasforbruget endvidere blive lavet estimat af forbruget for henholdsvis ”Linje 8” og

”Linje 2”, da der ikke er opsat nogle målere på gasstrengene til gasbrænderne. Endvidere vil dette også

blive gjort ved ”Linje 6”, da flowmåleren på denne streng er defekt. Der haves derfor ikke overblik over,

hvorledes gasforbruget fordeler sig ved produktionen på disse kagelinjer. For give et indblik i den

nuværende gasledning, er der udarbejdet en oversigt over gasledningen i figur 22.

Page 27: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 26 af 96

Figu

r 2

2, G

asle

dn

ing

(ege

t ar

kiv)

Page 28: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 27 af 96

Som det kan ses på figur 22, er ovn 2 opvarmet ved varmeveksling med hedtolie, som opvarmes af to

gasbrændere. De resterende fire ovne er opvarmet ved veksling med varm luft, der er opvarmet af

gasbrændere. Desuden er ovn 8, hvor der bages roulade, udstyret med fire mindre brændere.

Der haves en oversigt over driftstimerne for de forskellige ”Linjer”, og ud fra driftstimerne for de aktuelle

uger, vil der blive lavet et estimat af gasforbrug, hvor det ikke har været muligt at aflæse flowmålere. Der

foreligger dog en stor usikkerhed forbundet med denne antagelse, da der kræves forvarmning af en

bageovn inden der bages. Forbruget afhænger både af driftstimer, ovnens størrelse og art, samt antallet af

opstarter. Et eksempel på driftstimer kan ses på figur 23. Dette er for uge 31, 2014.

Figur 23, Produktionsplanlægning (Dan Cake)

Som forklaring til figur 23 skal nævnes, at N betyder nathold, D betyder daghold og A betyder aftenhold.

Hvert hold består af 8 driftstimer. Nummeret som figurerer, er en kode for, hvilken kagetype der bages. På

Linje 8 ses eksempelvis koden 80, som betyder at der produceres frugtroulader. Er et felt tomt, betyder det

at ovnen slukkes og ikke er i drift. Det skal nævnes, at der fremgår en Linje 10 på figur 23, men denne linje

er til produktion af romkugler, som er et restprodukt af kagespild, som ikke bages igen.

Som det fremgår af figur 23, er ovn 2 blevet benyttet onsdag og torsdag, 16 timer pr. dag. Som nævnt

tidligere er ovn 2 opvarmet af hedtolie. Denne hedtolie har ifølge bilag 5 en samlet volumen på 3000 liter,

og denne olie skal opvarmes til en driftstemperatur på 280° C. Det er dog ikke muligt at finde ud af, hvilken

energimængde der forbruges ved denne opvarmning, da der som vist på figur 22 ”Gasledning”, ikke sidder

en gasmåler. Det ville dog i forhold til energiforbruget være relevant at vide, hvad energiforbruget til

forvarmning af ovn 2 er, i forhold til opvarmning af de øvrige ovne. Dette skyldes, at en opdeling efter

driftstimer ikke tager højde for dette.

Da der ved forbrugsmålingerne ikke er blevet aflæst på flowmålere på ovn 1 og ovn 7 før juli måned 2014,

vil der kun blive lavet en opdeling af forbrug ovnene imellem, for juli og august måned 2014. Det er dog

muligt at opdele forbruget for perioden før juli måned 2014, således at det samlede forbrug af gas til

ovnene kan anskueliggøres

Page 29: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 28 af 96

6.2 Beregning af gasforbrug

Beregningen af gasforbrug kan findes under bilag 6,7 og 8. Beregningerne er udført således, at det samlede

forbrug udgøres af summen af målerne ”Hovedmåler”, ”Lille kedel” og ”Dantherm”. Da delmålerne til

TØMA damp og DANSTOKER sidder efter ”Hovedmåler”, og ovnene også er koblet til denne gasledning, må

forbruget af gas til ovne være differencen på ”Hovedmåler” og summen af ”TØMA damp” og

”DANSTOKER”. Som en hjælp til at forstå denne opdeling kan dette ses på figur 22 ”Gasledning”.

Page 30: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 29 af 96

6.3 Fordeling af gasforbrug

Fordelingen af gasforbruget er lavet for 2012-2014. Dette er gjort for at få indblik i, hvorledes gasforbruget

fordeler sig mellem de tilsluttede forbrugere. Ved at inddrage flere år, giver det indblik i om fordelingen er

konstant, eller om den er svingende.

På figur 24 er illustreret fordelingen for 2012, hvor ovne udgør den største andel af gasforbruget med 48 %.

Det mindste forbrug udgøres af Dantherm, med en andel på 2 %.

Ud fra forbrugsfordelingen kan det fastslås, at ovne er den største samlede energiforbruger på gassiden i

2012. ”Ovne” dækker som tidligere beskrevet over 5 forbrugere, hvorfor der er mulighed for at TØMA

damp med et forbrug på 22 % kan være den største enkeltforbruger af gas i 2012.

2% 8%

20%

22%

48%

Forbrugsfordeling gas 2012

Dantherm 3218242VB

Lille kedel 3218245VB

Danstoker

TØMA damp

Ovne

Figur 24, Forbrugsfordeling af gas 2012 (egen tilvirkning)

Page 31: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 30 af 96

På figur 25 er forbrugsfordelingen for 2013 illustreret. Forbruget til ovne udgør i 2013 48 %, og udgør

således andelsmæssigt det samme, som i 2012. Forbrugsfordelingen mellem øvrige forbrugere har dog

ændret sig, hvor Danstoker udgør en andel der er 3 % point højere. Det mindste forbrug udgøres i 2013 af

Dantherm, og er på 1 %.

På figur 26 er illustreret forbrugsfordelingen for 2014. Denne fordeling dækker ikke over et helt år, og

adskiller sig væsentligt fra både 2012 og 2013. Som eksempel kan nævnes Dantherm, som i 2012 og 2013

udgjorde henholdsvis 2 % og 1 %, og i fordelingen for 2014 udgør 15 %. Da denne fordeling ikke giver et

retmæssigt udtryk for fordelingen af forbruget i forhold til 2012 og 2013, er det relevant at se fordelingen

mellem forbrugere på månedsbasis for de aktuelle perioder.

1 % 9%

23%

19%

48 %

Forbrugsfordeling gas 2013

Dantherm 3218242 VB

Lille kedel 3218245 VB

Danstoker

TØMA damp

Ovne

Figur 25, Forbrugsfordeling af gas 2013 (egen tilvirkning)

15%

17%

16% 15%

37%

Forbrugsfordeling gas (jan-aug) 2014

Dantherm 3218242 VB

Lille kedel 3218245 VB

Danstoker

TØMA damp

Ovne

Figur 26, Forbrugsfordeling af gas (jan-aug) 2014 (egen tilvikrning)

Page 32: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 31 af 96

På figur 27 ses gasforbruget på månedsbasis for 2012:

Det kan ud fra kurverne ses, at forbruget ved Danstoker er aftagende fra januar til juni, lavt i

sommerperioden fra juni-august, hvorefter det igen er tiltagende fra august til december.

Dette forbrugsmønster passer overens med, at varmebehovet i produktionsbygningerne er størst i

vintermånederne. Forbrugt til ovne afhænger af produktionen, og er således ikke påvirket af sommer eller

vinterperiode. Forbruget fra TØMA damp er afhængigt af mængden af varmtvandsforbrug og

råvareforarbejdning, og der er ikke større udsving i forbrugsmønsteret, end at dette er tilnærmelsesvist

konstant. Ved lille kedel ses dog et anderledes forbrugsmønster, hvor der i januar intet forbrug er. Dette

kan skyldes glemt aflæsning, eller udskiftning af måleren eller lignende. Ved Dantherm ses et højere

forbrug i vintermånederne, men sammenlignes dette med de øvrige forbrug, udgør andelen på årsbasis

blot 2 %.

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000Ja

nu

ar

Feb

ruar

Mar

ts

Ap

ril

Maj

Jun

i

Juli

Au

gust

Sep

tem

ber

Okt

ob

er

No

vem

ber

Dec

emb

er

m3

gas

Gasforbrug på månedsbasis 2012

Dantherm 3218242 VB

Lille kedel 3218245 VB

Danstoker

TØMA damp

Ovne

Figur 27, Gasforbrug på månedsbasis 2012 (egen tilvirkning)

Page 33: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 32 af 96

På figur 28 er illustreret en oversigt over gasforbruget på månedsbasis fra 2013.

Tendensen for Danstoker er her sammenlignelig med 2012, idet at forbruget

ændrer sig i forhold til, hvilket tidspunkt på året der måles ud fra. Med

undtagelse af marts måned, er forbruget aftagende i foråret, lavt i

sommerperioden, hvorefter forbruget igen tiltager. Afvigelsen består i, at

toppunktet for forbruget er i marts måned, hvorimod toppunktet i 2012 lå i

januar måned. Som tidligere nævnt vil forbruget fra Danstoker være

afhængigt af varmebehovet, som påvirkes af udetemperaturen. På figur 29

fremgår udetemperaturerne månedsvist for 2013. Marts måned er i det

pågældende år, den måned med en lavest gennemsnitstemperatur på -0,8

grader. Ved at se på forbruget for Danstoker og udetemperaturen, kan det

ses at forbruget er størst ved laveste udetemperatur, og kunne indikere en

sammenhæng.

Ud fra figur 28 kan det desuden ses, at forbruget fra ovne er stærkt

svingende, fra 22.000 m3 gas i marts måned, til 40.000 m3 gas i juni måned.

Som tidligere nævnt er forbruget til ovne afhængigt af produktionen, hvilket

kan formodes at være skyld i dette udsving. Sammenlignes gasforbruget på

månedsbasis for 2012 og 2013, ses en tendens for, at Danstoker og Ovne er

svingende forbrugere, hvorimod de øvrige forbrug til sammenligning er tilnærmelsesviste konstante.

05000

1000015000200002500030000350004000045000

Jan

uar

Feb

ruar

Mar

ts

Ap

ril

Maj

Jun

i

Juli

Au

gust

Sep

tem

ber

Okt

ob

er

No

vem

ber

Dec

emb

er

m3

gas

Gasforbrug på månedsbasis 2013

Dantherm 3218242 VB

Lille kedel 3218245 VB

Danstoker

TØMA damp

Ovne

Figur 28, Gasforbrug på månedsbasis 2013 (egen tilvirkning)

Figur 29, Gennemsnitstemperatur 2013 (dmi.dk 02-01-2014)

Page 34: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 33 af 96

Da forbruget for 2014 er udtaget fra januar til august, er det ikke muligt at lave en hel årsoversigt. Ud fra

figur 30 kan dog ses et forbrugsmønster for de pågældende måneder.

Det kan ud fra figur 30 ses, at forbruget fra Danstoker er aftagende, fra januar til juli. Tendensen er således

den samme, som der kunne ses ved gasforbrug på månedsbasis for 2012 og 2013. Lille kedel, TØMA damp

og Dantherm er til sammenligning tilnærmelsesvist konstante, og Ovne er svingende.

6.4 Delkonklusion

Det kan ud fra de udarbejdede figurer over forbruget ses en klar tendens for gasforbruget for de tilkoblede

forbrugere. Det tidligere omtalte forbrugsmønster, der afhang af tidspunktet på året, passer overens med

forbruget som kan ses ved Danstoker og Dantherm. Begge disse forbrugere dækker det varmebehov, som

der er i bygningerne hos Dan Cake. Forbruget for Lille kedel og TØMA damp er tilnærmelsesviste konstante,

hvorimod forbruget til ovne er svingende hver måned, uden et fast forbrugsmønster. Ud fra analysen

andrager Ovne tilsammen halvdelen af gasforbruget. For at undersøge fordelingen ovnene imellem, vil det

kræve et estimeret bud, da der ikke er flowmålere på alle forbrugere. Der vil i det følgende præsenteres en

analyse af forbruget for de enkelte ovne, for således at skabe overblik over forbruget.

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

m3

gas

Gasforbrug på månedsbasis 2014

Dantherm 3218242 VB

Lille kedel 3218245 VB

Danstoker

TØMA damp

Ovne

Figur 30, Gasforbrug på månedsbasis 2014 (egen tilvirkning)

Page 35: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 34 af 96

7. Forbrug af gas fra ovne

Ud fra forbrugsfordeling og gasforbrug på månedsbasis, er der blevet fundet frem til, at ovne er den største

forbruger af gas. Som tidligere nævnt dækker ”Ovne” over 5 forbrugere, hvorfor at den største

enkeltforbruger ikke kan siges at være en ovn. For at undersøge forbruget af de forskellige ovne, vil der i

det følgende forekomme et estimat på, hvordan forbruget fordeler sig imellem ovnene. Da der er målt

forbrug på ovn 7 og ovn 1 i både juli og august måned, vil forbruget blive analyseret for denne periode.

Havde der været større mængder tilgængelige data omkring forbruget, ville dette være blevet inddraget i

analysen, idet at det ville kunne angive forbruget med bedre overblik. Da dette ikke er tilfældet, må

beregningerne tage udgangspunkt i den mængde data, som er til rådighed. Det mest optimale havde været

flowmålere på alle tilkoblede forbrugere, samt registrerede forbrug for en længere periode, som ved de

øvrige forbrugsanalyser.

7.1 Beregning af forbrug

Ud fra beregningerne af gasforbrug i bilag 7, er forbruget fra ovne udtaget for juli og august 2014. Ud fra

forbrugsmålingerne som Dan Cake selv foretager, er der fundet forbruget for hhv. ovn 1 og ovn 7 for de

samme måneder. Forbruget fremgår af figur 31. Forbruget for ovn 2+6+8 er summen af det samlede

forbrug, fratrukket forbruget til ovn 1 og ovn 7.

Figur 31, Ovnforbrug juli-august 2014 (egen tilvirkning)

Page 36: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 35 af 96

For at beregne forbruget for ovnene, inddrages driftstimerne for ugerne i juli og august måned, som vist på

figur 32. En oversigt over bagetiderne for hver uge i måleperioden er vedlagt som bilag på CD-ROM, da det

ellers vil medføre uhensigtsmæssigt mange bilag i projektet.

Figur 32, Driftstimer på ugebasis (egen tilvirkning)

Der er ved beregningen lavet en kontrol, således at der også laves et estimeret bud på forbruget på ovn 7

og ovn 1. Forbruget for disse ovne er allerede kendt, men ved at estimere forbruget for disse ovne ud fra

driftstimer, kan det give en indikation af, hvilken usikkerhed der vil være forbundet med beregningerne ud

fra den valgte metode, sammenlignet med det målte forbrug fra flowmålere.

På figur 33 ses den procentmæssige fordeling af driftstimer for hver enkelt ovn. ”Beregning” angiver

andelen af driftstimer for ovn 2, ovn 6 og ovn 8, og ”Kontrol” angiver andelen af driftstimer inklusive ovn 1

og ovn 7. Der er således tale om et lavere antal samlede driftstimer ved ”Beregning”, da det kun er

driftstimerne for ovn 2, 6 og 8 der indgår i beregningen.

Figur 33, Andel af samlede driftstimer (egen tilvirkning)

Page 37: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 36 af 96

Ved at multiplicere den procentmæssige andel af driftstimer med det samlede forbrug af gas, fås et estimat

på hver enkelt ovns forbrug af gas. Dette fremgår af figur 34, hvor der er en beregning for ovn 2, 6 og 8

under fanen ”Beregning” og en kontrolberegning hvor alle ovne er inkluderede under ”Kontrol beregning”

Figur 34, Estimeret gasforbrug (egen tilvirkning)

Som det fremgår af figur 34, er der forskel på andelen af forbruget ved estimeret beregning i forhold til

kontrol. Dette skyldes, at der ved inddragelse af en estimering af forbruget for ovn 7 og 1, vil være en

anden procentmæssig fordeling af driftstimer. Ved at sammenholde figur 34 med figur 31, kan det ses at

det estimerede bud for ovn 7 er på 25.083 , mod et målt forbrug fra flowmåleren på 20.036 .

Fejlmargen ved denne udregning er således på (

) større forbrug end målt.

Ved ovn 1 er der et estimeret bud på 12.916 , hvor der ved flowmåleren er målt 9269 . Fejlmargen er

ved dette estimat på (

) større forbrug end målt.

Som det tidligere er nævnt i dette projekt, er der flere faktorer der har indflydelse på gasforbruget. At

estimere et forbrug er derfor vanskeligt på grund af usikkerheder. Disse usikkerheder former sig som

antallet af opstarter, driftsøkonomi/timer og typen af kage som bages.

Der er således meget stor usikkerhed ved at estimere forbruget. Ud fra estimeringen kan der laves et

cirkeldiagram, hvor målingerne for ovn 1 og ovn 7 er korrekte i forhold til det målte, men forbruget for de

øvrige ovne er estimeret. Dette fremgår af figur 35:

Page 38: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 37 af 96

Figur 35, Ovnforbrug fordeling (egen tilvirkning)

Ud fra figur 35 kan det ses, at forbruget for ovn 7 er størst. Det er dog forbundet med stor usikkerhed, da

de estimerede bud har en stor fejlmargen i forhold til kontrollen, og der således godt kan være en anden

forbruger, der har et større forbrug end denne.

Ud fra denne analyse kan andelen af forbruget af gas som ovn 7 forbruger, beregnes som 30 % af en samlet

andel af gasforbruget, som er 48 % for ovnene. Der skal dog tages forbehold for, at der her sammenlignes

et målt forbrug for ovn 7 for juli og august, og den samlede andel af gasforbrug for ovnene er på årsbasis.

Tallet vil være påvirket af omsætningen, hvorfor den procentvise fordeling kan adskille sig væsentligt fra

dette. Dog vil ovn 7, hvis forbrugsmønsteret fortsætter som målt i juli og august, kunne estimeres som

af det samlede gasforbrug, ud fra et samlet gasforbrug for ovne på 48 % og en andel på 30

% af ovnenes forbrug. Ud fra punkt ”6.3 Fordeling af gasforbrug” udgør DANSTOKER som enkeltforbruger

ca. 20-23 % og TØMA damp ca. 19-22 % ud af det samlede forbrug. Ovn 7 er ud fra denne sammenligning

ikke den største enkeltforbruger.

Det vil dog være interessant at undersøge energitabet ved bagning af kage på ovn 7, da denne ovn ud fra

beregningerne er den største forbruger af ovnene, men det vil også give indblik i, hvor der muligvis også vil

være energitab ved de øvrige bageovne. Da der ikke kendes det aktuelle forbrug for de øvrige ovne udover

ovn 1, vil det for at få bedre overblik over energiforbruget, være nødvendigt at indsætte flowmålere på de

forbrugende enheder. Der vil derfor i det følgende på figur 36 være et forslag til en ændring i opbygning af

gasledningen, hvor der er flowmålere indsat. Da fejlmargen ved sammenligning mellem normalkubikmeter

og målte kubikmeter var omkring 3,6 % i den måling som der blev brugt til sammenligning i dette projekt,

er det op til en individuel vurdering hos Dan Cake, om det er nødvendigt at bruge ressourcer på udstyr, som

kan omregne målte kubikmeter til normalkubikmeter.

14%

21%

13% 30%

22%

Ovnforbrug fordeling

Ovn 1

Ovn 2 estimeret

Ovn 6 estimeret

Ovn 7

Ovn 8 estimeret

Page 39: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 38 af 96

Figu

r 3

6, Æ

nd

rin

g ti

l op

byg

nin

g af

gas

led

nin

g (e

get

ark

iv)

Page 40: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 39 af 96

7.2 Opsamling og delkonklusion

Gennem analysen af energiforbruget hos Dan Cake er der skabt et overblik over, hvordan fordelingen af

energien forholder sig. Ud fra den overordnede analyse af det samlede forbrug kan det ses, at forbruget

fordeler sig med ca.

fra el, og

fra gas. Da forbruget af energi er størst fra gas, var det derfor relevant, at

analysere dette nærmere. Forbruget af gas viste sig at variere efter årstiden, og derfor blev der lavet en

nærmere analyse af de tilkoblede gasforbrugere. Forbrugsfordelingen viste sig her, at være omkring 50 % til

virksomhedens 5 bageovne. Ovnenes forbrug viste sig dog at være fordelt tilfældigt i løbet af året, hvilket

hænger godt sammen med at produktionen af kage afhænger af ordretilgangen. Udsvinget i gasforbruget

skyldes udover ovnene, hovedsageligt forbrugeren DANSTOKER, som dækker virksomhedens varmebehov.

Forbruget til varmebehovet udgør dog kun 20-23 % af det samlede forbrug af gas på årsbasis. Da ovne

udgør det samlede største gasforbrug, blev det undersøgt hvorledes dette forbrug fordelte sig imellem de 5

bageovne. Undersøgelsen af fordelingen imellem disse ovne blev udført med væsentlige antagelser, da der

ikke er opsat forbrugsmålere på tre ud af de fem ovne, og der blev derfor estimeret et forbrug ud fra

antallet af driftstimer. Denne estimering kan dog kritiseres, idet at det ved kontrolberegning blev fundet

afvigelser på op til 40 % i forbruget ved ovn 1, hvor der er opsat flowmåler. Ovn 7 som er tilkoblet

flowmåler, tegner sig dog for ca. 30 % af ovnenes energiforbrug ud fra undersøgelsen i den givne periode,

og er derfor den største enkeltforbruger af ovnene. Da dette resultat er fundet ved brug af flowmåler, og

ikke er estimeret, vil det være relevant at undersøge energitabet ved brug af denne ovn, da den som

beskrevet er største forbruger af de undersøgte ovne. Ved at undersøge energitabet, vil det kunne give et

indtryk af hvor de væsentlige energitab er. Resultatet af en sådan undersøgelse, vil kunne give indtryk af,

hvilke undersøgelser der vil være relevant at foretage for de resterende 4 bageovne.

)

Page 41: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 40 af 96

8. Energiprocesser og tab ved bagning

Ved analysen af energiforbruget og fordelingen af dette, blev ovn 7 fundet som den største enkeltforbruger

af de undersøgte ovne. Der vil derfor i det følgende blive lavet en energibalance, som skal vise hvilke

energitab der er i forbindelse med bageprocessen på denne ovn.

Bagningen afhænger af flere faktorer, som det blev beskrevet i punkt ”4.3 bageprocessen”. Energitabet og

forbruget vil være påvirket af:

Temperatur i bagezoner

Massen af kage

Båndhastigheden

Bageform type

Som en funktion af disse punkter, forvarmning af ovnen.

Forvarmning af ovnen kan ses som et direkte energitab, idet at det ikke bliver forbrugt energi til bagning af

kage ved dette. Ifølge ovnpasser Hans Kristian Sørensen er det afgørende ved bagning af kage, at ovnen er

ordentligt forvarmet, således at man kan holde en stabil temperatur, når der indføres kager i ovnen.

Temperaturen i bage-zoner er bestemt for den enkelte kagetype af laboratoriet. Temperaturen har

betydning for energitab i form af varmetransmission. Der vil således være forskel i dette tab, alt efter

hvilken temperatur en kage skal bages ved.

Når en kage bages, vil en andel af vandet i kagedejen fordampe. Denne vanddamp samt en andel af luften i

bage-zonerne ventileres ud af ovnen til det fri. Der bages forskellige typer kager, og massen af kage der

bages vil derfor variere, alt efter om det er muffins, snitkager eller linser. Da massen af bagt kage er

forskellig, vil mængden af fordampet vand afhænge af, hvilken type kage der bliver bagt, og energitabet

hertil vil derfor afhænge af den aktuelle kage.

Båndhastigheden er fastsat af laboratoriet for hver type kage, ligesom det er tilfældet med temperaturen.

Båndhastigheden er afgørende for, hvor længe at en kage befinder sig i bage-zonen. Et længere ophold i

bage-zonen vil betyde, at mængden af fordampet vand fra kagedejen vil blive forøget. Båndhastigheden

kan dog ikke blot øges for at mindske energitabet, da kagens vandindhold efter bagningen således vil være

for højt.

Page 42: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 41 af 96

De benyttede bageforme er af forskellige typer alt efter hvilken type kage der bages, og har forskellig vægt.

Kage og form separeres efter udløb af ovnen, hvorefter formen bliver vasket og genbrugt. Forme bliver

ligesom kagedejen opvarmet i bage-zonen, og vil derfor binde en energimængde, som går til spilde.

De oplistede betydende faktorer har det fællestræk, at de er varieret efter hvilken type kage der bliver

bagt. Forvarmningen vil være afhængig af, hvilken temperatur ovnen skal opvarmes til. Temperaturen i

bage-kamre, massen af kage, båndhastigheden og formtype er forskellig, alt efter om der bages muffins

eller snitkager.

Da energitabet er afhængigt af hvilken type kage der bages, samt hvilken ovn der bages på, vil det på grund

af projektets begrænsning i form af tid og omfang, være for omfattende at udarbejde en energibalance for

hver bageproces. Der vil således kun blive lavet en energibalance ved bagning af en enkelt kagetype på ovn

7. Udvælgelsen af denne kagetype er valgt efter tilgængelighed i forhold til projektet, da der til beregning af

energitab skal foretages målinger og laves beregninger. Snitkage af typen ”720” er blevet valgt, da denne

type udgør en stor andel af den samlede produktion. Beregning af energitab vil i det følgende tage

udgangspunkt i stationær driftstilstand, men der vil indgå en beregning af energiforbruget til forvarmning af

ovnen.

Page 43: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 42 af 96

8.1 Forbrug til forvarmning

Ved undersøgelse af forbruget til opvarmning, er der foretaget aflæsning af flowmåleren tilkoblet ovn 7 i

opstartsfasen, indtil der indkøres bageforme i ovnen. Der er blevet afmålt tryk og temperatur for

gasledningen på ”Hovedmåler”, for at omregne forbruget til normalkubikmeter. Dette forsøg vil indeholde

nogle måleusikkerheder, da der vil forekomme tryktab i gasledningen fra hovedmåleren til ovnen, ligesom

der vil være måleusikkerheder i udstyret. Dette udstyr er temperatur/trykføler i gasledningen, samt

måleusikkerhed for flowmåleren tilkoblet ovn 7. Da måleren kun viser 1 decimal, vil dette også begrænse

nøjagtigheden af aflæsningen.

Da brændværdien for naturgas sandsynligvis afviger fra den i projektet benyttede brændværdi på 39,988

, vil der blive set bort fra måleusikkerheder og tryktab. Det beregne energiforbrug til forvarmningen vil

derfor være et estimat på, hvor stor en energimænge der forbruges, ved forvarmning til bagning af

snitkager af typen ”720”.

Resultaterne for målingerne kan ses i bilag 9. Resultaterne er afbilledet grafisk i figur 37:

I figur 37 kan der ses et effektforbrug på 61 kWh på 10 minutter, hvorefter forbruget er aftagende.

Forbruget udgør i alt 552 kWh til forvarmning af ovnen ved denne opstart, hvor der bages snitkager af

typen ”720”.

Figur 37, Forbrug under forvarmning (eget tilvirkning)

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

kWh

fo

rbru

g

Tid

kWh pr. 10 min. interval

kWh

Page 44: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 43 af 96

8.2 Oversigt over varmebalance

Udover de i punkt 8. nævnte energitab, vil der være energitab fra røggas fra gasbrænderen. For

overblikkets skyld fremgår en hel oversigt over varmebalancen af figur 38:

Figur 38, Oversigt over varmebalance (eget arkiv)

Overordnet kan dette deles op som energi ind og ud af ovnen:

Energi ind Energi ud

Luft ind Varmetab.

Kage ind. Kage ud.

Bageform ind. Bageform ud.

Gas. Fugtig aftræksluft.

Restvarme.

Røggas.

I det følgende vil disse punkter indgå i beregningen af en varmebalance.

Page 45: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 44 af 96

8.3 Tilført energi fra gas

Den tilførte energi bestå af energi tilført fra gasbrænderen. Den tilførte energi et målt ved stationær drift,

og tager udgangspunkt i et gennemsnit af den tilførte gasmængde over en given tidsperiode.

Der er lavet følgende aflæsning af flowmåleren:

Kl. 08.00, Gastæller stand = 691.898,5

Kl. 14.00, Gastæller stand = 691.991,7

Den forbrugte gasmængde i denne periode på 6 timer har således været 691.991,7- 691.898,5 = 93,2

Da målingen er angivet i og ikke omregnes forbruget ved hjælp af det tidligere fundne forhold på

0,964.

Brændværdien antages at være som den tidligere angivne, på 39,988

Hvor enhederne er som følger:

= [kW]

= Volumenflow [

= Nedre brændværdi for gas *

+

h=Tid for hele perioden[s]

Den tilførte energi fra gas, er således beregnet til 179 kW. Der skal dog tages forbehold for måleusikkerhed

i flowmåleren, samt eventuelle tryktab i gasledningen frem til flowmåleren, da der er omregnet til

normalkubikmeter gas.

Page 46: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 45 af 96

8.4 Røggastab

For at bestemme energitabet med røggassen, er det nødvendigt at foretage en røggasanalyse. Til at

foretage en sådan analyse, er der blevet lånt en Testo 330-1 røggas analyzer af Aarhus Maskinmesterskole.

Ved analysen er røggas-proben indstukket i røggaskanalen fra brænderen, og der er blevet afventet i 3

minutter før aflæsning af data. Det fremgår af vedlagte bilag 10 fodnote 1 fra manualen, at der er en

responstid på 3 minutter, for at sikre at de aflæste værdier er korrekte. Der er endvidere en

måleusikkerhed for indholdet af på +/- 0,2 volumen procent.

Ud fra målingen af beregner Testo 330-1 indholdet af samt røggastabet.

Der er blevet udført røggasanalyse i to punkter, henholdsvis efter brænderen samt i toppen af

røggaskanalen. Resultaterne for analysen kan ses i figur 39:

Figur 39, Røggasanalyse (egen tilvirkning)

Det kan ud fra resultaterne ses, at røggassen ved passage gennem røggaskanalen falder i temperatur med

13,7 grader. Atmosfæretemperaturen er ikke korrekt ved målingen i toppen af skorsten, da målingen blev

foretaget udendørs, men den indsugede luft til gasbrænderen tages fra produktionslokalet. Da denne

Page 47: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 46 af 96

temperatur indgår i formlen ved beregning af røggastab, vil den beregnede virkningsgrad på 72,1 ikke være

korrekt.

De benyttede formler, som Testo 330-1 beregner værdierne ud fra, er angivet under bilag 11.

Beregningen af røggastabet laves ud fra følgende, som angivet under bilag 11:

(( )

)

I formlen er følgende:

røggastemperaturen

er temperaturen på brænderens indsugede luft

A2 er en brændstofspecifik værdi, for naturgas = 0,660 ifølge bilag 11.

21% er andelen af ilt i den indsugede luft

er andelen af ilt i røggassen

B er en brændstofspecifik værdi, for naturgas = 0,009 ifølge bilag 11.

Kk er en beregnet værdi, som benyttes hvis der tages højde for genvundet kondensatvarme fra ovne, som

ikke er tilfældet.

Indsættes tallene i formlen fra forsøg 1, bliver resultatet:

(

)

Den i målingen angiven virkningsgrad på 73,2 kontrolleres i forhold til det beregnede:

Det beregnede resultat stemmer overens med resultatet fra røggasanalyse 1.

Ud fra en indfyret effekt på 179 kW, vil røggastabet være følgende:

Page 48: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 47 af 96

Røggastabet er således 48 kW af den indfyrede effekt på 179 kW.

Metoden som benyttes til bestemmelse af røggastabet fra Testo, baserer sig på erfaringsmæssige værdier,

nævnt som A2 og B i udregningen af røggas tabet. Ved sammenligning med metoden til ”Forenklet

beregning af røgtab”(Eriksen og Lauritsen, 2012), som også er baseret på erfaringsmæssige værdier, giver

beregningen med formelen fra Testo, et tilnærmelsesvist ens resultat med det, som kan beregnes med

”Forenklet beregning af røgtab”. Metoden angivet af Testo vurderes derfor til at være en valid kilde, til

beregning af røgtabet.

8.5 Aftræksluft tab

Ved bestemmelse af energitabet med varm aftræksluft, vil det være nødvendigt at kende den luftmængde,

som passerer i kanalerne. Udover luftmængden, skal temperatur og luftfugtighed kendes, for at bestemme

energiindholdet i luften. Den indsugede luft kommer fra produktionslokalet, hvorfor fugtighed og

temperatur også skal findes for dette.

Oversigten over, hvorledes luften fordeler sig, er illustreret i figur 40:

Figur 40, Oversigt over luft (eget arkiv)

Page 49: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 48 af 96

For at finde luftmængderne, er der blevet benyttet et Testo 435 måleinstrument, som er lånt af Aarhus

Maskinmesterskole. Dette måleinstrument kan med en tilhørende probe måle hastighed, temperatur og

fugtighed, indenfor et temperaturinterval på -20 til +70 grader celsius (Buhl&Bønsøe, u.d.).

Da temperaturen på den fugtige aftræksluft er 140 °C og derfor er over probens temperaturinterval, har

det ikke været muligt at benytte denne probe. Der er i stedet blevet benyttet et tilhørende pitotrør, til

bestemmelse af lufthastighederne i rørene, samt et termometer med pt100 føler, til bestemmelse af

temperaturerne. Da det ikke har været muligt at bestemme luftfugtigheden i den fugtige aftræksluft, er det

blevet antaget, at den forskel der er i vægt for en kage fra indløb til udløb i ovnen, er den fordampede

vandmængde fra kagen.

Ved bestemmelse af lufthastighed med pitotrør, skal der måles indenfor bestemte målepunkter, alt efter

rørdiameteren. Rørene har alle en diameter på 315 mm.

Ud fra følgende skema, er det muligt at bestemme målepunkterne:

Figur 41, Målepunkter (Hvenegaard, Claus. 2002)

Der er således målt med tre målepunkter på to linier, for et 315mm rør, med følgende placering:

Punkt a 32mm inde i røret

Punkt b 160 mm inde i røret

Punkt c 283 mm inde i røret.

Måleusikkerheden ved måling med pitotrør er på 1-5 % (Hvenegaard, 2002), og burde således give er

retmæssigt indtryk af hastighederne.

Page 50: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 49 af 96

Resultater fra forsøgene er følgende:

Figur 42, Resultater af luftmålinger (egen tilvirkning)

Ved at kende hastighederne, kan det bestemmes om flowet i hvert rør er turbulent eller laminart ud fra

Reynolds tal.

Hvor enhederne er som følger:

= hastigheden *

+

= Rørets indre diameter [m]

= kinematiske viskositet *

+

Værdier for kinematisk viskositet er fundet ved tabelopslag i tabel 10.4 (Eriksen og Lauritsen, 2012). Det

antages, at værdierne kan bruges, selvom de er opgivet for tør atmosfærisk luft. Dette skyldes, at der ikke

haves en værdi for den kinematiske viskositet for den fugtige luft, og antagelsen gør således en beregning

mulig.

Reynolds tal for måling 1:

Page 51: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 50 af 96

Reynolds tal for måling 2:

Da begge tal er over 3000, er der tale om et turbulent flow. Ved turbulent flow kan middelhastigheden i

røret bestemmes som værende ca. 0,8 *max hastigheden, med en usikkerhed på +/- 10 %. (Eriksen og

Lauritsen, 2012)

Hastigheden i rørene bestemmes således til at være følgende:

Fugtig aftræksluft hastighed:

Restvarme luft hastighed:

Ud fra dette bestemmes volumenflowet for hvert rør:

Hvor enhederne er som følger:

c= Hastighed *

+

A= Areal [

= Volumenflow *

+

For at finde ud af, hvor meget vand der er fordampet, er kagerne blevet vejet før og efter bagningen. Det

antages, at ændringen i massen skyldes fordampet vand. Da der er observeret bagesod i røret, vil en

mindre mængde af den fordampede masse være denne bagefedt, men for at gøre det muligt at beregne

dette, er antagelsen nødvendig. Der er ved denne måling målt på 5 kager, for at finde ud af hvor meget der

fordampes for den gennemsnittelige kage. For at øge præcisionen kunne der foretages målinger på flere

Page 52: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 51 af 96

kager, men grundet hensyn til forstyrrelse af produktionen og ovnpasseren, er det blevet vurderet, at 5

kager er tilstrækkeligt. Da målingerne på luftmængden endvidere indeholder usikkerheder, vurderes det at

der ved måling på 5 kager kan gives et rimeligt resultat for den gennemsnitteligt fordampede

vandmængde. Beregninger vil være et estimat af, hvor meget effekt der afgår ved denne proces, idet den

relative fugtighed ikke er bestemt. For at validere resultaterne, skal der foretages en måling med en egnet

probe, samt tilgås ressourcer der kan gøre det muligt at beregne resultatet.

Ved målingerne af kagerne har det som en del af metoden været nødvendigt at veje hver form, for at sikre

at det udelukkende er kagevægten der registreres. Dette skyldes variation i vægten af hver form, da formen

med tiden er blevet udsat for slid. Den samlede vægt af form og kage er derefter blevet vejet, for at finde

massen af kage. Efter endt bagning er hver form igen blevet vejet, for således at se hvor stor en mængde

vand der er fordampet.

Figur 43, Kage bagning (egen tilvirkning)

Ud fra resultaterne kan det ses, at mængden af fordampet vand varierer mellem 119-128 g. for kagerne.

Den gennemsnittelige fordampede vandmængde er:

Kagerne er ved bagning placeret i tre rækker, og bevæges i bredderetningen, med en bagetid på 1 time.

Båndlængden er 24 meter, og en kageform har en bredde på 0,225 meter.

Båndhastigheden kan således findes ud fra båndlængde og bagetid:

Tiden der går for et indløb af en rå kage og et udløb af en bagt kage, er forholdet mellem bageformens

bredde samt båndhastigheden:

34,1 sekunder er således den tid der går, for at der er sket ind- og udløb af en kage.

Page 53: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 52 af 96

Den fordampede vandmængde per sekund udregnes ud fra den gennemsnittelige fordampede

vandmængde for en kage, samt tiden.

Da der bages i rækker af 3, giver dette:

Ved forsøget er der endvidere foretaget måling af kage-temperaturen ved indbagning i ovnen.

Temperaturerne er målt med et infrarødt VWR EU 620-1259 termometer, og fremgår i figur 44:

Figur 44, Kagetemperaturer (egen tilvirkning)

Ved bagningen vil temperaturen i kagen hæves fra en temperatur på ca. 21,3 °C til 99,6 °C, når det antages

at der ved bagning er atmosfæretryk i ovnen. Denne antagelse er lavet, da det ikke har været muligt at

måle det aktuelle tryk inde i bage-zonen. De målte temperaturer er ved kagernes ind og uløb. Efter ovnen

har kagen afgivet restvarme, og temperaturen er således faldet til de gennemsnittelige 82,4 °C.

For at gøre beregningerne overskuelige, opdeles beregningerne for henholdsvis restvarme luft og fugtig

aftræksluft i det følgende.

Page 54: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 53 af 96

Restvarme luft:

Det har ved målingerne ikke været muligt at bestemme vandindholdet i den fugtige aftræksluft, og for at

gøre det muligt at beregne restvarme luft, antages det at hele den fordampede masse af vand, fordamper

ud af ventilationsrøret for fugtig aftræksluft. Ved denne antagelse ses ovnen som en ren hedeflade for

restvarme luften.

Restvarme luften indsuges fra produktionslokalet med en temperatur på 21 °C og en relativ fugtighed på

41,6%, hvorefter luften opvarmes til 28 °C, som det er vist i resultaterne for målingerne i figur 42. Ved at

benytte programmet Moist Air, som er stillet til rådighed af Aarhus Maskinmesterskole, findes værdier for

tilstandene.

Tilstand for luft, før opvarmning med hedeflade:

Figur 45, Moist air tilstand 1 (eget arkiv)

I figur 45 ses luftens egenskaber ved brug af Moist Air. Der kan aflæses en entalpi på 37,44

samt et

vandindhold på 6,418

. Da det antages at vandindholdet ikke ændres, findes nu værdierne for luften

ved 28 °C.

Page 55: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 54 af 96

Figur 46, Moist air tilstand 2 (eget arkiv)

I figur 46, kan tilstanden for restvarme luften ses. Entalpien for luften ved 28 °C er 44,57

, og den

specifikke volumen er 0,8619

.

Ud fra de fundne værdier, er det nu muligt at bestemme masseflowet af restvarme luft, da volumenflowet

blev målt til 0,542

.

Den specifikke volumen omregnes til densitet:

Masseflowet af restvarme luften er:

Ud fra de fundne tal er det muligt at bestemme effekten:

Hvor enhederne er som følger:

= Effekt [kW]

= Massen *

+

= Entalpien for restvarme luft*

+

Page 56: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 55 af 96

= Entalpien for indsuget luft *

+

For overskuelighedens skyld, er processen indtegnet i et IX-diagram i bilag 12.

Fugtig aftræksluft

Da det ikke har været muligt at måle den relative fugtighed, vil beregningen være delt op for henholdsvis

damp og varm luft. Den optagne effekt til fordampningen af vand vil blive beregnet først.

I forløbet opvarmes 10,8 g. vand fra 21,3 °C til 99,6 °C, hvorefter der optages fordampningsvarme for at

skifte tilstandsform fra væske til gas. Det antages at dampen derefter overhedes til 140 °C. Den optagne

effekt kan beregnes på følgende måde:

Enhederne er som følger:

= Effekt [kW]

= Masse *

+

= Specifik varmekapacitet *

+

= Temperatur før indbagning [°C]

= Temperatur ved kogepunkt [°C]

= Fordampningsvarme *

+

= Entalpi for damp ved 140 °C og atmosfæretryk. *

+

= Entalpi for tør damp, ved 99,6 °C og atmosfæretryk. *

+

Entalpierne og er fundet ved hjælp af programmet Property Calculator, som er stillet til rådighed af

Aarhus Maskinmesterskole.

Page 57: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 56 af 96

Ved beregningen af den varme luft, har det været nødvendigt at lave en række antagelser. IX-diagrammer

som benyttes til beregning af luft, har ikke været mulige at finde ud fra de benyttede ressourcer, for

temperaturer over 100 °C, ligesom beregningsprogrammet Moist Air fejlmelderved indtastning af

værdierne, og derfor ikke kan beregne værdier for luft over 100 °C. Ved en undersøgelse af dette, har det

vist sig at være kompliceret at regne på fugtig luft, som er i temperaturintervallet over 100 °C. Dette skyldes

blandt andet, at den størst mulige relative fugtighed falder drastisk, i takt med at temperaturen øges, og de

fysiske egenskaber ændrer sig. (Macinstruments.com, u.d)

Da det som nævnt tidligere ikke har været muligt at fremskaffe udstyr til måling i temperaturintervallet

over 100 °C, samt at det ikke er muligt at beregne ved hjælp af de tilgængelige ressourcer, vil der blive givet

et estimat af, hvor meget effekt som går til den varme luft i den fugtige aftræksluft, ud fra antagelser. Der

er på baggrund af dette bevidsthed om, at resultaterne vil afvige fra virkeligheden. For at få et mere

nøjagtigt bud på denne effekt, ville den korrekte metode være at benytte egnet udstyr til målingen, samt et

program eller konsulentfirma som kan håndtere beregninger i dette interval. Et eksempel på et sådant

firma er MAC INSTRUMENTS, som er specialiseret i beregning af fugtig luft ved høje temperaturer. Der vil i

det følgende blive lavet et estimat af den tabte efftekt.

Volumenflowet i røret for fugtig aftræksluft blev målt til

. Dette volumenflow udgøres af

følgende:

Massen af damp er beregnet til 0,0108

, med en temperatur på 140 °C. Ved at antage, at trykket i røret er

atmosfæretryk, er Property Calculator benyttet til at finde den specifikke volumen for denne damp, som er

1,8644

.

Det er nu muligt at finde volumenflowet af indsuget luft, ved tilstanden 140 °C og en antagelse af at der i

røret er atmosfæretryk. Denne antagelse vil medføre en fejl, idet at trykforskellen er grunden til at der

forekommer et volumenflow.

Page 58: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 57 af 96

For at lave et estimat af den tabte effekt, vil der i det følgende blive lavet 2 estimater, med forskellige

antagelser, for at se hvor tæt resultaterne bliver. Resultaterne af dette vil medvirke til en vurdering af

usikkerheden ved estimaterne.

Estimat 1:

Ved dette estimat beregnes effekten, hvis de

var tør luft ved atmosfæretryk, med en densitet ved

140 °C på 0,8425

og varmekapacitet på 1

, fundet i tabelopslag i tabel 10.4 (Eriksen og Lauritsen,

2012).

Massestrømmen af luft bliver ved dette estimat:

Effekten kan derefter beregnes:

Hvor enhederne er som følger:

= massen af luft *

+ = Varmekapacitet *

+

= Temperatur fugtig aftræksluft [°C] = Temperatur indsuget luft [°C]

Estimat 2:

Der vil i det følgende laves en beregning til bestemmelse af effekten, hvor der tages højde for fugtindhold i

den indsugede luft. Det er antaget at trykket i røret for fugtig aftræksluft er atmosfæretryk, hvorfor

tilstandsligningen benyttes til at finde volumen af indsuget luft ved 21 °C og en relativ fugtighed på 41,6 %.

Det aktuelle tryk i røret vil være anderledes end atmosfæretrykket, hvilket betyder at det udregnede

volumenflow vil være baseret på en antagelse.

Page 59: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 58 af 96

Hvor enhederne er som følger:

=Atmosfæretryk[ = Atmosfæretryk[

= Volumen ved atmosfæretryk *

+ Volumen i rør for fugtig aftræksluft *

+

= Temperatur ved indsugning i [K] = Temperatur i rør for fugtig aftræksluft [K]

= molmassen [kmol]

= Universelle gaskonstant *

+

Denne luft er den indsugede luft, og egenskaberne er tidligere fundet i figur 45. Tilstanden for luften er 21

°C og den relative fugtighed er 41,6 %. Den specifikke volumen er 0,8419

, og denne omregnes til

densitet:

Da densitet og volumenflow kendes, regnes massestrømmen:

Entalpien på den indsugede luft er tidligere fundet til 37,44

. Da den tilførte damp er beregnet særskilt,

bliver der til denne luft ved beregningen ikke tilført fugt, og ovnen ses således som en ren hedeflade. Ved

brug af Moist air er det muligt at finde entalpien for luft op til 100 °C, med samme fugtindhold som i den

indsugede luft på 6,418

. Luften er i røret 140 °C, men denne er som tidligere nævnt ikke mulig at opslå

ved brug af Moist air eller IX diagrammer.

Page 60: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 59 af 96

Figur 47, Moist air fugtig luft (eget arkiv)

Entalpien er ved denne tilstand 118

, og der kan nu beregnes den optagne effekt ved opvarmning fra 21

°C til 100 °C.

Hvor enhederne er som følger:

= Effekt til opvarmning fra 21 til 100 °C [kW]

= Masse af luft *

+

= Entalpi ved 100 °C*

+

= Entalpi ved 21 °C *

+

Effekten til øgning af temperaturen fra 100 °C til 140 °C antages, at kunne beregnes ud fra

varmekapaciteten for tør luft. Varmekapaciteten er fundet ved tabelopslag i tabel 10,4 (Eriksen og

Lauritsen, 2012), og er tilnærmelsesvist ens i hele dette temperaturinterval.

Hvor enhederne er som følger:

= Effekt til opvarmning af luft fra 100 til 140 °C. [kW]

Page 61: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 60 af 96

= Masse af luft *

+

= Specifik varmekapacitet *

+

= Aktuel temperatur i rør for fugtig aftræksluft[°C]

= Max grænse for Moist Air beregningsprogram [°C]

Ved beregningen på tør, atmosfærisk luft blev der fundet et tab på 21,2 kW. Ved at tage højde for

fugtindholdet i den indsugede luft, blev der fundet et tab på 14,5+7,2= 21,7 kW. Da resultaterne for begge

udregninger ligger tilnærmelsesvist ens, vurderes det til at være et tilstrækkeligt estimat for bestemmelse

af den tabte effekt. Der vil ved begge estimater være den fejlkilde, at der er antaget at der er

atmosfæretryk i røret for den fugtige aftræksluft. Beregningen er ikke korrekt, men den giver et bud på

størrelsen af effekten, som er bedre end at se helt bort fra effekten.

Ud fra estimaterne er det samlede effekttab for fugtig luft:

Page 62: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 61 af 96

8.6 Varmetab

Ved bagningen vil der være varmetab til omgivelserne. Dette varmetab vil være afhængig af den

temperatur som ovnen opererer under, men også afhænge af hvor godt ovnen er isoleret. Ifølge ovnpasser

Hans Kristian Sørensen som dagligt passer ovn 7, er der flader på ovnen som er varmere end andre. Dette

kan skyldes at isoleringen ikke sidder som den oprindeligt er placeret, på grund af reparation, eller

isoleringen kan være faldet sammen. Endvidere vil der på grund af håndtag til betjening, være områder

hvor der ikke er samme mængde isolering bag. Varmetabene for ovnen vil bestå af et konvektivt varmetab

fra ovnens overflader, samt et strålingstab. Det antages at der ved beregningen kan ses bort fra

strålingstab, således at det alene er det konvektive varmetab der vil blive beregnet.

Da ovnens dimensioner er en længde på 24 meter, en højde på op til 2,5 meter samt en bredde på 3,25

meter, vil det være vanskeligt at måle overfladen overalt på ovnen. For at få et indtryk af, hvor der er

varme flader, er der blevet lånt et FLIR termografikkamera af Aarhus Maskinmesterskole.

Resultatet af billederne kan ses i det følgende. Der er på termografibilledet vist en temperaturskala, som

kræver særlig opmærksomhed, da denne ændres alt efter temperaturen på det, som der måles.

Som det ses på figur 48, kunne det tyde på at der er manglende isolering bagved stålfladerne, hvor de på

termografibilledet er røde/gule. Dette vil betyde et øget varmetab, der dog vil være vanskeligt at beregne,

da det præcise areal for det varme område vil være svært at bestemme.

Figur 48, Venstre ovnside (eget arkiv)

Page 63: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 62 af 96

Figur 49 viser et billede taget oppe på ovnen. Af hensyn til krav fra Dan Cake, er det fraskåret et udsnit i

fotografiet. Der kan ses tydelige gule streger på termograferingen, hvor stålfladerne møder hinanden. Det

kan dog ikke undgås at varmen vil søge ud gennem sprækker. Der skal til fotografiet gøres særligt

opmærksom på, at de blanke stålflader er i rustfri stål. På grund af den blanke flade, er der risiko for at der

reflekteres andre varmekilder. Som det ses er der en tydelig rød farvemarkering nede i højre hjørne af

termografibilledet, her kan det være eksempelvis et lysstofrør, hvor den varme farve er reflekteret.

På figur 50 ses et andet område af venstre side af ovnen. Det kan på termografi billedet ses, at lugen er

særlig varm, samt at stålfladen til venstre for lugen også har en varm flade, hvor den er gul/rød. Arealet af

det gul/røde område er dog vanskeligt at bestemme, da det ikke er muligt at ved visuel inspektion.

Figur 49, Venstre side (eget arkiv)

Figur 50, Oppe på ovnen (eget arkiv)

Page 64: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 63 af 96

På figur 51 kan igen ses særlige varme områder, hvor der er en genstand der ligner et betjeningshåndtag

med en temperatur på omkring 90 °C. En temperatur i dette interval er uhensigtsmæssig, i forhold til

berøring af uvidende personer, hvorfor det vil være relevant at lave en risikovurdering. Endvidere kan det

ses at den runde temperaturviser under 4 tallet på det almindelige foto, er gul helt til højre på

termografibilledet.

Ud fra de overstående billeder kan det ses, at der er områder som er særligt varme. Ved undersøgelse af

overfladetemperaturer på ovnen vil der derfor være opmærksomhed omkring dette. Det vil dog være

vanskeligt at bestemme varmetabet for hvert område, sprække eller enkeltgenstand, som på

termografibillerne har vist sig at være ekstra varme. Der vil derfor ved målingerne af ovnen blive antaget, at

der kan beregnes med gennemsnitstemperaturer for fladerne, for at gøre beregningerne overskuelige.

Varmetabet beregnes for siderne og toppladerne af ovnen, men der beregnes ikke på tabet ved enderne af

ovnen, hvor der transporteres kage på transportbånd. Det antages endvidere, at der kan der kan ses bort

fra varmetab nedenud, idet at ovnen er tætsluttende omkring gulvet. Der vil ikke blive beregnet varmetab

for enkeltgenstande som låger, ure og lignende. Dette vil betyde, at beregningerne giver et indtryk af

ovnens generelle isoleringsniveau, da det vil kræve en særskilt beregning for varmetabet ved

enkeltgenstande, som vil blive for omfattende at medtage i dette projekt.

Figur 51, Håndtag og ur (eget arkiv)

Page 65: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 64 af 96

Udtrykket for den varmestrøm som transporteres fra væg til fluid kan bestemmes af Newtons ligning:

( )

Enhederne er som følger:

= Effekt [W]

= Varmeovergangstallet *

+

= Areal [

= Vægtemperatur i °C.

= fluidtemperatur °C.

For at kunne beregne varmetabet, er det nødvendigt at bestemme varmeovergangstallet α. Dette gøres

ved at tage udgangspunkt i Nusselts tal. Nusselts tal er en sammenfatning af de faktorer, som påvirker

varmeovergangen. Nusselts tal er udtrykt således

= Varmeovergangstallet, *

+

= Karakteristisk længde eller højde [

= Varmekonduktivitet for fluidet *

+ (Tabelopslag i tabel 10,4)

skal således isoleres, når Nusselts tal, længden og varmkonduktiviteten kendes.

Da der ikke er forceret strømning omkring ovnen, vil varmetabet forekomme ved fri konvektion.

Beregningen af fri strømning vil afhænge af, om strømningen er turbulent eller laminart, samt om der er

tale om en lodret flade eller en vandret flade.

Page 66: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 65 af 96

Det generelle udtryk for Nusselts tal er ved udvendig, fri strømning:

Enhederne er som følger:

= Faktor, afhængig af tilfældet.

= karakteristisk længde.

= 1/4 ved laminar, og 1/3 ved turbulent strømning.

Ra= Rayleighs tal.

Overgang til turbulent strømning sker ved en værdi af Rayleighs tal på .

I figur 52, kan specifikke C værdier og karakteristiske længder findes.

Rayleghs tal er udregnes af Grashofs og Prandtls tal = ( )

I dette udtryk tages alle stofværdier ved filmtemperatur, som er summen af temperaturen på væg og fluid

divideret med 2. Enhederne er som følger:

= Tyngdeacceleration.

=Volumenudvidelseskoefficient som er

ved gas. T er filmtemperaturen i kelvin.

= Vægtemperatur. [K]

= fluidtemperatur (luft i dette tilfælde). [K]

= Karakteristiske længde. [m]

= Kinematisk viskositet. *

+ (Tabelopslag i tabel 10,4)

= Temperaturledetallet. *

+ ( Tabelopslag i tabel 10,4)

(Eriksen og Lauritsen, 2012)

For at bestemme varmetabet, er det lavet målinger af overfladetemperaturen på ovnen. For at give et

indtryk af ovnens dimensioner er dette illustreret i figur 53.

Figur 52, C værdi og længde (egen tilvirkning)

Page 67: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 66 af 96

Figur 53, Ovn fra siden (eget arkiv)

Overalt har ovnen en bredde på 3,25 meter.

Ved varmetabsberegningerne vil ovnen blive delt op, da der er en højdeforskel. Opdelingen vil således være

ved højdeovergangen. Ved målinger af overfladetemperaturen er benyttet et Testo 435 måleinstrument

med tilhørende overfladetermometer. For at gøre beregningerne overskuelige, tages der en

gennemsnitstemperatur af de målte punkter for hvert areal, og resultaterne for dette er angivet i bilag 13.

De følgende beregninger tager ikke højde for strålingstab, som også er en medvirkende faktor til

varmetabet fra ovnen.

Venstre side, lave ende

Dimensionen er 16,5 x 2,15 meter.

Gennemsnitstemperatut fra bilag 13 = 25,9 °C.

Rumtemperatur = 21 °C

Filmtemperatur =

, i Kelvin = 296,5

Ra findes: ( )

(Turbulent)

Nusselts tal beregnes:

Da Nusselts tal er bestemt kan varmeovergangstallet findes:

Varmestrømmen beregnes: ( )

Page 68: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 67 af 96

Venstre side, høje ende

Dimension = 7,5*2,5 m, lodret flade, karakteristisk længde L er højden.

Gennemsnitstemperatur fra bilag 13 = 30,8 °C.

Rumtemperatur = 21 °C.

Filmtemperatur =

I kelvin = 298,9°

Rayleghs tal findes : ( )

Nusselts tal findes:

Varmeovergangstallet findes:

Varmetabet er således: ( )

Top, lave ende

Dimension: 16,5*3,5 m.

Overfladeareal = 16,5*3,5=57,75

Omkreds= 16,5+16,5+3,5+3,5=40 m

Gennemsnitstemperatur fra bilag 13 = 28,3 °C.

Rumtemperatur=21°C.

Filmtemperatur =

. I kelvin = 297,7°

Rayleghs tal findes: ( )

(

)

Nusselts tal findes:

Varmeovergangstallet findes:

(

)

Varmetabet er således: ( )

Page 69: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 68 af 96

Top, høje ende

Dimension: 7,5*3,5 m.

Overfladeareal= 7,5*3,5=26,25

Omkreds= 7,5+7,5+3,5+3,5=22 m

Gennemsnitstemperatur fra bilag 13 = 24,8 °C.

Rumtemperatur = 21 °C.

Filmtemperatur =

. I kelvin = 295,9°.

Rayleghs tal findes: ( )

(

)

Nusselts tal findes:

Varmeovergangstallet findes:

(

)

Varmetabet beregnes: ( )

Varmetab i alt:

Da højre side på ovnen er svær fremkommelig grundet vaskeudstyr til forme, antages tabet at være det

samme som på venstre side.

Varmetabet udgør således:

Beregningen viser, at kun en lille andel af de indfyrede 179 kW går tabt ved konvektiv varmeovergang. Der

er ved beregningerne lavet antagelser, og det har ikke været muligt at fastslå størrelsen af varmetabet som

forsvinder ved sprækker og revner, ligesom der ikke er blevet beregnet varmetab for enkeltgenstande som

Page 70: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 69 af 96

gasbrænderens varmetab samt håndtag og låger. Desuden er der set bort fra strålingstab, som også vil

være en medvirkende faktor i varmetabet. Det reelle varmetab vil derfor afvige fra det beregnede, men

beregningen viser at ovnens generelle isolationsniveau ikke giver anledning til et større konvektivt

varmetab. Andelsmæssigt vil dette andrage

% af den indfyrede effekt.

Ud fra termografibillederne kan det endvidere ses, at der er lokale steder, hvor der er manglende isolering.

Varmetabet for disse steder vil være væsentligt anderledes, end det generelle varmetab som er beregnet

ud fra gennemsnitstemperaturer. Størrelsen af disse tab vil kræve en særskilt beregning for hvert areal, og

bestemmelsen af dette areal vil være vanskelig, hvis området er midt på en plade.

8.7 Kageform tab

Under beregningen af varmt aftræksluft blev det beregnet, at der ud fra båndhastighed og formbredde,

udløber en række af 3 i løbet af 34,1 sekunder. Ud fra figur 43 kan der beregnes en gennemsnitsvægt for

bageformene:

Da der udløber 3 forme på 34,1 sekunder, giver dette følgende massestrøm pr sekund:

Temperaturerne på kageformene er målt med et infrarødt VWR EU 620-

1259 termometer. Resultaterne kan ses på figur 54.

Den tabte energi i formene kan beregnes ud fra følgende formel:

Hvor enhederne er som følger:

=Effekt [W] = Masse *

+

= Specifik varmekapacitet *

+ = Temperaturdifferens [°C]

værdien er i tabelopslag i tabel 10.11 opslået til ca.0,5 *

+(Eriksen og Lauritsen, 2012)

Figur 54, Kageforme (eget tilvirkning)

Page 71: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 70 af 96

8.8 Energi bundet i kage

Ved de tidligere målinger er der fundet frem til, at der udløber 3 kager på 34,1 sekund. Massen af de

udløbne kager blev fundet på figur 41. Gennemsnitsvægten for en udløbet kage udregnes til:

Da vægtforskellen for kagerne i forhold til ind- og udløb skyldes fordampet vand, er udløbsvægten benyttet

i beregningen, da vandet er beregnet under fugtig aftræksluft.

Massestrømmen af kage kan udregnes som:

I figur 44 ses kagetemperaturene, som er gennemsnitteligt 21,3 °C ved indløb og 82,4 °C ved udløb.

Massen og temperatur før/efter kendes, men der mangler en værdi for den specifikke varmekapacitet:

For at bestemme størrelsen af den afsatte effekt i kagerne, skal kagernes specifikke varmekapacitet kendes.

Denne specifikke varmekapacitet vil afhænge af de indholdsstoffer, som kagen er sammensat af, heriblandt

vand. Da det ikke har været muligt at finde et tal for dette, antages at kagerne har en cp-værdi på 2,5

.

Dette gøres da en andel af kagen består af vand, der har en stor varmekapacitet på 4,19. Antagelsen af

varmekapaciteten vil medføre en stor usikkerhed for resultatet. Da kagerne som vist i anlægsbeskrivelsen

bliver afkølet på køletårne, har dette været en medvirkende faktor i antagelsen af cp værdien, idet at

kagerne binder en anseelig mængde energi, når denne køleproces er nødvendig. Ønskes er mere præcist

bud, skal der udføres forsøg for bestemmelse af varmekapaciteten, hvilket der grundet begrænsning i tid og

omfang ikke har været mulighed for i dette projekt.

Et bud på størrelsen af effekten, som er bundet i kager kan beregnes som:

Enhederne er som følger:

=Effekt [W] = Specifik varmekapacitet *

+

= Masse *

+ = Temperaturdifferens [°C]

Page 72: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 71 af 96

8.9 Samlet tab

Ud fra de forudgående beregninger kan de beregnede varmetab opstilles:

Det samlede beregnede tab er således:

Forskellen mellem den indfyrede effekt og de beregnede tab, betegnes som ikke fundne tab:

Ikke fundne tab skyldes, at der ved beregningerne er lavet antagelser. Størrelsen af ikke fundne tab kan

være større end det her er beregnet, såfremt antagelserne ved beregningerne her medført et for højt

beregnet varmetab, ligesom at størrelsen af ikke fundne tab kan være mindre, såfremt at antagelserne har

resulteret i et lavere beregnet varmetab end der reelt er.

Page 73: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 72 af 96

8.10 Delkonklusion

Ved beregningen af tab fra ovnen, viste det sig at der var tab, som ikke var mulige at påvise. Disse tab er

betegnet som ”ikke fundne tab”, og skyldes at der i beregningerne er lavet antagelser og

gennemsnitsværdier, som har resulteret i afvigelser. Varmetabet er beregnet som en gennemsnitsværdi, og

der er derfor ikke taget højde for varme enkeltgenstande, ligesom der ikke er blevet beregnet et

strålingstab for ovnen. Den fugtige aftræksluft er endvidere baseret på usikre antagelser, da det med de

tilgængelige ressourcer ikke har været muligt at lave et mere præcist estimat. Endvidere er der lavet

antagelse omkring varmekapaciteten for kage, som også vil være en usikker faktor i beregningen. Ud fra det

fundne resultat vurderes varmebalancen dog som tilfredsstillende, i forhold til at kunne vurdere

muligheden for reducering af energiforbrug, da analysen giver et indblik i, hvor de største tab forekommer

ved ovn 7. For de øvrige ovne vil der sandsynligvis også være store tab ved de samme punkter, og det er

derfor relevant at undersøge, hvis der udarbejdes en videre analyse ud fra dette projekt.

Analysen giver mulighed for at vurdere, om det er aktuelt at lave et tiltag på et område som eksempelvis

efterisolering eller røggas genvinding, størrelsen af effekterne samt mulighed for at overveje, hvilke

genvindings metoder der kan anvendes, ud fra måden energien går tabt på. Endvidere er der fundet et

opvarmningsforbrug på 552 kWh ved ovn 7, som vil være varierende efter hvilken kagetype der bages.

Dette giver dog mulighed for at overveje, om man bør analysere opstartsforbrug for ovnene, og inddrage

planlægningen af produktionen, for på den måde at opnå så få opstarter som muligt.

Det vil være relevant, at der ud fra dette projekt laves en mere dybdegående analyse af de store tab, for at

få dem nærmere fastlagt, før der eventuelt træffes beslutninger om investeringer. Der er påvirkende

faktorer som massen af kage, som vil have betydning for mængden af fordampet vand, ligesom

temperaturen i aftræksluft og røggas vil afhænge af temperaturkravet for den enkelte kagetype. De fundne

tab ved varmebalancen henholder sig udelukkende til en enkelt kagetype, hvorfor der bør laves en analyse

ved øvrige kager, for at bestemme størrelsen af effekterne. Ligeledes vil ordretilgangen også påvirke, hvilke

type kager der bliver bagt på ovn 7. Det er således ikke korrekt at antage, at de fundne tab ved

varmebalancen er et generelt gældende, idet at tabene afhænger af flere faktorer, og derfor kan være både

mindre eller større, end det der er blevet beregnet i denne analyse. I det følgende vil der med

udgangspunkt i varmebalancen blive lavet en redegørelse for, hvilke muligheder der er relevante at se

nærmere på, i forhold til en reducering af varmetabet fra ovn 7.

Page 74: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 73 af 96

9. Potentiale for reducering af energiforbrug

Ud fra varmebalancen på ovn 7 blev der påvist de tab, som forekommer ved stationær drift, ved bagning af

kagetypen ”720” snitkager. For at illustrere tabenes andelsmæssige størrelse, er disse blevet sammenfattet

i et cirkeldiagram i figur 51. Hele cirklen svarer til 100 % ved en indfyret effekt på 179 kW, og hvert punkts

udsnit svarer således til den andelsmæssige størrelse.

Figur 55, Fordeling af effekt (Egen tilvirkning)

Potentialet for reducering af energiforbruget kan vurderes ud fra effekternes andel i figur 55, med

forbehold for at denne situation udelukkende henholder sig til snitkager af typen ”720”. Ved indføring af

tiltag, som skal reducere energiforbruget, er en væsentlig faktor tilbagebetalingstiden, som investeringen

vil medføre. Tilbagebetalingstiden vil ved reducering af de fundne effekter være afhængig af gasprisen, idet

at en stigende gaspris vil betyde, at en investering vil tjene sig selv hjem hurtigere. Endvidere vil det også

være nødvendigt at tage højde for driftstiden for ovnen, som vil være påvirket af ordretilgangen. Det vil

kræve en dybdegående analyse at vurdere, om det er rentabelt at lave investeringer indenfor de i figur 55

viste tab. En sådan analyse af hvert punkt er for omfattende at inddrage i dette projekt, da det vil kræve

indhentning af tilbud fra leverandører, ligesom det vil kræve en analyse af, hvor eventuelle genvundne

effekter kan anvendes hos Dan Cake. Ved genvinding af effekter, vil det også være nødvendigt at have

klarhed over, hvor den genvundne effekt kan anvendes. Hvis genvundne effekter ikke kan anvendes til

sænkning af energiforbruget for ovn 7, vil det være nødvendigt at lave en analyse af øvrige muligheder,

hvor en genvundet effekt har anvendelsesmulighed. Eksempelvis kunne en genvunden effekt fra den

fugtige aftræksluft have anvendelse til opvarmning af rengøringsvand, som således kunne reducere

27%

2%

28% 2% 7%

18%

16%

Fordeling af effekt

Røggas

Restvarme luft

Fugtig aftræksluft

Varmetab

Kageform tab

Kage tab

Ikke fundne tab

Page 75: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 74 af 96

forbruget af gas fra TØMA dampkedlen. Endvidere vil der være regler omkring afgifter, som også vil have

betydning for, om et tiltag er rentabelt. Som tidligere nævnt vil dette kræve en dybdegående analyse, og

dette vil derfor ikke blive behandlet i dette projekt. I det følgende vil der derfor udelukkende være en

vurdering af potentialet for genvinding eller reducering af energiforbrug, ud fra de fundne tab. Ved en

sådan vurdering vil der blive set på tabets størrelse effektmæssigt, samt temperaturen hvis dette er

relevant. Temperaturen er interessant, da det har betydning for hvilke muligheder der kan være ved en

genvinding, idet at en lav temperatur ikke giver anledning til eksempelvis at udnytte dette til forvarmning af

vand, hvor temperauren på vandet er højere end den temperatur, som tabet forekommer ved.

9.1 Røggas

I figur 55 kan det ses, at der ved den aktuelle drift var et effekttab på 27% af den indfyrede effekt, svarende

til 48 kW. Da dette er en væsentlig andel af den indfyrede effekt, er det interessant at se nærmere på

potentialet ved genvinding. Der er grænser for, hvor langt ned røggastemperaturen kan sænkes, da der

således kan forekomme syreskader grundet kondensation af svovlsyre (Spiegelhauer, u.d.). Det vil således

kræve en nærmere undersøgelse af forholdende omkring røggas genvinding, for at fastlægge hvor meget

røggastemperaturen kan sænkes, og dermed hvor stor en effekt der er mulig at hente. Antages det at

røggastemperaturen kan sænkes fra den målte temperatur på 196 °C til 100 °C uden kondensering, kan der

laves et estimat af, hvor stor effekt der kan genvindes. Ved denne beregning antages det, at der regnes på

tør røggas, med en varmekapacitet på 1

svarende til varmekapaciteten for tør luft ved atmosfæretryk,

i temperaturintervallet 200-100 °C.

Et estimat af størrelsen af denne effekt, vil tage udgangspunkt i følgende formel:

Hvor enhederne er som følger:

= Effekt [kW ]

= Masse *

+

= Specifik varmekapacitet *

+.

= Røggastemperatur før genvinding [°C]

Page 76: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 75 af 96

= Røggastemperatur efter genvinding [°C]

For at lave denne beregning, skal massen af røggas findes.

=

Først findes massen af gas, ud fra volumenflow og densitet. Volumenflowet udregnes fra forbruget under

”8.3 Tilført energi fra gas”, og er omregnet til normalkubikmeter

Densiteten for gas er opgivet til 0,8144

(natugasfakta.dk, u.d.)

Volumenflowet af luft beregnes i det følgende. Luftoverskuds koefficienten λ er i røggasanalysen opgivet til

4,77. Luftbehovet ved støkiometrisk forbrænding, , er oplyst til

, for gas

sammensætningen, som brændværdien også er bestemt ud fra i dette projekt (naturgasfakta.dk, u.d.). Da

luftforbruget ønskes bestemt per sekund, multipliceres gasforbruget per sekund, med den nødvendige

luftmængde per forbrugt gasenhed, og derefter multipliceres med luftoverskudskoefficienten.

*

+

Det antages til bestemmelsen af massen af indsuget luft, at der er tale om tør atmosfærisk luft, idet at den

fundne volumenstrøm er angivet i normalkubikmeter. Densiteten for tør atmosfærisk luft ved 0 °C er

således 1,2754

ved tabelopslag i tabel 10,4 (Eriksen og Lauritsen, 2012).

Massestrømmen af røggas udregnes:

Genvunden effekt ved veksling af røggas:

Page 77: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 76 af 96

Enhederne er angivet tidligere i afsnittet.

Dette resultat er med forbehold for, at der er lavet antagelser omkring nedkøling af røggassen. Ud fra det

estimerede resultat, vil den genvundne energi udgøre

af den indfyrede effekt. Det kan

derfor siges, at der er potentiale i at lave varmeveksling på røggassen, da der er en indikation af at der er en

stor effekt at hente, samt at temperaturen på denne røggas er høj. Det vil kræve en nærmere analyse at

fastlægge, hvor denne effekt kan anvendes. Eksempelvis kunne den indsugede luft til gasbrænderen

forvarmes ved brug af en luft til luft varmeveksler for at reducere energiforbruget. Det vil kræve en

undersøgelse af, hvor høj en temperatur gasbrænderen kan tåle at indsuge. Dette kan også være en

potentiel mulighed for andre af ovnene.

Et eksempel på en luft til luft varmeveksler er vist i figur 56

Figur 56, Luft til luft varmeveksler (Eriksen og Lauritsen, 2012).

9.2 Restvarme luft

I figur 55 kan det ses, at restvarme luft udgør 2% af det samlede tab, svarende til 4,5 kW. Set i forhold til de

øvrige tab, er potentialet på dette punkt således lavt. Temperaturen på luften i røret for restvarme luft er

endvidere kun 28 °C, og derfor ikke potentiel i forhold til en eventuel forvarmning af et andet fluid.

Page 78: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 77 af 96

9.3 Fugtig aftræksluft

Den fugtige aftræksluft udgør i figur 55, 28 % af den indfyrede effekt, og er ud fra varmebalancen det

største tab. Temperaturen på denne luft er endvidere 140 °C, hvilket gør det potentielt, da der grundet den

høje temperatur, er mulighed for at opnå høje temperaturer på andre fluider ved veksling, eksempelvis ved

brug af en væske/gas varmeveksler. Dette vil dog også betyde, at der ved eksempelvis veksling med vand,

er risiko for at vandet kan opnå kogetemperatur, hvilket der skal tages højde for ved udarbejdelse af en

løsning. Et eksempel på en væske/gas varmeveksler er illustreret i figur 57

Figur 57, Væske/gas varmeveksler (Eriksen og Lauritsen, 2012).

For at hente størst mulig effekt, skal der anvendes kondenserende veksling, således at effekten optaget i

vanddampen bliver udnyttet. Da beregningerne omkring den fugtige aftræksluft har indeholdt væsentlige

antagelser, ligesom det ikke har været muligt at foretage ønskede målinger på luften, vil en beregning på

størrelsen af effekten opnået ved en genvinding, blive udeladt. En udnyttelse af dette tab indeholder som

beskrevet et potentiale, og er derfor relevant at få undersøgt nærmere, end der på grund af tid, omfang og

ressourcer er blevet gjort i dette projekt.

9.4 Varmetab

Varmetabet ved konvektion er beregnet til 3,3 kW har i varmebalancen udgjort 2 % af det samlede tab. Da

varmetabet som tidligere beskrevet er beregnet ud fra gennemsnitsværdier, kan dette tal siges at være et

udtryk for ovnens generelle isolationsniveau. Det vil således ikke være potentielt at foretage en generel

efterisolering af hele ovnen, idet varmetabet er en meget lille andel af det samlede tab. Der er ved måling

af ovnens overfladetemperaturer, fundet en temperatur på 74,1 °C på plade 32 i bilag 13. For at undersøge

varmetabet ved enkelte varme overflader, er denne plade blevet udregnet i bilag 14, til 285 W. Dette er

Page 79: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 78 af 96

ikke en væsentlig andel af det samlede tab, og derfor ikke en særlig potentiel mulighed, i forhold til

reducering af tabet. Ved visuel inspektion er det dog konstateret, at der ikke er isolering bag ved plade 32.

En efterisolering er potentiel i forhold til at nedsætte muligheden for, at en person brænder sig på den

varme flade ved berøring.

9.5 Kageform tab

Tabet som medgår til kageform tab, udgør ifølge varmebalancen7 %, og er på 12,2 kW. Da kageformene

skal gennemgå en rengøringsprocedure før de anvendes igen, er det ikke muligt at undgå, at temperaturen

bliver sænket, før disse igen anvendes til bagning. Det vil således være vanskeligt at bibeholde den

temperatur, som formene har efter passage i ovnen. For at opnå en reducering af energitabet, kan

anvendes forme med en lavere massefylde, eller forme i et andet materiale med lavere varmekapacitet.

Dette kan dog medføre den ulempe, at formene kan blive mindre robuste. For at vurdere om der er

potentiale i en sådan løsning, bør der tages højde for antallet af forme samt indkøbspris, ligesom

nuværende forme skal kasseres, hvorfor det ikke vurderes som særligt potentielt.

9.6 Kage tab

Effekten der medgår til de bagte kager, udgør 18 % af den indfyrede effekt, og er beregnet til 32,1 kW.

Størrelsen af dette tab er baseret på en antagelse omkring kagernes varmekapacitet, og dette bør derfor

undersøges mere dybdegående, for at der kan laves en konkret vurdering af potentialet. Som det er vist

under anlægsbeskrivelsen, bliver kagerne ført gennem en kølespiral, da de skal nedkøles inden

pålægningen af fyld. Som opbygningen er nu, bliver kagerne kølet ved ventilation, hvor der er en udsugning

fra ventilationsanlægget i midten af kølespiralen. Det kunne være relevant at lave en undersøgelse af, om

den energi der er bundet i kagerne kan udnyttes bedre, idet at der ikke er genvinding på det nuværende

ventilationsanlæg.

9.7 Ikke fundne tab

Da det ikke har været muligt konkret at bestemme hvor disse tab befinder sig, eller at de skyldes

antagelser, er det ikke muligt at give en vurdering af potentialet for reducering eller genvinding af dette

tab.

Page 80: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 79 af 96

9.8 Delkonklusion

Ud fra vurderingen af potentialet for reducering eller genvinding af energitab, vil en genvinding af

effekterne i røggas og fugtig aftræksluft være de mest potentielle muligheder. Dette er begrundet i

effekternes størrelse samt temperaturerne, hvilket derfor gør det relevant at se nærmere på dette ved en

videre undersøgelse. De øvrige tab er enten ikke vurderet som særligt potentielle, eller også har de været

for vanskelige at vurdere, i forhold til en konkret vurdering. Varmetabet ved konvektion har påvist, at der er

meget lavt potentiale i en efterisolering af ovn 7.

Ved genvinding af energi, vil ovnens forbrug ikke sænkes, medmindre den genvundne energi kan benyttes i

forbindelse med ovnen. Eksempelvis kunne et tiltag til reducering af ovnens forbrug være forvarmning af

brænderens indsugningsluft, idet at denne indsugede luft således ikke skal opvarmes. Havde der været

potentiale i efterisolering af ovnen, ville dette kunne reducere ovnens effektforbrug direkte.

Ud fra tabene på ovn 7, kunne det være relevant at undersøge størrelserne af disse tab, ved de øvrige

ovne, for at se hvor stor en effekt man samlet set kan reducere eller genvinde.

Page 81: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 80 af 96

10. Konklusion

Gennem arbejdet med dette projekt, er fordelingen af energiforbruget hos Dan Cake blevet klarlagt.

Forbruget af kWh fordeler sig på

fra naturgas og

fra el. Ved at se på forbrugsmønsteret for disse forbrug,

er elforbruget tilnærmelsesvist konstant, og gasforbruget er svingende og lavest om sommeren. Ved en

analyse af fordelingen af gasforbruget ses, at der på et årsbasis er et forbrug fra 5 bageovne hos Dan Cake,

som forbruger halvdelen af den samlede forbrugte gasmængde. De øvrige gasforbrug dækker over

dampproduktion, dækning af varmebehov samt kapperør, hvor dækningen af varmebehovet er stærkt

variabel efter årstiden. Da de 5 bageovne forbruger halvdelen af den samlede gasmængde på årsbasis, blev

der set nærmere på fordelingen af gas imellem disse forbrugere. Da der ikke er indsat forbrugsmålere på

gasledningerne til alle ovnene, var det ikke muligt at udarbejde en konkret fordeling, hvorfor dette blev

estimeret ud fra driftstimer. Ved kontrol af dette, blev det påvist fejl ved en sådan estimering, og derfor

vanskeligt at fastslå, hvordan forbruget konkret fordeles. Der blev derfor udarbejdet et nyt forslag til

opbygningen af gasledningen, for at kunne skabe overblik over ovnenes forbrug. Ud fra forbrugsmåleren på

ovn 7 kunne det ses, at der ved sammenligningen med de estimere forbrug var det største forbrug af gas

ved denne ovn. Der blev derfor besluttet, at der skulle laves en nærmere analyse af tabene ved bagning på

denne ovn. Ved en påvisning af tabene, vil det give mulighed for en nemmere tilgang ved analyse af de

øvrige ovne, da det er sandsynligt at tabene ved bagning på de øvrige ovne vil være indenfor de samme

kategorier.

Energitabene ved produktion er blevet beregnet ved at lave en varmebalance over ovn 7, ved bagning af en

bestemt kagetype. Det viste sig at der forekommer tab i form af røggas, restvarmeluft, fugtig aftræksluft,

varmetab, kageform tab, kage tab samt en andel ikke fundne tab. For at udføre beregningerne har det

været nødvendigt at lave antagelser, og ud fra resultaterne af dette kan det konkluderes, at de største tab

sker med henholdsvis røggas med en andel på 27 %, og fugtig aftræksluft med en andel på 28 %. Ved en

undersøgelse af varmetabet blev det påvist, at varmetabet ved konvektion kun er på 2 %, og ovnen derfor

har et tilfredsstillende isolationsniveau generelt.

Ud fra varmebalancen er der set på potentialet for reducering af tab, eventuelt ved genvinding. Der er

potentiale for genvinding af effekten i røggas samt den fugtige aftræksluft, både i forhold til effekternes

størrelser samt de temperaturer de afgives ved. Ved at varmeveksle røggassen, blev der ved hjælp af

antagelser beregnet en mulighed for genvinding af 15,4 % af effekten tilført fra gas. Der bør laves nærmere

undersøgelser, for at der kan siges om der er potentiale i genvinding af den energi, som er bundet i

kagerne. Der er ikke potentiale i en generel efterisolering af ovnen.

Page 82: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 81 af 96

11. Perspektivering

Gennem arbejdet med dette projekt, er der blevet lagt fokus på ovn 7 i forhold til tab og genvinding. Som

nævnt i projektet vil det være relevant at lave en nærmere analyse af mulighederne for genvinding af de

tab, som der er blevet beregnet. En sådan analyse kunne gå i dybden med de muligheder der er for

udnyttelse af tabene, hvor der bliver klarlagt muligheden for at udnytte effekterne til andre af de anlæg,

som der forefindes hos Dan Cake. Økonomi vil være en væsentlig del af dette, og indebærer at der

indhentes tilbud på de komponenter der skal bruges, samt at der beregnes tilbagebetalingstider.

Muligheden for at lave energigenvinding på de øvrige ovne er også en mulighed at undersøge, og finde ud

af om det kan laves en samlet løsning, herunder bruge effekterne fra de ovne som er i drift til et fælles

formål.

Gennem praktikforløbet er der blevet lagt mærke til flere faktorer, som kan påvirke energiforbruget, ud fra

nogle af de øvrige ovne. Det ville være for omfattende at lave analyser af alle 5 ovne, hvorfor dette projekt

har været begrænset til at tage udgangspunkt i en enkelt ovn. Da der var lånt et termografikamera fra

Aarhus Maskinmesterskole, blev der udover billederne af ovn 7,

taget billeder af ovn 1, som ifølge ovnpasser Hans Kristian

Sørensen er den første og ældste ovn der er hos Dan Cake. Denne

ovn er ikke udformet med plader i rustfrit stål, som ellers

vanskeliggør termografibilleder, idet at blanke flader reflekterer

stråler. Resultatet heraf kan ses i billederne i figur 58. Hele

området omkring gasbrænderen er ikke isoleret, og den generelle

overfladetemperatur virker ved en umiddelbar vurdering ud fra

billedet til at være høj. En beregning af varmetabet på denne ovn

kunne derfor være interessant i et videre arbejde med analyse af

tabene fra ovnene hos Dan Cake.

Figur 58, Termografibilleder af ovn 1 (eget arkiv)

Page 83: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 82 af 96

12. Kilder

Bogliste

Lauritsen, Aage Birkkjær og Eriksen, Aage Bredahl., 2012. Termodynamik , Teoretisk grundlag – praktisk

anvendelse. 3 udgave. Nyt teknisk forlag.

Hvenegaard, Claus. 2002. Den lille blå om ventilation. 1. udgave. Elfor.

Internetkilder

Dansk Gasteknisk Center A/S, u.d. Tekniske Data.

http://www.naturgasfakta.dk/copy4_of_miljoekrav-til-energianlaeg

Senest tilgået 12-12-2014

DMI, 2014 Vejret i Danmark – året 2013.

http://www.dmi.dk/vejr/arkiver/maanedsaesonaar/vejret-i-danmark-aaret-2013/

Senest tilgået 12-12-14

Buhl og Bønsøe, Teknisk Data.

http://www.buhl-bonsoe.dk/Hjem/Produktviser_C.aspx?ProductID=PROD10256&M=ecom_catalog

Senest tilgået 12-12-14

MAC INSTRUMENTS , What's Wrong with Relative Humidity Above 100°C?

http://www.macinstruments.com/relatv_c.html

Senest tilgået 12-12-14

Spiegelhauer, Bjarne. Korrision og tilstopning i aftræk fra små gaskedler

http://www.dgc.dk/sites/default/files/filer/publikationer/A0301_korrosion_aftraek.pdf

Senest tilgået 12-12-2014

Page 84: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 83 af 96

Figurer

Der vil udelukkende fremgå figurer i kildelisten, som er lånt.

Figur 21: Gasmålere

Lånt af Dan Cake.

Figur 23: Produktions planlægning

Lånt af Dan Cake.

Figur 29: Gennemsnitstemperatur 2013.

http://www.dmi.dk/vejr/arkiver/maanedsaesonaar/vejret-i-danmark-aaret-2013/

Senest tilgået 12-12-14

Figur 41: Målepunkter.

Hvenegaard, Claus. 2002. Den lille blå om ventilation. 1. udgave. Elfor.

Figur 56: Luft til luft varmeveksler.

Lauritsen, Aage Birkkjær og Eriksen, Aage Bredahl., 2012. Termodynamik , Teoretisk grundlag – praktisk

anvendelse. 3 udgave. Nyt teknisk forlag.

Figur 57: Væske/gas varmeveksler.

Lauritsen, Aage Birkkjær og Eriksen, Aage Bredahl., 2012. Termodynamik , Teoretisk grundlag – praktisk

anvendelse. 3 udgave. Nyt teknisk forlag.

Page 85: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 84 af 96

13. Bilag

Alle data vedrørende forbrugt gas og el vedlagt som bilag på CD-ROM med titlen ”Energimåling januar 2012

til august 2014”

Alle data vedrørende bageplaner i forhold til driftstimer er vedlagt som bilag på CD-ROM med titlen

”Bageplaner for uge 27-35 2014”

Bilag 1

Page 86: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 85 af 96

Bilag 2

Energi 2012 Gasforbrug Elforbrug

m3n kWh kWh kWh

Jan 66967 743855 265460

Feb 70568 783854 287408

Mar 63255 702622 291400

Apr 57186 635209 248818

Maj 47864 531663 255246

Jun 44628 495718 255792

Jul 43838 486943 255771

Aug 46728 519044 286507

Sep 46047 511480 256287

Okt 61304 680951 289536

Nov 58373 648394 279812

Dec 55818 620014 240064

Totalt forbrug

I alt 662576 7359747 3212101 10571848

Brændværdi 39,988 MJ/m3n

Procentandel af samlet forbrug 69,6 30,4

Page 87: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 86 af 96

Bilag 3

Energi 2013 Gasforbrug Elforbrug

m3n kWh kWh kWh

Jan 74313 825452 288629

Feb 68880 765104 257994

Mar 71787 797394 260065

Apr 67498 749753 272940

Maj 65638 729092 283801

Jun 60789 675231 276396

Jul 44890 498628 283821

Aug 50977 566241 304349

Sept 59282 658491 304559

Okt 66050 733669 327725

Nov 71949 799194 300874

Dec 62971 699468 274558

Totalt forbrug

I alt 765024 8497717 3435711 11933428

Brændværdi 39,988 MJ/m3n

Procentandel af samlet forbrug 71,2 28,8

Page 88: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 87 af 96

Bilag 4

Energi 2014 Gasforbrug Elforbrug

2014 m3n kWh kWh kWh

Jan 83362 925967 311121

Feb 76695 851911 290640

Mar 72787 808502 304020

Apr 63992 710809 303693

Maj 61379 681784 324275

Jun 51014 566652 279210

Jul 53590 595266 346339

Aug 57042 633610 334496

sept

okt

nov

dec

Totalt forbrug

I alt 519861 5774500 2493794 8268294

Brændværdi 39,988 MJ/m3n

Procentandel af samlet forbrug 69,8 30,2

Page 89: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 88 af 96

Bilag 5

Page 90: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 89 af 96

Bilag 6

Bilag 7

Page 91: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 90 af 96

Bilag 8

Bilag 9

Page 92: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 91 af 96

Bilag 10

Page 93: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 92 af 96

Bilag 11

Page 94: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 93 af 96

Page 95: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 94 af 96

Bilag 12 Ix diagram, hentet fra programmet CoolPack

Page 96: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 95 af 96

Bilag 13

Målinger af overfladetemperaturer.

Page 97: Analyse af energiforbrug - Aarhus Maskinmesterskole …campus.aams.dk/pluginfile.php/3581/mod_data/content/3878/Analyse af...”Analyse af energiforbrug” is a bachelor project, written

9. Semester Bachelorprojekt

Michael Vadheim Mortensen Side 96 af 96

Bilag 14

Udregning af varmetab for enkelt stålplade med høj temperatur:

Dimension = 0,5*2,5 m, lodret flade, karakteristisk længde L er højden.

Temperatur fra bilag 13 = 74,1 °C.

Rumtemperatur = 21 °C.

Filmtemperatur =

I kelvin =320,6 °

Rayleghs tal findes : ( )

Nusselts tal findes:

Varmeovergangstallet findes:

Varmetabet er således: ( )