Sammenligning af energiforbruget til køling i supermarkeder med transkritisk CO2 og kaskade system

2 Databehandling - laboratorietest

I det efterfølgende afsnit vil måleresultaterne for de to anlægstyper i testen blive analyseret.

2.1 Transkritisk anlæg

Der er kørt test med forskellige temperaturer ud af gaskøleren fra 10 °C til 35 °C. Da kompressorens kapacitet ikke styres efter et konstant sugetryk, kan der forekomme variationer i sugetrykket. Dette er der kompenseret for ved at beregne kompressorens isentropvirkningsgrad ved det målte sugetryk og derefter beregne kompressorens effektoptag ved det nominelle sugetryk. Den beregnede COP er sammenlignet med en teoretisk COP, baseret på modelberegninger. Da kompressorens effektivitet varierer med sugetrykket, vil dette give en mulig fejl. Det vurderes dog, at denne fejl er af lille betydning.

Figur 8

Figur 8: COP for transkritisk anlæg baseret på målinger samt modelberegninger

Ved 10°C ud af gaskøleren er den målte COP væsentlig mindre end den teoretiske. Dette kan forklares med, at de interne tryktab i kompressorens ventiler begynder at spille en større rolle.

2.2 Kaskadeanlæg

Anlægget er testet ved de i afsnit 1.4 nævnte konditioner. Som fordamper på køl- og på frostkredsene er anvendt pladevekslere, hvor der veksles til en brine. Der måles flow og temperaturdifferens på begge brinekredse, hvorefter ydelsen på de to kredse kan beregnes efter følgende formel:

Formel

Desuden måles optagen effekt til kompressorer og kølemiddelpumpe, hvorefter COP kan beregnes efter følgende formel:

Formel

Da en del af køleydelsen går til køling og kondensering af trykgassen fra CO2- kompressoren, kan der regnes en samlet frost COP efter følgende formel:

Formel

Resultaterne af de kørte laboratorietest er som følger:

COPkøl 3,37
COPfrost 5,65
COPfrost. total 1,90


Resultaterne for COPkøl varierer en del under de udførte test, hvilket kan henføres til svingninger i kondenserings- og fordampningstemperatur som følge af trinkobling. Desuden spiller andelen af belastning på køl også ind, da den varme trykgas fra CO2-kompressoren hjælper med at lave overhedning til propanveksleren, hvilket bevirker, at der er mulighed for at hæve fordampningstemperaturen. De opgivne værdier er middelværdier.

2.3 Analyse af laboratoriedata

Resultaterne fra de to foregående afsnit er ikke umiddelbart sammenlignelige, da COP for de to anlægstyper i de enkelte driftspunkter ikke nødvendigvis fortæller ret meget om, hvordan energiforbruget vil være for de to anlægstyper, hvis man ser det i løbet af et helt år.

I dette afsnit vil de målte data blive anvendt til at beregne en middel COP. Der vil blive taget udgangspunkt i følgende data fra afsnit 1.4 dog med enkelte tilføjelser. Kondenseringstemperaturen for propananlægget vil blive holdt 10K over omgivelsestemperaturen dog minimum 30 °C. For det transkritiske anlæg vil kondenseringstemperaturen på 10K over omgivelsestemperaturen dog minimum være 10 °C. Ved transkritisk drift (omgivelsestemperaturer over 27 °C) vil der blive kørt med en temperaturdifferens mellem luft og gaskølerens afgang på 4,7K jf. afsnit 1.3.

For at beregne den årlige middel COP inddeles standardåret i temperaturintervaller, og der laves et vægtet middel.

    Kaskadesystem Transkritisk system
Temperatur- interval Timetal Kond.
temp
COP
Køl
COP
Frost
Temp.
GK ud
COP
Køl
COP
Frost
32,5 - 27,5 °C 14 40 °C 2,30 5,65 35°C 1,76 5,65
27,5 - 22,5 °C 136 35 °C 2,79 5,65 30 °C 2,26 5,65
22,5 - 17,5 °C 615 30 °C 3,37 5,65 30 °C 2,62 5,65
17,5 - 12,5 °C 1775 30 °C 3,37 5,65 25 °C 3,03 5,65
12,5 - 7,5 °C 1895 30 °C 3,37 5,65 20 °C 4,02 5,65
<7,5 °C 4325 30 °C 3,37 5,65 15 °C 3,76 5,65
       
Vægtet middel 8760 - 3,35 5,65 - 3,56 5,65

Eksempel:

Supermarked med 30 % af den samlede ydelse på frost og den resterende del på køl. Den årlige gennemsnitlige COP for denne anlægstype kan beregnes på følgende måde:

Transkritisk system:

Formel

Kaskadesystem:

Formel

Figur 9

Figur 9: Samlet COP for kaskadeanlæg og for transkritisk anlæg som funktion af frostandelen

 



Version 1.0 Februar 2006, © Miljøstyrelsen.