|
| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |
VPC-anlæg - Naturlige kølemidler i mindre supermarkeder
6 Komponenter til R1270
6.1 Generelt
Ingen af kulbrinterne, der er tilgængelige i kølemiddel kvalitet, er korrosive overfor de materialer, der normalt anvendes til de syntetiske kølemidler. Der kan derfor ofte anvendes de
samme komponenter.
Når dette ikke altid i praksis kan lade sig gøre, skyldes det oftest, at producenten ikke tillader brug sammen et brændbart kølemiddel. I andre tilfælde kan det skyldes, at de anvendte
tætningsmaterialer ikke er kompatible med kulbrinter.
Ved at udarbejde en risikoanalyse for de komponenter, for hvilke der ikke foreligger tilladelse fra producenten til anvendelse med kulbrinter, kan det underbygges, at komponenten i det
aktuelle anlæg er forsvarlig at bruge.
Man skal dog være opmærksom på, at producenten af den enhed hvori komponenten indgår, dermed pådrager sig et ansvar og skal undersøge, om dette medfører uafklarede
forsikringsforhold.
I det følgende gennemgås de vigtigste komponenter.
6.2 Kompressorer
Mange fabrikater af kompressorer kan teknisk set bruges til brændbare kølemidler. Der igennem årene udført flere anlæg især i Sverige. Det er ikke ualmindeligt her at se, eksempelvis
Copeland kompressorer, der kører i almindelig drift i en supermarkedsinstallation.
Brændbare kølemidler er imidlertid ikke populære blandt kompressorproducenterne. Sammenslutningen af kompressorfabrikanter ASERCOM har udstedt en generel anbefaling til sine
medlemmer om ikke at tillade brug af brændbare kølemidler i deres kompressorer, hvis fyldningen er større end 150 g.
Bitzer har været en undtagelse, og også Embraco har åbnet for større fyldningsstørrelser, hvis sikkerhedsforholdene var godkendt af kvalificeret tredjepart. Embraco's kompressorer er
imidlertid ikke egnet til dette projekt, da de er for små.
Frascold har været brugt på det danske marked i flere år, og fabrikanten var ved projektets start villige til at tillade anvendelse af deres kompressorer til brændbare kølemidler. Frascold
fremstiller en komplet serie af semihermetiske kompressorer, der mere end rigeligt dækker behovet for dette projekt.
Ved projektet start var det et håb at en producent af scrollkompressorer også ville være med. Scrollkompressorerne er fuldhermetiske og har et fordelagtigt forhold mellem pris og
ydelse. Det har imidlertid ikke været muligt at finde vestlig producent, der ville deltage.
Det er derimod lykkedes at finde en asiatisk producent af enfasede scroll kompressorer, der under visse forudsætninger ville levere kompressorer til projektet. Desværre viste det sig i
vores test, at kompressorerne ikke var egnet til formålet, da de arbejder i kanten af deres indsatsområde.
Det forventes, at der vil ske en opblødning af holdningen til de brændbare kølemidler i takt med at antallet af installationer stiger, og at der hermed opnås flere praktiske erfaringer.
Denne proces forventes at blive forstærket i det omfang, at flere europæiske regeringer indfører skat på eller restriktioner for anvendelsen af de syntetiske kølemidler.
6.3 Kompressorolie
Både ester- og mineralolier kan anvendes sammen med brændbare kølemidler.
Mineralolier har været anvendt sammen med de klorerede kølemidler (CFC, HCFC), siden de blev introduceret på markedet.
En del af mineraloliernes gode smøreegenskaber skyldes tilstedeværelsen af klor i kølemidlet. Da de brændbare kølemidler ikke indeholder klor, vil smøreevnen derfor være nedsat.
Når det alligevel undertiden anbefales at bruge mineralolie, skyldes det, at esterolierne har en meget stor affinitet til de brændbare kølemidler, og det stort set ikke er praktisk muligt at
varme kølemidlet ud af olien. Dette gælder særlig for R1270.
I det konkrete projekt er kølemiddelmængden imidlertid så lille i forhold til oliefyldningen, at oliefortyndingen ved stilstand forventes at være på et tilladeligt niveau.
Det anses normalt for tilstrækkeligt at anvende en viskositet på 32 sammen med de syntetiske kølemidler. Der kan vælges at anvende en esterolie med viskositet på 68, hvor den højere
viskositet kompenserer for den højere opblanding af kølemiddel i olien.
6.4 Pladevekslere
Pladevekslere af de fleste fabrikater kan anvendes til både CO2 og brændbare kølemidler og leveres i dag med de nødvendige godkendelser. I projektet er valgt pladevekslere af
fabrikatet GEA, da disse fås færdigisolerede med hårdt skum.
6.5 Sugegasvarmevekslere
Disse vekslere er nødvendige for sikre en tilstrækkelig overhedning af sugegassen til kompressoren. På grund af pladshensyn i modulet, og da det ønskes at dræne kondensatet direkte
fra kondensatoren ned i sugegasvarmeveksleren, er der valgt at anvende traditionelle sugegasvekslere af typen rør i rør i stedet for pladevekslere, selvom disse er mere effektive.
Effektiviteten af sugegasvarmeveksleren har kun i meget begrænset omfang direkte indflydelse på anlæggets effektivitet. Den væsentligste funktion er at sikre, at der ikke bliver revet
væskedråber fra fordamperen med tilbage til kompressoren. Dette er særlig vigtigt, fordi sugerøret er meget kort.
Når væskedråber kommer tilbage til kompressoren, fortynder de olien og forhindrer, at kompressoren opnår tilstrækkeligt høj driftstemperatur, samt nedsætter kompressorens
volumetriske ydeevne.
En anden væsentlig funktion af sugegasvarmeveksleren er, at den sikrer at væsken er tilstrækkelig underkølet ved indløbet til termoventilen.
Der er valgt sugegasvekslere af fabrikatet KMP Virginia. Danfoss HE vekslere er mere effektive, men er ikke frigivet til brændbare kølemidler. De er dog anvendt i nogle af
testopstillingerne.
6.6 Magnetventil
Der er i testopstillingerne ikke anvendt magnetventil foran ekspansionsventilen. Dette giver et simplere og dermed et billigere anlæg.
Ulempen er, at al kølemidlet kan lægge sig i olien under stilstand. Ved at anvende magnetventil kan kølemiddelvandringen til kompressoren i nogen grad begrænses. I hvilket omfang er
ikke undersøgt.
Det er dog ikke sandsynligt, at der vil være den store forskel under kortere stilstandsperioder under drift (regulering), da målinger viser, at i disse perioder er termoventilen lukket på
grund af negativ overhedning. Det vil sige, at sugerøret og dermed bulben (ventilens føler) er koldere end det tilsvarende mætningstryk i sugerøret.
6.7 Ekspansionsventiler
Den simpleste form for drøvleorgan, kapillarrøret, som anvendes på køleskabe, giver ikke et tilstrækkeligt stort reguleringsområde. Det er derfor nødvendigt at anvende en egentlig
ekspansionsventil.
Der er følgende muligheder:
- Automatisk ekspansionsventil
- Termostatisk ekspansionsventil
- Elektronisk ekspansionsventil
6.7.1 Automatisk ekspansionsventil
Denne ventiltype regulerer kun efter trykket på tilgangen til fordamperen. Ved faldende tryk i fordamperen vil den åbne, og omvendt ved stigende tryk vil den lukke.
Hvis temperaturen på fordamperens sekundær side er konstant og dermed at ændringerne i temperaturforskellen mellem primær og sekundær side er små, vil reguleringen være
tilfredsstillende.
Ulempen er, at overhedningen ved udgangen af fordamperen vil svinge afhængig af fordamperbelastningen og dermed temperaturen på mediet, der afkøles i fordamperen.
Fordamperen skal derfor have en vis overstørrelse for at forhindre gennemløb af kølemiddelvæske. I anlæg med lille kølemiddelfyldning og sugegasvarmeveksler vil risikoen for
væskegennemløb til kompressoren dog være lille.
Fordelen er, at ventilen vil reagere hensigtsmæssigt, når kondenseringstemperaturen falder; fordampningstemperaturen vil falde en smule, hvilket kompenserer for den højere ydelse på
kompressoren.
Det vil derfor være muligt at opnå god driftsøkonomi ved vinterdrift med lave kondenseringstemperaturer.
I dette projekt vil det være for stor en ulempe, at trykket på sekundærsiden ikke kan reguleres uafhængigt af indstillingen af den automatiske ekspansionsventil, hvilket betyder at den
ikke kan anvendes her.
6.7.2 Termostatisk ekspansionsventil
Der har været termostatiske ekspansionsventiler på markedet til brændbare kølemidler i flere år af fabrikatet Honeywell Flica.
På grund af ventilernes konstruktion med absorbtionsfyldning i følerelementet har udbudet af standard ventiler kunne anvendes.
Da der ikke forelå andre ventiler ved projektets start, har vi anvendt disse.
6.7.3 Elektronisk ekspansionsventil
De elektroniske ventiler, der er egnede til brug med pladevekslere og brændbare kølemidler, er er temmelig kostbare.
Indtil der bliver udviklet eller frigivet billigere ventiler, der er egnede til opgaven, vurderes det, at pengene er bedre brugt på andre dele af anlægget.
6.8 Pressostater
I princippet kan alle pressostater anvendes til brændbare kølemidler, blot de anvendes med en egensikker kreds over kontaktsættet, således at gnistdannelse over kontakterne undgås.
Pressostater, som er helt lukkede med kapsling IP65, de såkaldte patronpressostater, har dog den fordel, at de har et meget lille indre volumen.
I de meget sjældne tilfælde, hvor bælgen eller membranen, der påvirker kontaktsættet, går i stykker, skal der kun en meget lille mængde kølemiddel til, før at koncentrationen er højere
end den øverste eksplosionsgrænse [2].
Det vil være mest sandsynligt, at højtrykspressostaten vil udvise denne fejl, da den arbejder under det højeste tryk. Da det kun er meget kort tid, at der vil være en antændelig blanding
tilstede, vil chancen for, at pressostaten netop i dette tidsrum vil aktiveres og bryde styrespændingen, være meget lille.
Det vil give den højeste driftssikkerhed, hvis pressostaterne udelukkende bruges til at sikre, at kompressoren og kølekredsløbets arbejder indenfor det dimensionerede trykområde, da
antallet af aktiveringer af pressostaten så kun vil ske under ekstreme og dermed sjældne tilfælde.
Det skal derfor sikres ved valg af reguleringsudstyr, at dette dækker alle normalt forekommende driftssituationer. Det vil sige alle driftsbetingede start og stop af kompressoren.
Da kølemiddelfyldningen er under 1 kg er der ikke krav om at pressostaten skal være af typen med dobbelt bælg.
Fodnoter
[2] Den øverste eksplosionsgrænse for R1270 er 174 g/m3 eller 10,1 volumenprocent i luft.
| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |
Version 1.0 September 2004, © Miljøstyrelsen.
|