Energy efficiency of ventilation systems : Boliden Aitik

Aitik är ett koppardagbrott som ligger uppe i Gällivare, ett litet samhälle i norra Sverige där det är kalla vintrar och ganska markanta årstidsväxlingar vilket också betyder att det krävs mycket energi för uppvärmning. För att hålla gruvindustrin så energieffektiv som möjligt så sker ständiga förbättringar av olika processer. Ventilationen är inte den största posten när det kommer till energieffektiviseringar men där finns ändå potential att spara en del både ekonomiskt och energimässigt. I Aitikgruvan finns det pumpstationer som ska pumpa upp gruvvatten och placeringen av pumpstationerna är inne i berget. För att få bra förutsättningar inne i bergutrymmena krävs ventilation och en del uppvärmning. I pumpstation 420 är det mekanisk tilluftsventilation med stora volymer som ska ventileras vilket innebär stora mängder uteluft som ska värmas upp under vinterhalvåret. Uppvärmningen av uteluften sker med värmebatterier drivna av el. Ventilationen har som funktion att föra bort värme från pumpdriften och ställverken som finns i pumpstationen men även föra bort dieselavgaser och radon. Frånluften trycks ut genom en port som står lite öppen året runt, ingen värme tas tillvara. Pumpstationens ventilation är i behov av energieffektivisering och förbättringar vilket även finns med i dokumentationen. För att hitta potentiella energieffektiviseringsåtgärder görs en nulägesanalys av den nuvarande ventilationen med hjälp av ABB:s styrsystem 800xA och dokumentation om pumpstationen samt några mindre mätningar av radon och frånluftstemperatur. Nulägesanalysen jämförs sedan med åtgärdsförslagen som innefattar byte av nuvarande ventilation till ett FTX-aggregat och även en mindre åtgärd som innebär temperatursänkning med hänsyn till relativ luftfuktighet. Jämförelsen sker både ur en energimässig synvinkel och ekonomisk synvinkel. Resultatet visar på att det går att göra en total energibesparing på elanvändningen på cirka 64 % med ett FTX- aggregat, där värmeväxlaren gör en energibesparing på 68 % jämfört med dagens värmebatteri. Denna åtgärd visar sig också vara lönsam ur ett ekonomiskt perspektiv. Att sänka temperaturen skulle generera i en energibesparing på elanvändningen på cirka 16 % och den relativa luftfuktigheten skulle öka något men fortfarande ligga inom acceptabelt område. Temperaturåtgärden är en enkel åtgärd och har en mindre ekonomisk besparing. Aitik is a Coppermine located in Gällivare, a small community in northern Sweden where the winter season can be very cold, which means that much energy is required for heating. In order to keep the mining industry as energy efficient as possible, continuous improvements are made to the different processes. Ventilation is not the biggest item when it comes to energy efficiency, but there is still potential to save both economically and energy-efficiently. In Aitik there are pump stations to pump up water from the mine, these stations are located in the mountain. To get good conditions in the pump station it requires ventilation and some heating. In pump station 420 it is large volumes to be ventilated, which means large amounts of outdoor air to be heated. Heating batteries does the heating of the outdoor air, these batteries are powered by electricity. The ventilation has the function of removing heat from pumping stations and plants located in the pump station, but also removing diesel gases and radon. The exhaust air is forced through a port that is slightly open all year long. Pump station ventilation is in need of energy efficiency, it is also possible to read from previous documentation that it is in need of improvement. To find potential energy efficiency measures, an analysis of the current ventilation is made using the ABB control system 800xA and documentation about the pump station and some minor measurements of radon and exhaust air temperature. The analysis is then compared with the action proposals that include replacing current ventilation into an FTX aggregate and also a minor action proposal that involves temperature reduction. The comparison takes place both from an energy point of view and from an economic point of view. The result shows that a total energy savings of approximately 64 % can be achieved with an FTX aggregate, where the heat exchanger produces an energy saving of 68 % compered to air heating batteries. The economic part of this result demonstrates that this investment is profitable and has a short payback time. Lowering the temperature would generate an energy saving of about 16 % and the relative humidity would increase slightly but still be within acceptable range. The economic result of this measure gives a smaller amount of cost savings.