Fra kjøleanlegg til energisentral

Figur 1 Bilde fra inngangspartiet i Kjøpesentret

På Rudshøgda har Coop Innlandet og Aneo Retail utviklet en løsning som samler kjøl og frys av matvarer, varmeproduksjon og klimakjøling i ett integrert, CO₂-basert energisystem.

Løsningen reduserer behovet for separate tekniske anlegg. Det gir lavere investeringsbehov, bedre energiutnyttelse og ett samlet ansvar for temperatur, teknisk drift og energioptimalisering.

Gjennom Aneo Retails Energy as a Service-konsept, EaaS, får Coop Innlandet samtidig en prestasjonsgaranti for den avtalte energibesparelsen. Det innebærer at Aneo Retail ikke bare leverer teknologien, men også tar ansvar for at det avtalte resultatet oppnås.

Prosjektet viser hvordan teknisk spisskompetanse, langsiktig driftsansvar og en resultatbasert forretningsmodell kan gjøre kjøleanlegget til en strategisk energiressurs for et helt kjøpesenter.

En fremtidsrettet investering i flaggskipbutikken

Da Coop Innlandet besluttet å modernisere Obs Rudshøgda i 2025, var ambisjonen større enn å fornye butikkens uttrykk.

Obs Rudshøgda er Coop Innlandets flaggskipbutikk og den klart største handelsvirksomheten på Rudshøgda Kjøpesenter. Ved ombyggingen ønsket Coop Innlandet derfor en løsning med høy miljøprofil, lave energikostnader og tekniske kvaliteter som kunne møte butikkens behov i mange år fremover.

En omfattende butikkombygging innebærer nye og energieffektive kjøle- og frysedisker. Den viktigste tekniske investeringen er likevel butikkens sentrale kjøle- og fryseanlegg.

Figur 2 Nye kuldemøbler levert av Epta

Obs Rudshøgda var tidlig ute med å ta i bruk det naturlige kuldemediet CO₂, også kjent som R744. Før ombyggingen ble butikken driftet av 2stk Green & Cool-boosteraggregater fra 2012, med varmegjenvinning til butikkens ventilasjonssystem.

Butikken hadde dermed allerede en moderne og fremtidsrettet teknisk løsning, men utstyret begynte å bli modent for utskifting.

For mange dagligvarebutikker oppstår en stor del av energibesparelsen når eldre kjøleanlegg med syntetiske kuldemedier erstattes med et moderne transkritisk CO₂-anlegg med varmegjenvinning. På Obs Rudshøgda var mye av denne gevinsten allerede hentet ut.

Aneo Retail stilte derfor et større spørsmål:

«Hva om vi optimaliserer energibruken for hele kjøpesenteret, og ikke bare for dagligvarebutikken?»

Fra butikkperspektiv til helhetlig energioptimalisering

Rudshøgda Kjøpesenter eies av Coop Innlandet og omfatter mer enn 13 000 kvadratmeter. Obs Rudshøgda er senterets største leietaker.

Før prosjektet ble kjøpesenteret i hovedsak varmet opp med elektrisitet om vinteren. Klimakjølingen ble levert av flere mindre og eldre F-gassbaserte kjølemaskiner.

For å redusere energikostnadene vurderte kjøpesenteret å bore energibrønner og installere en vann-til-vann-varmepumpe. Dette ville gitt kjøpesenteret en separat løsning for oppvarming og klimakjøling, i tillegg til dagligvarebutikkens nye kjøle- og fryseanlegg.

Aneo Retail gjennomførte et forprosjekt der ulike klimaløsninger for kjøpesenteret ble analysert. Anbefalingen var tydelig:

Det nye kjøleanlegget til Obs Rudshøgda burde dimensjoneres og bygges som energisentral for hele kjøpesenteret.

Figur 3 Prinsippskisse for kjølemaskin/varmepumpe utviklet av Aneo Retail

I stedet for å investere i et separat varmepumpeanlegg kunne Coop Innlandet hente større verdi ut av en investering som allerede måtte gjennomføres i dagligvarebutikken.

Fire kritiske funksjoner i én teknisk løsning

Det nye CO₂-anlegget skal utføre fire hovedoppgaver:

1. Levere kjøling til butikkens kjøledisker og kjølerom
2. Levere frys til butikkens frysedisker og fryserom
3. Produsere varme til kjøpesenterets varmesystem
4. Levere klimakjøling til kjøpesenterets fem ventilasjonsanlegg

Én teknisk installasjon overtar dermed oppgaver som tradisjonelt ville vært fordelt på flere separate anlegg.

Dette reduserer behovet for separate klimakjølemaskiner, varmepumper og tilhørende teknisk infrastruktur. Samtidig gir det bedre muligheter til å styre det samlede energiforbruket fordi kjøling, frys, varmeproduksjon og klimakjøling inngår i samme styresystem med felles styringsstrategi

For Coop Innlandet gir dette flere kommersielle fordeler:

• Større verdi fra en investering som allerede var nødvendig
• Flere energibehov dekket av én samlet løsning
• Lavere investeringsbehov enn ved etablering av separate tekniske anlegg
• Færre tekniske systemer og grensesnitt mellom leverandører
• Ett samlet ansvar for temperatur og energiytelse
• Lavere teknisk og operasjonell risiko
• Kontinuerlig overvåking og optimalisering
• Prestasjonsgaranti for den avtalte energibesparelsen

Flere millioner kroner lavere investering enn den separate løsningen

Obs Rudshøgda hadde allerede planlagt å skifte ut butikkens kjøle- og fryseanlegg gjennom Aneo Retails EaaS-konsept.

Merkostnaden ved å dimensjonere det nye anlegget som energisentral ble vesentlig lavere enn kostnaden ved å bore energibrønner og etablere en separat vann-til-vann-varmepumpe. Forprosjektet viste at den integrerte løsningen kunne redusere investeringsbehovet med flere millioner kroner sammenlignet med alternativene som var til vurdering.

Selv med konservative forutsetninger for systemets COP viste forprosjektet en beregnet tilbakebetalingstid på ca fire år for kjøpesenterets tilpasninger.

Den kommersielle styrken ligger i å hente større verdi ut av en investering som allerede var nødvendig, fremfor å finansiere flere parallelle energisystemer.

Figur 4 Kjølemaskin med varmepumpefunksjon levert av Advansor

Aneo Retail tar ansvar for resultatet

Den største forskjellen mellom en tradisjonell teknisk entreprise og Aneo Retails EaaS-modell handler ikke bare om teknologi. Den handler også om hvem som bærer risikoen.

I en tradisjonell entreprise overtar kunden normalt ansvaret når anlegget er ferdigstilt. Dersom energibesparelsene blir lavere enn beregnet, eller systemet ikke presterer optimalt i den daglige driften, vil den økonomiske konsekvensen i stor grad kunne bli liggende hos kunden.

Gjennom EaaS tar Aneo Retail et langsiktig ansvar for hele leveransen. Vi prosjekterer, bygger, drifter, overvåker og optimaliserer energisentralen gjennom avtaleperioden.

Coop Innlandet kjøper derfor ikke bare teknisk utstyr. De kjøper riktig temperatur og en avtalt energiytelse som en tjeneste gjennom anleggets levetid.

Dersom anlegget ikke oppnår den avtalte, dokumenterte energibesparelsen, kompenserer Aneo Retail kunden i henhold til vilkårene i prestasjonsgarantien. Coop Innlandet får dermed større forutsigbarhet og trygghet for den forventede energibesparelsen.

Prestasjonsgarantien gir også Aneo Retail et tydelig økonomisk insentiv til å:

• Velge riktig teknisk løsning
• Dimensjonere komponentene korrekt
• Optimalisere reguleringsstrategiene
• Oppdage og korrigere avvik tidlig
• Sørge for at anlegget presterer gjennom hele avtaleperioden

Aneo Retail blir dermed målt på anleggets faktiske resultater, ikke bare på om utstyret er montert og satt i drift.

Utviklet for nordiske vinterforhold

Det har blitt stadig vanligere at transkritiske CO₂-anlegg i dagligvarebutikker også leverer klimakjøling til selve butikken.

På Rudshøgda går løsningen vesentlig lenger.

Her skal butikkens kjøle- og fryseanlegg også fungere som luft-til-vann-varmepumpe og klimakjøler for resten av kjøpesenteret. Anlegget er utviklet for effektiv drift under nordiske klimaforhold og skal kunne levere varme ved utetemperaturer ned mot minus 15 °C.

Et kjøleanlegg produserer normalt varme som et resultat av kjøle- og fryseprosessen. Når varmebehovet i kjøpesenteret er større enn den varmen butikkens ordinære kuldebehov skaper, må anlegget kunne øke varmeproduksjonen på en kontrollert og energieffektiv måte.

Dette stiller andre krav til dimensjonering, komponentvalg og reguleringsstrategi enn i et tradisjonelt kjøleanlegg.

Figur 5 Energikilden er en gasskjøler med falsk last og utemonterte fordampere

Fire trinn for effektiv varmeproduksjon

Energisentralen er utviklet med en firetrinns strategi for varmeproduksjon. Produksjonen økes gradvis i takt med byggets faktiske varmebehov.

1. Varmegjenvinning fra kjøling og frys

Første prioritet er å utnytte varmen som allerede produseres når anlegget kjøler og fryser matvarene i Obs-butikken.

Denne varmen overføres til kjøpesenterets varmesystem. På denne måten utnyttes en energistrøm som ellers måtte ha blitt avgitt til omgivelsene.

Dette er systemets mest gunstige driftssituasjon fordi varmebehovet dekkes som en integrert del av den nødvendige kjøle- og fryseproduksjonen.

2. Falsklastveksleren øker varmeproduksjonen

Når kjøpesenterets varmebehov overstiger den tilgjengelige varmen fra butikkens ordinære kjøle- og fryselast, kobles en falsklastveksler i gasskjølerkretsen inn.

Falsklastveksleren skaper et kontrollert, ekstra kjølebehov. Kompressorene får dermed mer arbeid, og systemet produserer mer varme til kjøpesenteret.

Dette gjør det mulig å øke varmeleveransen uten å etablere en separat, tradisjonell varmepumpe.

3. CO₂-trykket tilpasses behovet for temperatur og effekt

I neste trinn økes trykket i CO₂-systemet. Det gjør at anlegget kan produsere varmere vann og levere større varmeeffekt.

Systemet går da fra subkritisk til transkritisk drift. Varmen hentes ikke lenger ut gjennom tradisjonell kondensering, men gjennom gasskjøling.

Trykkstyringen er avgjørende for energieffektiviteten. Høyere trykk kan gi høyere temperatur og større varmeeffekt, men krever samtidig mer kompressorarbeid.

Reguleringen må derfor kontinuerlig balansere byggets behov for energi og effekt mot målet om høyest mulig system-COP.

Det er i denne avveiningen den tekniske kompetansen og kontrollstrategien blir avgjørende for hvor godt anlegget faktisk presterer.

4. Takmonterte utefordampere henter energi fra uteluften

Når kjøpesenteret trenger mer varme enn de tre første trinnene kan levere, kobles de takmonterte utefordamperne inn.

Anlegget har en egen mellomtemperaturgruppe, MT2, som er knyttet til disse fordamperne. Systemet fungerer da som en luft-til-vann-varmepumpe og henter energi fra uteluften.

Fordamperne avrimes med hetgass. Dette er viktig for å opprettholde kapasitet og stabil drift ved lave utetemperaturer og under forhold der det dannes rim på varmevekslerne.

Med hele systemet i drift skal energisentralen kunne levere opp mot 200 kW varme på en kald vinterdag.

Figur 6 Falsk last fordampere levert av Güntner

IT-kompressoren reduserer det samlede kompressorarbeidet

For å øke energieffektiviteten ytterligere er anlegget utstyrt med en egen kompressor på mellomtrykksnivå, ofte omtalt som en IT-kompressor, for parallellkompresjon.

IT-kompressorens oppgave er å håndtere flashgassen som oppstår i CO₂-systemet under transkritisk drift. Uten denne løsningen måtte flashgassen blitt håndtert av kompressorene på mellomtemperaturgruppen.

Ved å komprimere flashgassen fra et høyere inngangstrykk utfører IT-kompressoren arbeidet over en mindre trykkdifferanse. Dette reduserer belastningen på MT1- og MT2-kompressorene og bidrar til høyere samlet system-COP.

Aneo Retail har valgt en Bock-kompressor med flexxCO₂NTROL for denne oppgaven. Dette gir IT-kompressoren et stort reguleringsområde og gjør det mulig å utnytte parallellkompresjonen i flere av anleggets driftssituasjoner.

Verdien ligger ikke bare i at anlegget har en IT-kompressor. Den ligger i hvordan kompressoren dimensjoneres, styres og samhandler med resten av systemet gjennom skiftende behov for kjøling, frys og varme.

Matvaretemperaturen har alltid førsteprioritet

Når et kjøleanlegg også blir en energisentral, må det være helt tydelig hvilken oppgave som har høyest prioritet.

På Rudshøgda er trygg og stabil temperatur på matvarene alltid det viktigste.

Varmeproduksjon og klimakjøling skal optimaliseres uten at det går på bekostning av kjøle- og frysefunksjonen i dagligvarebutikken. Systemet er derfor bygget opp med dagligvarebutikkens temperaturkrav som første prioritet.

Aneo Retail er ansvarlig for energisentralen, mens kjøpesenteret kjøper levert varme og klimakjøling. Energileveransen måles i de vannbårne systemene og avregnes etter en avtalt pris per kilowattime.

Modellen gjør det mulig å optimalisere energisentralen med utgangspunkt i tre tydelige mål:

1. Sikker og stabil matvaretemperatur
2. Pålitelig levering av varme og klimakjøling
3. Høyest mulig samlet system-COP

Teknisk kompetanse som en del av tjenesten

Et anlegg som kombinerer kjøling, frys, varme og klimakjøling kan ikke vurderes ut fra virkningsgraden til enkeltkomponentene alene.

Den reelle energieffektiviteten avgjøres av hvordan hele systemet fungerer gjennom året. Det krever forståelse for samspillet mellom butikkens kuldebehov, kjøpesenterets varmebehov, behovet for klimakjøling, utetemperatur, vannbårne temperaturnivåer og driften av de ulike kompressorgruppene.

Det krever mer enn å levere og installere en kjølemaskin. Det krever kjøletekniskkompetanse, energi- og automasjonskompetanse og evne til å følge anlegget gjennom hele levetiden.

Denne kompetansen er en integrert del av EaaS-leveransen.

EaaS gir én aktør ansvar for resultatet

Gjennom EaaS tar Aneo Retail et langsiktig ansvar for at løsningene fungerer, samhandler og optimaliseres over tid. Vår tekniske kompetanse benyttes ikke bare i prosjekterings- og byggefasen, men også i den løpende driften.

Det som skiller EaaS fra en tradisjonell entreprise, er at Aneo Retail ikke er ferdig når anlegget er satt i drift. Det er da den viktigste delen av leveransen begynner.

Resultatene måles i faktisk drift. Dersom energibruken utvikler seg annerledes enn forutsatt, er det Aneo Retails ansvar å analysere årsaken, justere driften og gjennomføre nødvendige optimaliseringstiltak.

Kombinasjonen av teknologi, kompetanse, prestasjonsgaranti og langsiktig ansvar gjør EaaS spesielt godt egnet for avanserte energiløsninger.

Aneo Retail kan velge komponenter og kontrollstrategier ut fra hva som gir best samlet ytelse over tid, ikke bare hva som gir lavest innkjøpspris i byggeprosjektet.

Figur 7 Utklipp fra Aneo EOS som viser redusert energiforbruk og peak-effekt i juli måned hvor den største energibesparelsen skyldes AC integrert i energisentralen vs frittstående HFK maskiner

Nå skal resultatene dokumenteres i faktisk drift

Varmepumpefunksjonen er satt i drift, og systemet går nå inn i sin første komplette varmesesong. Beregningene fra forprosjektet skal dermed dokumenteres mot faktiske driftsforhold gjennom en norsk vinter.

Aneo Retail vil bruke driftsdataene til å videreutvikle kontrollstrategiene for varmeproduksjon og undersøke om anlegget kan oppnå en høyere varme-COP enn forutsatt i prosjekteringen.

Målet er ikke bare at de enkelte komponentene skal fungere. Hele systemet skal levere stabil matvaretemperatur, riktig inneklima og lavest mulig samlet energikostnad.

Dette er en sentral del av EaaS-modellen. Dersom anlegget ikke oppnår den avtalte, dokumenterte energibesparelsen, håndteres dette i henhold til vilkårene i prestasjonsgarantien.

Det gir Coop Innlandet trygghet for resultatet og viser at Aneo Retail tar ansvar for løsningene vi utvikler, også etter at anlegget er satt i drift.

Kan ditt kjøleanlegg skape større verdi?

Prosjektet på Rudshøgda viser at et kjøleanlegg kan være langt mer enn en teknisk nødvendighet i dagligvarebutikken.

Med riktig kompetanse, systemdesign og forretningsmodell kan et kjøle- og fryseanlegg bli energisentral for et helt handelsbygg.

Ta kontakt med Aneo Retail dersom du vil vite hvordan kjøle- og fryseanlegget kan utvikles til en energisentral.