Smart styrning av CO2-anläggning minskar energianvändningen

Smart styrning av IKEA:s CO2-anläggning för livmedelskyla flyttar eleffekt från dygnets kritiska timmar samtidigt som det minskar energianvändningen.

Det började som en studie* (se faktaruta nedan) som undersökte effekten av att flytta elanvändning från dygnets kritiska timmar - när det råder brist på el - och optimera styrning av kyl- och värmepumpanläggningar för att minska den totala energiförbrukningen. Resultat: I dag styrs IKEA Uppsalas CO2-maskin för livsmedelskyla på ett för branschen okonventionellt sätt - men som både minskar energianvändningen med närmare 20 procent och kapar effekttopparna.

– Jag blev överraskad över hur mycket energianvändningen minskade bara genom att ändra styrningen för livsmedelskylan, säger Maria Hedman, Unit Facility Management Specialist, IKEA Uppsala.

För nytänkandet står Annelie Svensson, energiingenjör på Caverion, och möjliggörare är Caverions smarta automationslösning, Caverion iTop, som styr, kontrollerar och optimerar IKEA:s Huurre Eco CO2-maskin. Den producerar miljövänlig kyla till frysar och kylar på varuhuset samtidigt som den levererar överskottsvärme
till fastighetens bergvärmeanläggning.

– Caverion har smarta och effektiva redskap, det gäller bara att optimera användningen av dem, säger Annelie och förklarar hur ändrad styrning av livsmedelskylan både kunde sänka IKEA:s klimatavtryck och kapa effekttopparna:
– Vi sänker börvärdet på kylar och frysar nattetid (ställer in lägre temperatur). Den extra nedkylningen lagras i livsmedlen. Tack vare det uteblir kylbehovet nästan helt under förmiddagen. Vi har också flyttat avfrostningen till dagtid då dörröppningar och omsättning av mat i kylar och frysar höjer temperaturen, vilket förkortar tiden för avfrostning. Då behöver kylanläggningen inte producera energi för det.

IKEA:s CO2-anläggning försörjer tre frysrum och sex kylrum i restaurang och bistro med kyla. Tack vare den smarta styrningen minskar energianvändningen med närmare 20 procent, samtidigt som effekttopparna dagtid kapas. Även behovet av köpt el minskar med några procent. Dessutom gör den ändrade styrningen att
kompressorerna får en jämnare drift, de "mår" bättre vilket påverkar livslängden positivt. 

Skulle Caverions lösning för IKEA Uppsala genomföras i större skala på andra kyl- och värmepumpanläggningar har det potential till att bidra till att minska risken för akut bortkoppling
under morgon- och kvällstoppar årets kallaste timmar samt att de högsta pristopparna kapas. (Sverige har överskott på elenergi sett över hela året. Men under årets kallaste timmar har vi vid vissa tidpunkter ett underskott på eleffekt). Det vore också ett viktigt steg för en bättre styrning av det svenska elnätet. De timmar då det används som mest el i Sverige, så kallade höglasttimmar, är vardagar mellan 08.00-11.00 och 16.00-19.00, enligt Svenska kraftnät.

Fakta med Vinnova-projektet

* Syftet med studien som genomfördes under våren 2023 var att visa på möjligheterna att uppnå en betydande effektreduktion i elnätet genom att styra driften i butikskylanläggningar så att eleffekten minskar under de för nätet kritiska timmarna. Detta sker genom en optimering och ändring av styrparametrar så att kyla överlagras i varorna före en förväntad höglastperiod. Styrparametrarna ändras när höglastperioden inleds så att lasten är lägre under ett antal timmar utan att varornas temperatur blir högre än tillåtet.
Testerna visade på tydlig effekt i två pilotanläggningar. 

Projektresultatet visar att det finns potential att flytta eleffekt från kritiska timmar på förmiddagen till natten och samtidigt reducera den totala elförbrukningen för kyl- och frysanläggningar för butiker och storkök. Storleken av effekten är beroende av förutsättningarna i kylsystemen. Resultatet visar på möjligheter att flytta viss eleffekt även vid sämre systemförutsättningar, men den totala elenergianvändningen kan då vara oförändrad eller högre. 

Projektgruppen har bestått av Climacheck AB, Huurre by Caverion och underkonsulten RISE. Gruppen har haft regelbundna möten med fokus på utformning av metodik för testerna samt uppföljning och analys av resultat. Huurre by Caverion har ansvarat för det praktiska genomförandet
av testerna som har genomförts i två av företagets kunders anläggningar. Mätdata har loggats i Caverions smarta automationslösning, Caverion iTop och ClimaCheck online. Insamlade data har sammanställts av Huurre by Caverion och ClimaCheck. Resultatet har utvärderats av hela projektgruppen och sammanställts i en Vägledning för att flytta effekt i kommersiella kylanläggningar.

Projektets bakgrund:

Under rubriken ”Innovationer för en minskad elanvändning” vill Vinnova och Energimyndigheten påskynda nyttjandet av lösningar som minskar elanvändning och flyttar den till rätt tider på dygnet. En gemensam insats ska leda till innovationer eller beteendeförändringar som kan spridas omgående och snabbt ge bred och långsiktig effekt i samhället.