Energiebesparing in het. 26 november

Transcriptie

1 Energiebesparing in het melkhuisje 26 november

2 Inhoud Kadering Technologie voor energiebesparing Meetcampagne Besluit

3 Kadering

4 Energieverbruik melkvee! Opm.: Energieverbruik melkvee = inclusief energieverbruik jongvee 5,53 kwh/100 liter melk

5 Besparende tips Onderhoud de melkmachine goed Controleer geregeld de werking van de melkmachine Houd temperatuur van het lokaal waar de condensor staat zo fris mogelijk (oriëntatie: noord/noordoost) Pas de inhoud van uw melkkoeltank aan aan uw melkproductie

6 Besparende tips Verminder de temperatuur van het spoelwater (90 C -> 80 C) Detectie buitenverlichting Thermostaat hoofdschakelaar voor de waterbakken Frequentieregeling vacuümpomp Isoleer de warmwaterleidingen om warmteverlies te voorkomen

7 Besparende tips Voorkoeler plaatsen Warmterecuperatie-systeem installeren Gebruik van een zonneboiler Bij uitvoering energie-audits melkvee véél onduidelijkheid over energiemaatregelen

8 Vergelijkende analyse Voorkoelen van melk via tegenstroomwarmtewisselaar Voorverwarmen van water via warmterecuperatie Productie van warm water dmv zonneboiler

9 Technologie voor energiebesparing Rationeel energieverbruik in melkhuisjes

10 Voorkoeler: wat? = Besparen in koelkosten, niet in kosten voor de productie van warm water Buiskoeler Platenkoeler

11 Voorkoeler: werking Water in Melk uit Melk in Water uit Bron: Electrabel

12 Voorkoeler: werking Stroom aan koud water = min. 1,5 x melkstroom Temperatuur melk daalt 10 C tot 15 C Bron: Electrabel

13 Voorkoeler: melkkoeling Energie nodig om melk te koelen van 35 C tot 4 C IJsbankkoeler: 23 kwh /1 000 liter melk Rechtstreekse koeling: o Gewone compressor: 15 kwh per liter melk o Scrollcompressor: 11kWh per liter melk Voorkoeler = 40 % energiebesparing bij het koelen!

14 Voorkoeler: rendement Kwaliteit van de voorkoeling & hoogte van de besparing is afhankelijk van: Totale oppervlakte warmtewisselaar Warmtedoorgangscoëfficient (= maat voor hoe gemakkelijk een bepaald materiaal warmte doorlaat) Gemiddeld temperatuursverschil tussen melk en koelwater

15 Voorkoeler: gebruik Opwarmen kalvermelk Drinkwater vee

16 Voorkoeler: kosten - baten Kosten: Baten: 40% energiebesparing bij het koelen Zonder voorkoeler: 0,15 /kwh x 15 kwh/1000 liter x 100= 225 / l Met voorkoeler: 0,15 /kwh x 15 kwh/1000 liter x 0,6 x 100 = 135 / l => Besparing ± 100 per liter melk

17 Voorkoeler: praktijkvoorbeeld Melkveebedrijf Bredene: 45 melkkoeien Opgewarmde water als drinkwater voor de koeien

18 Warmterecuperatie: wat? = Besparen in kosten voor de productie van warm water, niet in koelkosten Externe warmtewisselaar Interne warmtewisselaar Warmtewisselaar in de wand

19 Warmterecuperatie: werking Warmte die vrijkomt uit de condensor van de koelgroep wordt gerecupereerd Bron: Electrabel

20 Warmterecuperatie: werking Bron: Electrabel

21 Warmterecuperatie: werking Water opgewarmd tot ± 40 C 0,3 tot 0,8 liter warm water per liter melk Wordt in serie geplaatst met elektrische naverwarmer Noodzakelijk om minimum temperatuur voor reiniging te verzekeren.

22 Productie warm water liter opwarmen 12,5 C -> 80 C => ± 90 kwh Gemiddeld liter per jaar TOTAAL: kwh/jaar voor productie warm water Kostprijs jaarverbruik volgens gebruikte energiebron Elektriciteit 0,15 /kwh /jaar Aardgas 0.07 /kwh 756 /jaar Stookolie 0.05 /kwh 540 /jaar

23 Warmterecuperatie: kosten - baten Kosten: Baten: 50 % tot 60 % energiebesparing bij de productie van warm water(uit literatuur) 50 % energiebesparing = kwh/ jaar voor productie warm water ipv kwh/jaar Elektriciteit Aardgas Stookolie besparing: 810 /jaar besparing: 378 /jaar besparing: 270 /jaar

24 Warmterecuperatie: praktijkvoorbeeld Melkveebedrijf De Haan: 110 melkkoeien Waterverbruik: 147 liter om carrousel te spoelen + 95 l om de 3 dagen om melkkoeltank te reinigen Plaatsing warmterecuperator bij installatie nieuwe melkkoeltank

25 Zonneboiler: wat? = zonnecollector die de zonnestralen omzet in warmte => warm water Vlakke plaat collector Vacuümcollector

26 Zonneboiler: werking 1 1. Zonnecollector 2. Voorraadvat 6 3. Regelsysteem 3 4. Naverwarmer Koud leidingwater 6. Sanitair warm water 5

27 Zonneboiler: werking

28 Zonneboiler: opstelling Oriëntatie: zuidgericht Helling: 20 tot 60 Voorkom schaduw Beperk afstanden tussen collector en voorraadvat

29 Zonneboiler: oriëntatie en helling

30 Zonneboiler: gebruik Opwarming tot 90 C, afhankelijk van seizoen Voederbereidingen Reinigen stallen, melkinstallatie Sanitair warm water

31 Zonneboiler: kosten - baten UITGAVEN Land- & tuinbouw Investering systeem (excl BTW): collector 5m², met boiler 200 à 300 l: à INKOMSTEN VLIF-steun: 30% (plafond op eigen verbruik) Provinciale subsidie (niet cumuleerbaar met VLIF-steun), enkel in Vlaams Brabant Gemeentelijke subsidie (niet cumuleerbaar met VLIF-steun) Eénmalige verhoogde investeringsaftrek: 13,5% (niet in forfaitair systeem) Premie netbeheerder (niet cumuleerbaar met VLIF-steun): Uitsparen kostprijs energiebron voor productie sanitair warm water: aardgas of stookolie of elektriciteit

32 Zonneboiler: praktijkvoorbeeld Melkveebedrijf Lendelede: 40 melkkoeien Zuivelverwerking: roomijs en chocolade artikelen Waterverbruik: 150 liter om melkmachine te spoelen + 100l om de 3 dagen om melkkoeltank te reinigen

33 Zonneboiler: praktijkvoorbeeld In maart 2006 werd zonthermisch systeem geplaatst Boiler: 300l, afgesteld op 80 C Vacuümcollector: warmteoverdracht naar boiler via 20m geïsoleerde leiding Op zonnige dag: 300l warm water met zon, anders s nachts elektrisch bijverwarmen

34 Resultaten meetcampagne Rationeel energieverbruik in melkhuisjes

35 Metingen: methode 4 bedrijven Metingen elektrisch verbruik: o Koelgroep o Warm water productie Temperatuurmetingen: o Warm water na voorkoeler o Melk na voorkoeler o Warm water na warmterecuperatie

36 Bedrijf 1: info Bedrijf 1 te Nieuwpoort Aantal melkkoeien: 130 Melkquotum: liter Melkinstallatie: carrousel, 24 plaatsen Melkduur: 1u30min Melkkoeltank: rechtstreekse koeling, liter Warm water productie: 2 elektrische boilers van 150 liter

37 Bedrijf 1: verdeling energieverbruik Samenvatting melkproductie Melken 17597,5 kwh/jaar Koeling rauwe melk 11684,5 kwh/jaar Bijverwarmen warm water 6947 kwh/jaar Pompen voor reinigen 1106,2 kwh/jaar Jaarlijks energieverbruik melken 37335,1 kwh/jaar 53,60% Totaal jaarlijks energieverbruik 69651,0 kwh/jaar Berekend verbruik Specifiek verbruik 37335,1 kwh/jaar 37,3 kwh/jaar/1000 liter

38 Bedrijf 2: info Bedrijf 2 te Gistel Aantal melkkoeien: 100 Melkquotum: liter Melkinstallatie: visgraat 2x8 Melkduur: 2u15min Melkkoeltank: rechtstreekse koeling, liter Warm water productie: 2 elektrische boilers, 100 en 150 liter

40 Bedrijf 3: info Bedrijf 3 te Diksmuide Aantal melkkoeien: 60 Melkquotum: liter Melkinstallatie: visgraat 2x5 Melkduur: 1u30min Melkkoeltank: rechtstreekse koeling, liter Warm water productie: 1 elektrische boiler, 150 liter

42 Bedrijf 4: info Bedrijf 4 te Mesen Aantal melkkoeien: 50 Melkquotum: liter Melkinstallatie: visgraat 2x4 Melkduur: 1u Melkkoeltank: rechtstreekse koeling, liter Warm water productie: 2 elektrische boilers, 100 en 150 liter

43 Bedrijf 4: verdeling energieverbruik Samenvatting melkproductie Melken 5800 kwh/jaar Koeling rauwe melk 6814 kwh/jaar Bijverwarmen warm water 6754 kwh/jaar Pompen voor reinigen 484 kwh/jaar Jaarlijks energieverbruik melken 19853,1 kwh/jaar 79,41% Totaal jaarlijks energieverbruik 25000,0 kwh/jaar " # Berekend verbruik Specifiek verbruik 19853,1 kwh/jaar 54,8 kwh/jaar/1000 liter %# & $!

44 Vergelijking bedrijven BEDRIJF 1 BEDRIJF 2 BEDRIJF 3 BEDRIJF 4 Algemene info Koeien Aantal koeien Melkinstallatie Westfalia Packo Mueller Westfalia Installatie Voorkoeler? Ja/Nee Ja Ja Nee Nee Warmterecuperatie? Ja/Nee Ja Ja Ja Ja Volume melkkoeltank m³ 14,0 10,0 7,0 7,0 Melk Hoeveelheid melk per melkbeurt L/melkbeurt Melkquotum L/jaar Jaarlijkse hoeveelheid warm water (WW) L/jaar WW voor reiniging melkinstallatie L/melkbeurt Warm water WW voor reiniging melkkoeltank L/melkophaling Totaal hoeveelheid WW per melkbeurt L/melkbeurt 109,0 186,7 161,7 160,8 Verhouding WW per m³ melk L/m³ melk 79,6 170,3 222,7 324,3 Hoeveelheid WW per m³ L/m³ tank 7,7 22,0 10,0 9,3

45 Vergelijking bedrijven Koelen melk Temperatuur melk Parameters koelcyclus BEDRIJF 1 BEDRIJF 2 BEDRIJF 3 BEDRIJF 4 Initiele melktemperatuur C Melktemperatuur na voorkoeler C 22,0 22,0 32,0 27,0 Temperatuur gekoelde melk C 4 3 3,5 3,2 Verdampingstemperatuur C Inlaattemperatuur compressor C Oververhitting K Uitlaattemperatuur C Condensatietemperatuur C Verdampingsdruk bar 4,8 3,6 3,5 2,9 Condensatie druk bar Efficiëntie COP - 3,02 2,35 2,35 1,88 Theoretische warmtevraag kwh/melkbeurt 34,1 24,7 20,6 15,5 Theoretisch energieverbruik kwh/melkbeurt 11,3 10,5 8,8 8,2 Energie Gemeten energieverbruik kwh/melkbeurt 17,0 17,5 10,9 11,2 Verschil % 51% 66% 25% 36% Werkelijke COP - 2,01 1,41 1,89 1,38 Verhouding energie per m³ melk kwh/m³ melk 9,7 14,6 16,4 18,7

46 Vergelijking bedrijven Productie warm water Temperatuur water Hoeveelheid water Energie BEDRIJF 1 BEDRIJF 2 BEDRIJF 3 BEDRIJF 4 Temperatuur bronwater C Temperatuur water na warmterecuperatie C 26,0 29,0 36,0 38,0 T water voor reiniging melkinstallatie C 80, T water voor reiniging melkkoeltank C WW voor reiniging melkinstallatie L/melkbeurt WW voor reiniging melkkoeltank L/melkophaling Theoretische warmtevraag kwh/melkbeurt 6,8 11,3 7,0 8,4 Gemeten energieverbruik kwh/melkbeurt 12,9 12,4 4,3 6,6 Verschil % 90% 9% -38% -21% Verhouding energie per m³ melk kwh/m³ melk 7,4 10,3 6,5 11,0

47 Vergelijking bedrijven BEDRIJF 1 BEDRIJF 2 BEDRIJF 3 BEDRIJF 4 Andere parameters Gemiddelde elektriciteitsprijs /kwh 0,146 0,136 0,135 0,136 Energieprijs Prijs elektriciteit dag /kwh 0,166 0,163 0,155 0,163 Prijs elektriciteit nacht /kwh 0,123 0,109 0,105 0,109 CO2 CO2 factor elektriciteit kgco2/kwh 0,483 0,483 0,483 0,483 Levensduur Levensduur Jaren Totaal energieverbruik Energieverbruik Totaal energieverbruik - theoretisch kwh/melkbeurt 18,1 21,8 15,7 16,6 Totaal energieverbruik - gemeten kwh/melkbeurt 29,9 29,9 15,2 17,8 Totale energiekost voor koeling en Energiekost productie warm water /jaar Verhouding Energieverbruik per m melk kwh/m³ melk 17,1 24,9 22,8 29,7

48 Vergelijking bedrijven: vaststellingen 1. Warm water verbruik Temperatuur SWW voor reiniging melkkoeltank: tot 90 C volgens fabrikant volstaat 60 C Liters SWW voor reiniging melkkoeltank: tot 2,5% van het tankvolume 1% (10l/m³ tankvolume) volstaat 2. Efficiëntie van de koelinstallatie zeer laag, nl. COP tussen 1.3 en 2

49 Zonthermisch: algemeen 4 voorbeelden uitgewerkt: Hypothetisch bedrijf ( bedrijf 1, MAAR zonder warmterecuperatie): 100l warm water van 80 C Bedrijf 1 (met warmterecuperatie): 100l warm water van 80 C Bedrijf 2/ bedrijf 4 (met warmterecuperatie): 180l van 80 C Bedrijf 3 (met warmterecuperatie): 180l van 73 C Warm water WW voor reiniging melkinstallatie L/melkbeurt WW voor reiniging melkkoeltank L/melkophaling Totaal hoeveelheid WW per melkbeurt L/melkbeurt 109,0 186,7 161,7 160,8

50 Zonthermisch: bedrijf 1 HYPOTHE- TICAL FARM (without heat recovery), based on BEDRIJF 1 WITH SOLAR THERMAL - 5m², 375L WITH SOLAR THERMAL - 10m², 750L BEDRIJF 1 ACTUAL SITUATION (with heat recovery) BEDRIJF 1 WITH SOLAR THERMAL 5m² SHW HEATING Actual measured consumption kwh/milking 12,7 12,9 Total electr consumption SHW kwh/year TOTAL Total electricity consumption kwh/year Total day consumption kwh/year Total night&weekend consumption kwh/year Total energy costs /year Savings /year Investment costs Pay-back time years 10,7 14,9 8,1 Pay-back time with incentives years 7,5 10,4 5,7 CO2 emissions kgco2/year

51 Zonthermisch: bedrijf 2 en 4 SHW HEATING Actual measured consumption Total electr consumption SHW kwh/milking kwh/year BEDRIJF 2/ BEDRIJF 4 ACTUAL SITUATION (with heat recovery) BEDRIJF 2 / BEDRIJF 4 WITH SOLAR THERMAL 5m² BEDRIJF 2 / BEDRIJF 4 WITH SOLAR THERMAL 10m² 12, TOTAL Total electricity consumption kwh/year Total day consumption kwh/year Total night&weekend consumption kwh/year Total energy costs /year Savings /year Investment costs Pay-back time years Pay-back time with incentives years CO2 emissions kgco2/year ,6 20,5 9,5 14,

52 Zonthermisch: bedrijf 3 SHW HEATING Actual measured consumption Total electr consumption SHW kwh/milking kwh/year BEDRIJF 3 ACTUAL SITUATION (with heat recovery) BEDRIJF 3 WITH SOLAR THERMAL 5m² 4, TOTAL Total electricity consumption kwh/year Total day consumption kwh/year Total night&weekend consumption kwh/year Total energy costs /year Savings /year Investment costs Pay-back time years Pay-back time with incentives years CO2 emissions kgco2/year ,1-19,

53 Zonthermisch: vaststellingen Zonneboiler: altijd minder interessant als al warmterecuperatie op bedrijf Grote hoeveelheden water en lage temperaturen Terugverdientijden 10 jaar mogelijk

54 E-besparende maatregelen: bedrijf 1 COMMON INPUT DATA GENERAL Milk quantity per milking L/milking Quantity of HW for milking equipment L/milking 91 Quantity of HW for milk tank L/milk collection 108 Amount of hot water storage tank - 2 Milk initial temperature C 35 Milk required temperature C 3,2 COP at given temperatures (manufacturer data) - 3,02 Source water temperature C 10 Temperature of HW for milking equipment C 80,2 Temperature of HW for milk tank C 76 Heat losses storage tank kwh/day 4 Price electricity global /kwh 0,136 Price electricity day /kwh 0,163 Price electricity night /kwh 0,109 CO2 factor electricity kgco2/kwh 0,483 PRE-COOLER Input milk flow m³/h 1,167 Input water flow m³/h 1,167 Heat transfer coefficient of exchanger W/K 2000 HEAT RECOVERY - no modification of condensation tempearture Average temperature of heated water C 30 HEAT RECOVERY - higher condensation temperature: 50 C COP at 50 C condensation temperature 1,91 Average temperature of heated water C 45

55 E-besparende maatregelen: bedrijf 1 REFERENCE CASE WITH PRECOOLING WITH HEAT RECOVERY condensation 50 C WITH HEAT RECOVERY same condensation T WITH PRECOOLING + HEAT RECOVERY same condensation T COOLING Milk inlet temperature in tank C 35 19, ,7 Water for cows outlet temperature C 24,7 24,7 Cooling need kwh/milking 60,3 31,2 60,3 60,3 31,2 Theoretical elec consumption for cooling kwh/milking 20,0 10,3 31,6 20,0 10,3 Total heat rejected kwh/milking 91,9 80,3 41,6 Amount of water heated L/milking Actual measured consumption kwh/milking Total electricity consumption cooling kwh/year

56 E-besparende maatregelen: bedrijf 1 REFERENCE CASE WITH PRECOOLING WITH HEAT RECOVERY condensation 50 C WITH HEAT RECOVERY same condensation T WITH PRECOOLING + HEAT RECOVERY same condensation T SHW HEATING Elec consumption HW milk equipment kwh/milking 7,4 7,4 3,7 5,3 5,3 Elec consumption HW milk tank kwh/cleaning 8,3 8,3 3,9 5,8 5,8 Heat losses kwh/milking 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 Theoretical total consumption by milking kwh/milking 12,8 12,8 8,4 10,3 10,3 Actual measured consumption kwh/milking Total electricity consumption SHW kwh/year

57 E-besparende maatregelen: bedrijf 1 REFERENCE CASE WITH PRECOOLING WITH HEAT RECOVERY condensation 50 C WITH HEAT RECOVERY same condensation T WITH PRECOOLING + HEAT RECOVERY same condensation T TOTAL Total electricity consumption kwh/year Total day consumption kwh/year Total night&weekend consumption kwh/year Total energy costs /year Savings /year Investment costs Pay-back time years 2,7-12,0 4,4 Pay-back time with incentives years CO2 emissions kgco2/year CO2 emission saving cost /tco2 54,8-201,9 85,5

58 E-besparende maatregelen: vaststellingen Kies eerst voor een voorkoeler Warmterecuperatie: kan energie besparing MAAR bij slechte afstelling: energieverbruik Combinatie voorkoeler warmterecuperatie o o Niet altijd mogelijk Temperatuur warm water lager Kies een geschikte koelinstallatie Bedrijfsgrootte: hoe groter, hoe kleiner het energieverbruik per liter geproduceerde melk

59 Dank voor uw aandacht! Vragen?