Strålingsvarme med gass - Institutt for petroleumsteknologi og ...

Institutt for petroleumsteknologi og anvendt geofysikk
Strålingsvarme med gass
(gründeroppgave)
TPG 4140 Naturgass
Faglærer: Jon Steinar Gudmundsson
Gruppe 12:
Espen Torp
Tor Sigurd Brønn
Kristoffer Laskemoen
Einar Tommelstad
Trondheim 2005

Sammendrag
Sales Pitch
Dette prosjektet tar for seg problemstillingen med dagens standard terrassevarmere. Standard
terrassevarmere er store, lite varme-effektive og blir fort utsatt for slitasjeskader.
Løsningen til dette er IR-gassvarmelamper, som er mindre, lettere å håndtere og mer
varmeeffektive. Selve produktet vil fungere etter ”LEGO”-prinsippet og vil dermed kunne
dekke varmebehovet til små og store arealer, og dermed like aktuelt for næringsdrivende som
privatpersoner.
Varmen fra lampen blir sendt ut ved varmestråling og blir likt fordelt utover bestrålt område.
En teknologi som hindrer varmesvinn og øker effektiviteten.
II

Innholdsfortegnelse
Sammendrag.......................................................................................................................... II
Sales Pitch ......................................................................................................................... II
Innholdsfortegnelse .............................................................................................................. III
Innledning............................................................................................................................... 1
Hvordan strålevarme fungerer................................................................................................ 2
Ulike typer lamper.................................................................................................................. 3
Terrassevarmer ................................................................................................................... 3
Strålevarmere ..................................................................................................................... 3
Markedsundersøkelse.............................................................................................................5
Næringsdrivende: ............................................................................................................... 5
Brukere:.............................................................................................................................. 6
Produktbeskrivelse ................................................................................................................. 6
Utvikling av konseptet ....................................................................................................... 7
Diskusjon................................................................................................................................ 8
Konklusjon ............................................................................................................................. 9
Kilder.................................................................................................................................... 10
Vedlegg ................................................................................................................................ 11
III

Innledning
Etter røykeloven ble innført, og prisene sunket nærmere 1/5 i pris, har salget på utendørs
varmelamper øket betraktelig de siste årene. Spesielt restauranter og barer har merket
nødvendigheten med eie gasslamper for å beholde kundene. Men til tross for sin popularitet er
mye problemer knyttet til produktet. Selv om gasslampene varmer best, er de ikke
brukervennlige og blir fort ødelagt. I denne gründeroppgaven i emnet Naturgass har vi tatt for
oss eksisterende gasslamper, og finne en mer effektiv løsning.
Som grunnlag til å komme fram til den mest effektive gasslampen har det blitt lagt vekt på
personers meninger om feil og forbedringer til de nåværende gasslampene, samt nåværende
teknologi og varme utbredelse fra gasslamper.
1

Hvordan strålevarme fungerer
Tradisjonell oppvarming foregår ved varmeoverføring til luft. Eksempelvis ved bruk av ovn
eller radiator i et hus. Varmen overføres til luften som så varmer opp omgivelsene. Dette
kalles konveksjon. Varmetapet eller oppvarmingsbehovet kan ses på som betydelig da hele
luftmassen i et rom varmes opp.
Når sola skinner på oss blir vi truffet av flere ulike strålingstyper. Lyset vi ser er strålene som
er synlig for oss mennesker. UV-stråling gjør bl a huden vår brunere, mens infrarød (IR) -
stråling er den del av lysspekteret som oppleves som varmestråling [3.1].
Videre deles IR-stråling inn i 3 grupper etter bølgelengde og ulik virkning:
Infrarød-A, kortbølget
780-1400 nm (0,8-1,4 µ) 3620K-2070K
Infrarød-B, mellombølget
1400-3000 nm (1,4-3 µ) 2070K-965K
Infrarød-C, langbølget
3000-10000 nm (3-10 µ) 965K-290K
Jo kortere bølgelengde, desto lettere passerer bølgene gjennom luften. Langbølget IR-stråling
varmer derfor i større grad opp luften enn kortbølget IR-stråling gjør og trenger dermed lengre
tid på å skape en varmevirkning [3.1]. IR-stråling omtales ofte som kortbølgestråling.
IR-stråling passerer gjennom luften uten å varme den opp, men varmer opp det den treffer.
Hvis vi igjen refererer til sola, merker en tydelig forskjell på skygge og direkte solskinn.
Enten en går fra skyggen fra et hus og ut i sollyset eller at sola titter fram igjen etter å vært
gjemt bak en sky. Vi merker også at denne varmen er der øyeblikkelig uten forsinkelse. Det er
som å skru på en bryter.
2

Ulike typer lamper
Terrassevarmer
Kaféer og restauranter med uteområder har tatt i bruk oppvarmingskilder for disse plassene
samt at den nye røykeloven har gitt mange nye ”smokers corner” som også er tildelt
oppvarming. De fleste serveringssteder har valgt en standard terrassevarmer eller flere til
oppvarming utendørs.
Det er stor etterspørsel etter terrassevarmere og markedet er deretter. En
finner mange typer, men de som er fyrt på gass er forholdsvis
standardisert.
Det er denne type gassvarmelampe som er desidert mest brukt av
utestedene, også på Solsiden her i Trondheim. Disse lampene brenner gass
i en ordinær ringbrenner som varmer opp luften og metallet i umiddelbar
nærhet. Varmen reflekteres utover av ”metallhatten” og fordeles/overføres
via luften.
Figur: Terrassevarmer levert av Primus [4.2]
Strålevarmere
Flertallet av etablerte strålevarmere på markedet er basert på elektrisitet. Elektrisk fyrte IRvarmere
har sannsynligvis større fleksibilitet i forhold til utforming da antall ulike produkter
antyder dette. Gassfyrte IR-varmere er i Norge til nå i hovedsak benyttet i industrien. Årsaken
er såre enkel fordi det er derfra etterspørselen etter IR-varmere har kommet fra [4.1]. I Europa
og Amerika er det mer bruk av strålevarmere generelt, men etter produkter og forhandlere å
dømme er det i stor grad basert på elektrisk fyring.
I Norge leverer både Futur (tidligere Primus) og Rodvelt Gass strålevarmere. Disse
gassdrevne stråleovnene virker ved at en blanding av gass og luft forbrennes på en porøs
keramikplate. Overflatetemperaturen er mellom 850 og 900 grader C.
3

Forbrenningen er flammeløs og det er keramikplaten som stråler ut spekteret med
bølgelengder i det infrarøde området [2].
Figurer: IR-lamper som viser eksempel på design og tekniske detaljer [2].
Ovnene kan styres individuelt, både i et kontrollsystem og med manuell bryter. Et
kontrollsystem gir mulighet for styring etter temperatur og tid. Ovnene er videre
brukervennlige i driften da det er en elektrisk gnist som tenner luft-gassblandingen og
samtidig en mikroprosessor som overvåker forbrenningsprosessen [1.1].
Gassdrevne IR-ovner takler både naturgass og propan under riktige trykkforhold.
Oppvarmingen er
energibesparende sammenlignet
med konveksjon eller
varmluftsystemer.
Energiforbruket er ca 40% mindre
enn konvensjonell oppvarming
[2].
Figur: Prinsippskisse for plassering og stråling fra IR-ovner [2].
4

Markedsundersøkelse
Næringsdrivende:
Det ble foretatt en spørreundersøkelse blant seks representative restauranter i Trondheim med
ute- servering som hadde terrassevarmere. Disse var: Søstrene Karlsen, Primo, Blæst, Peppes
Pizza, Bermuda og Bær&Bar (som også tilhører Bare Blåbær). De ble spurt hvor mange
lamper de hadde, hvor stort forbruk de hadde på disse, hvor lenge de ble stående ute, varetid
på en propanflaske, positive og negative sider ved dagens terrassevarmere, og tilslutt hvilke
krav de ville stilt til et eventuelt nytt produkt.
Antall varmelamper varierte fra 6-12, som alle hadde enten kjøpt eller fått fra Propan og
Fritid. Forbruket avhenger helt av antall kunder, fra å bytte propanflasker på samtlige
gasslamper hver dag til det å bytte en propanflakse i uka.
I valget på hvor lenge restaurantene hadde varmelampene ute valgte noen å sette de inn når
snøen kom, mens noen ville ha varmelampene ute hele året. Varigheten på en 11 kg
propanflaske svarte de fleste var på ca 12 t når varmelampene sto på maks.
Positive sider med gasslampene var alle utestedene enige i at det tiltrakk seg kunder. Spesielt
etter røykeloven har behovet for gasslampene øket. Primo påpekte at de sto uten gasslamper
to uker og merket et drastisk fall i antall kunder. Videre påpekte de at gasslampene varmet
godt.
Negative sider var først og fremst at gasslampene var vanskelig å håndtere. Spesielt med
hensyn på å bytte propanflaske, dette syntes alle var vanskelig å gjennomføre. Andre negative
sider var at de ble fort ødelagt. Tenningsmekanismen streiket oftest. Videre påpekte også de
fleste at gasslampene var lite effektive i vind. Varmeeffektiviteten minket drastisk når det var
vind ute, noe som er veldig vanlig i Trondheim.
Krav til et eventuelt nytt produkt var at det skulle være fastmontert, minst like varmegivende
som de eksisterende varmelampene og at varmen ble bedre fordelt utover større område.
Søstrene Karlsen og Bær&Bar hadde oppsatt elektriske IR varmelamper som de mente
fordelte varmen bra, men var ikke like varmegivende som gasslampene.
5

Brukere:
Foretok en spørreundersøkelse på 20 tilfeldige personer som brukte gasslampe. De ble spurt
om deres mening om gasslampene.
De fleste var meget fornøyd meg gasslampene og sa de varmet godt. Men det var noen som
påpekte at varmen kunne bli litt for høy hvis de satt for nærme og avtok fort bare du flyttet
deg litt. Men for alle spurte, var varmelamper et stort pluss og kunne være avgjørende om de
satt seg ned eller ikke. Fem stykker påpekte også det at varmelampene fungerte dårlig når det
blåste.
Produktbeskrivelse
Konseptet er et ”lego”-system der en gradvis kan bygge ut eller tilpasse det til sitt behov.
Større system gir stordriftsfordeler økonomisk. Systemet kan likevel egne seg for
serveringssteder på størrelse ned til et par bord.
Varmelampene veier lite og monteres på vegg eller på etablerte rammeverk for markiser eller
lignende. Ved å skråstille varmelampene på veggen vil strålene treffe hele overkroppen, mens
for eksempel en lampe plassert rett over et bord treffer kun hode og skuldre. Montering av
varmelamper slik at strålingen treffer fra to sider vil være den absolutt beste løsningen, da
dette gir den beste varmevirkningen.
Varmelampene kan fjernstyres og detaljstyres ved elektrisk bryter. Det vil si at en kan velge
hvilke lamper en til en hver tid vil ha i bruk. Lampene har kun ett nivå når de står på og
effekten er derfor enten full eller null. Effekten er direkte varme der strålingen treffer.
Fastmontering av varmelampene gjør driften enkel. En trekker opp gasslanger til alle lampene
fra et punkt. På denne måten sentraliserer en stedet for gasskildene. For mindre systemer bør
en sannsynligvis fortsatt basere seg på propanflasker, mens for større systemer kan en tenke
seg tank. Uansett kan gasskilden praktisk og visuelt fjernes fra serveringsområdet.
6

Systemet er driftssikkert når det er montert. Skulle gnisten slukke, stenger lampen automatisk
gasstilførselen [2]. Alle lamper, slanger og tilbehør fastmonteres. Under drift er det kun
direkte kontakt med elektriske veggbrytere og gasskilden. Arbeidet med montering og jevnlig
ettersyn av systemet kan settes bort.
Utvikling av konseptet
Systemet har ingen hindringer for at flere serveringssteder sammen kan velge gassdrevne IRvarmeovner.
Dette fordrer kun måling av gassforbruk ulike steder i systemet.
Hvis byen (Trondheim i dette tilfellet) ved en senere anledning får gasstilførsel i en annen
skala enn per i dag (les: Det blir lagt et gassrør fra Tjeldbergodden) vil en kunne få endringer i
pris og tilgang på gass. Dette vil ha betydning for aktualiteten i gassløsninger i hele
Trondheim.
I enda større skala kan det nevnes at Nye Viking Stadion har IR-varme [1.2].
7

Diskusjon
I forhold til tradisjonelle gasslampene som benyttes i dag, er IR- gasslampen mye mer
effektiv. Med hensyn på varme, varmer en IR-gasslampe minst like bra og det vil ikke være
spillvarme. Varmestrålene fordeles likt over et større område i motsetning til stående
terrassevarmere som sender meste varmen rett under og avtar fort utover i radiusen. Slik kan
du stille IR- lampen rett mot ønsket sted uten at den er rett over deg. Dette er en fordel både
til privatbruk og for steder med uteservering.
Tradisjonelle stående gasslamper står som oftest på maks varme for å varme rundt seg. Fordi
IR- gasslampene ikke har varmesvinn og varmer sentrert der den lyser vil det ikke være
nødvendig å varme på like høy effektivitet for å dekke samme behov. En annen fordel med
dette produktet er at det er fastmontert, og mye mindre enn de tradisjonelle stående
terrassevarmere. I kraftig vind vil ikke IR-lampen velte i motsetning til den stående.
Terrassevarmere er på den annen side fleksibel da den lett kan flyttes på. Med tanke på at IRlampen
er liten, kan den med riktig design bli fin møbel eller nærmere usynlig i omgivelsene,
og frigjøre mye plass.
Ettersom startfunksjonen er elektrisk vil IR- lampen kunne startes med brytere inne. For et
sted med ute- servering vil dette være gunstig ettersom de kan styre innenfra lampene som
varmer opp der kundene setter seg ned. Ved stående terrassevarmere må de startes mekanisk
på stedet, og starteren blir veldig fort defekt i følge de spurte kaféeierne. Det elektriske
systemet vil også være utsatt for slitasje og ødeleggelse, men anser dette som mindre
sannsynlig. Med hensyn på det sikkerhetsmessige aspektet er det en fordel at gasstilførselen
til lampene stenger hvis gassflammen slukker.
Standard tilkobling for propan gjør produktet et godt alternativ til dagens terrassevarmere,
også for det private markedet. Vårt produkt gjør det enklere å skjule propanflasker, noe som
kan veie tungt hos en privat bruker. Ved oppkobling av flere enheter mot en stor propantank,
vil det forenkle utskiftingen av propan. Et sted med uteservering vil servitørene slippe å bytte
propan, som i stedet vil bli direkte påfylt av biler. Selv om installasjonskostnadene vil være
relativt høyere, vil det være lønnsomt med hensyn på at gassen ikke trenger å lagres i
beholdere før de selges, og tid spares.
8

Konklusjon
De fleste utsteder benytter tradisjonelle terrassevarmere fyrt på gass til tross for at de ikke er
helt tilfredse med funksjonaliteten. Stående varmelamper har ulemper når det gjelder bytte av
gassflasker, tenningsmekanismen og dårlig varmefordeling spesielt ved mye vind.
Gjennom oppgaven pekes det på at IR-varme er et godt alternativ til tradisjonelle
terrassevarmere. IR-lamper har egenskaper som flere eiere har etterlyst hos varmelampene
sine. Ved fast montering unngår en at lampene tar plass på bakken eller blåser over ende. IRlampene
er mindre og gir mulighet for bedre integrering visuelt. Et slangesystem sentraliserer
plassering av gasskilden og en trenger ikke flytte tunge propanflasker til stadighet.
Fjernstyring av lampene gir høy fleksibilitet i bruken av lampene.
Ved å bruke IR-lamper i stedet for tradisjonell terrassevarmer vil en redusere gassforbruk og
spare arbeid med driften av lampene.
9

Kilder
1. http://www.rodvelt.no/
1.1 http://www.rodvelt.no/IRteknisk.htm
1.2 http://www.rodvelt.no/Terrassevare_og_utelys.htm
2 Teknisk beskrivelse av IR-ovner, fått på mail fra Rodvelt AS
3 http://www.theheater.com/no/
3.1 http://www.theheater.com/no/funktion.html
4 http://www.futur.no/
4.1 Telefonsamtale med ansatte hos Futur AS.
4.2 http://content.optimapublish.com/vedlegg_nedlasting.asp?
fid=749&vid=685695&cid=ynTmW&level2=692430 (pdf om terrassevarmere)
4.3 http://content.optimapublish.com/vedlegg_nedlasting.asp?
fid=749&vid=691310&cid=ndIyc&Level3=692805 (pdf om strålevarmere)
10

Vedlegg
1. Forretningsplan
11

Vedlegg 1
Forretningsplan
for
Heat & Comfort
1

Vedlegg 1
1 Visjon
Heat & Comfort skal i løpet av 2 år være Norges ledende leverandør av varmelamper
til utendørs oppvarming
2 Sammendrag
Etter røykeloven ble innført har et nytt stort marked åpnet seg. De aller fleste
utesteder kafeer og restauranter tilbyr i dag kundene å kunne sitte ute. Men dette
stiller krav til varmeanleggene, og disse er ikke alltid tilfredsstillende. Vårt produkt
skreddersyes etter kundens ønsker og behov. Vi tilbyr effektive og energibesparende
varmelamper. Kjøp av vårt produkt vil i hovedsak føre til to ting: lavere
energikostnader og høyere inntekter gjennom mer fornøyde kunder. Dagens
terrassevarmere bruker ”gammel” teknologi. Mens våre varmelamper benytter seg av
infrarød varming, som er 40% mer effektiv enn konvensjonell oppvarming. Vi ser
store muligheter for økonomisk gevinst, da dagens leverandører tilbyr lamper med
kort levetid og som er dyre i drift. Vårt produkt vil koste noe mer å installere, men vil
til gjengjeld ha mye lengere levetid, kreve mindre tilsyn, ta mindre plass og være
atskillig mer effektivt.
3 Kilder til informasjon
Gruppen har bidratt til utarbeidelsen. I tillegg har Johannes Sigurdjonsson og Jon
Steinar Gudmundson kommet med innspill og hjelp til teknisk beskrivelse.
4 Forretningsidè
”Heat & Comfort skal levere komplette varmesystemer som tilfredsstiller både
kundens og brukers høye krav til trivsel og effektivitet.”
Idèen går ut på å presentere en varmelampe til utesteder som er mer effektiv og
lettere å håndtere enn de lampene som er tilgjengelig på markedet nå. En
markedsundersøkelse viser at mange utesteder er misfornøyd med tingenes tilstand,
og er interessert i lamper med lengre levetid, lamper som er lettere å håndtere, samt
lamper som bruker mindre gass. Et annet problem er at de nåværende lampene
gjerne tar mye plass.
2

Vedlegg 1
5 Markedet
Varmelampen er der for å at kunder ved utesteder og kafèer skal ha en mulighet til å
oppholde seg ute uansett årstid. Disse skal holde temperaturen på et slikt nivå at folk
skal kunne sette seg ned for å drikke og spise også ute. I tillegg er det aktuelt på
røykeplassene til utesteder. Kundene er derfor primært utesteder og
serveringssteder som har et uteområde der det trengs oppvarming. Et annet mulig
marked er private hjem, hvor vårt produkt er et godt alternativ til dagens
terrassevarmere. Det er et meget stort potensiale i antall kunder hvis produktet viser
seg å være tilfredstillende i den forstand at det når målene om å være mer effektivt
og lett å håndtere. Markedsundersøkelsen viser at kundene er villig til å betale for et
nytt og bedre system. Alt tyder på at de fleste er misfornøyd med både varighet og
utgifter til de systemene de har i dag. Det er allerede hvertfall en stor aktør i Norge
som leverer flere typer lamper. Det være seg gassbrennere og IR-lamper. Men
problemet er at de har kort levetid og er dyre i drift. Markedet er derfor åpent for
lamper med bedre standard og teknologi. De fleste kundene sier at de mer enn
gjerne investerer i et dyrere anlegg hvis det viser seg at det vil lønne seg over tid.
6 Produktet
Produktet tilfredsstiller både kundens og brukerens behov. Kunden slipper å tenke på
at det skal gå tomt for propan. Systemet åpner også for bedre plass ved
serveringsstedene, og dermed plass til flere betalende kunder. Det frigjør også
arbeidskraft ved serveringsstedet. I tillegg har det større driftssikkerhet og det er 40%
mer energi effektivt enn konvensjonell oppvarming. For videre å redusere utgiftene til
gass deler vi inn utearealet i soner. Varmen i de forskjellige sonene kan skrues av og
på etter behov. Dette forhindrer unødig bruk av gass.
Vi kommer til å skreddersy løsninger til kunder hvor vi tar hensyn til kundemasse,
geografisk plassering, areal på uteservering og eventuelt andre behov kunden skulle
ha. Pakken vil bestå av x antall IR-lamper komplett med slangesystem, en stor
propan beholder og et kontrollpanel.
PRISER
Vi tror dette systemet har muligheten til å revolusjonere uteserveringskonseptet.
Uansett værforhold vil brukeren holde seg fornøyd og varm. Bruken av vårt system
muliggjør uteservering året rundt selv om klimaet ikke skulle tilsi dette. En ulempe
kan være høy investeringskostnad.
3

Vedlegg 1
7 Konkurrenter
Det finnes en stor aktør på det norske markedet fra før, i tillegg er det noen andre
som har små markedsandeler. Ofte har de små aktørene markedsandeler lokalt.
Spesielt den store aktøren Futur, tidligere Primus, er godt etablert og har en sterk
økonomi. De er Norges største leverandør av gassbrennere til utesteder. En mulig
reaksjon er at de senker prisene på sine gassbrennere i et forsøk på å utkonkurrere
oss. Men etter at røykeloven ble innført har det vært et drastisk fall i prisene på
dagens gassbrennere, så det er begrenset hvor mye de kan senke prisene uten å
selge med tap. Ingen av våre konkurrenter tilbyr skreddersydde løsninger til sine
kunder. Dette mener vi er en klar svakhet.
8 Organisasjon
Vi er 4 studenter fra NTNU som i faget Naturgass, TPG4140, har fått i oppgave å
skrive en gründeroppgave om oppvarming av uteareal. Espen Torp, Tor Sigurd
Brønn, Einar Tommelstad og Kristoffer Laskemoen studerer alle Energi&Miljø ved
fakultet for informasjonsteknologi, matematikk og elekronikk på tredje året.
Vi ser for oss at vi tar på oss alt av arbeidsoppgaver i oppstartningsfasen selv. Etter
hvert som vi vokser vil vi se på mulighetene for å ansette selgerteam i flere store
norske byer. Vi vil kontinuerlig se på muligheten til å forbedre produktet vi selger. Og
kan ansette personer til utvikling av teknologi og nye idéer.
Selve bedriften vil være organisert slik at alle gründerne står likestilt med delt ansvar.
9 Forenklet budsjett
For å oppnå ønsket kapital i oppstartsfasen startes et aksjeselskap hvor Espen Torp,
Tor Sigurd Brønn, Einar Tommelstad og Kristoffer Laskemoen kjøper en femtedel av
aksjene. 250 000 aksjer til en verdi av 1 kr stk. I tillegg søker vi etter venture
investorer som er villig til å investere kr 200 000. Med dette blir startkapitalen
250 000 kr. Denne summen vil dekke kostnader til nødvendig markedsføring,
jobbreiser og kontorrekvisita de første månedene.
Bortsett fra lønn til ansatte vil alt av fortjeneste og utbytte investeres videre for å
bidra til vekst i selskapet. Etter 2 år så vil utbetaling av utbytte bli mulig, og vi vil
revurdere eierskapet i bedriften med tanke på tilbakekjøp av aksjer.
4