Miljøprojekt, 1073/2006 – Sammenligning af energiforbruget til køling i supermarkeder med transkritisk CO<sub>2</sub> og kaskade system

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

5 Analyse af resultaterne

5.1 Køl
5.2 Frost
5.3 Sammenligning af måleresultaterne med andre kilder

I dette afsnit vil de indsamlede data blive analyseret, og anlægstyperne vil blive sammenlignet på basis af de behandlede data fra afsnit 4.

5.1 Køl

I afsnit 2 og 4 er der behandlet data for de forskellige anlæg, som i dette afsnit knyttes sammen og sammenlignes.

Figur 13

Figur 13: COP for køl for de tre anlæg

Det ses, at COP for CO₂ Costan-anlægget er lavere end propananlægget ved høje omgivelsestemperaturer. Ved omkring 25 °C skifter dette imidlertid. Da antallet af timer med temperaturer over 25 °C kun udgør ca. 50 timer årligt, bliver den lave COP for CO₂ Costan-anlægget ikke vægtet særlig højt i den årlige middel COP.

I Figur 13 oven for, fremgår det, at data fra laboratorietest af transkritisk system viser COP i samme størrelsesorden som de målte data på Costan CO₂- anlægget.

Det er valgt at benytte et propananlæg, der kører med konstant kondenseringstryk på 30 °C. I perioder med højere temperaturer vil anlægget øge kondenseringstrykket. Dette system er valgt, da det er repræsentativt for de anlæg, der kører i Danmark på nuværende tidspunkt. Der er i øjeblikket ikke styringer og ventiler på markedet, der kan håndtere flydende kondenseringstryk. Hvis det var muligt at montere styring og ekspansionsventiler, der kørte med variabelt kondenseringstryk, ville energiforbruget på propananlægget være væsentlig lavere.

5.2 Frost

Figur 14

Figur 14: COP for frost for de to anlægstyper

Af tabellen og grafen oven for ses, at COP for Costan CO₂-anlægget har et dyk i intervallerne 32,5 – 30 °C og 30 – 27,5 °C. Dette kan skyldes to ting.

Det er netop i dette område højtryksreguleringen begynder at virke. Hvis denne regulering er indstillet forkert, vil den i dette område køre med for lavt tryk, hvilket vil betyde en betragtelig lavere COP.

Der kan også være tale om en fejl i temperaturmålingen. Hvis føleren har en fejlvisning på 1 K, har det netop i dette område store konsekvenser for COP.

Figur 15

Figur 15: To kredsprocesser indtegnet i log P-h diagram med 1 K fejlvisning af temperaturen ud af gaskøleren

På figuren oven for ses det, at en fejlvisning i temperatur på 1 K giver en reduktion i COP på ca. 50 %. Grunden hertil er, at isothermerne omkring det kritiske punkt er tæt på vandret, hvilket giver anledning til denne store fejl.

I de andre temperaturområder vil konsekvenserne af en sådan fejl være langt mindre end i området omkring det kritiske punkt, og det vil derfor ikke slå igennem på samme måde.

Der er i beregningerne ikke korrigeret for dette på nogen måde, da det ikke er muligt at sige, om det er et styringsproblem eller en fejlmåling, og i givet fald hvor stor den vil være. Hvis det er en fejlmåling, vil det være en relativ let sag at korrigere for den, men hvis det er tale om en fejl i styringen, vil det være en langt mere kompliceret.

Det vurderes desuden, at fejlen ikke har den store indflydelse på det samlede resultat, da der er tale om henholdsvis 11,6 % af tiden i forsøgsperioden og 8,6 % af tiden på årsbasis. Det vurderes, at det muligvis vil kunne have en indflydelse på 1-2 % på de beregnede COP-værdier.

5.3 Sammenligning af måleresultaterne med andre kilder

Som sammenligningsgrundlag er valgt HJH Knudsens rapport "Sammenligning af energiforbrug til køling i supermarkeder" /1/, som også er blevet støttet af Miljøstyrelsen. Dette arbejde tager udgangspunkt i 4 supermarkeder, 2 med konventionel R404a teknologi og 2 med R404a/CO₂. Konklusionen på denne rapport er, at energiforbruget for de to anlægstyper er sammenligneligt, men at CO₂-pumpen optager 10 % af det samlede energiforbrug for R404a / CO₂-anlægget. Dette resultat stemmer godt overens med de resultater, der er målt i vores laboratorium.

De målte COP-værdier er i dette tilfælde væsentlig højere, end det der fremgår af HJH Knudsens rapport. Denne afvigelse på ca. 30 % vurderes hovedsagligt at stamme fra to kilder. HJH Knudsen anvender energiforbrug, hvor der medtages en del forskelligt hjælpeudstyr som f.eks. kantvarme, afrimning og styring, samt at der ikke er anvendt en belastningsprofil ved målingerne i laboratoriet. Det vurderes, at specielt kantvarmen og belastningsprofilet kan give anledning til denne forskydning, hvorfor det ikke er muligt at lave en direkte sammenligning mellem talværdierne, men det vil stadigt være muligt at vurdere anlægstyperne op mod hinanden.