| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Teknisk udvikling af chiller med CO2 som kølemiddel

7 Opstilling og måling

• 7.1 Anlægstype
• 7.2 Specifikationer for compFORT ALK 4-107
• 7.3 Anlægsopstilling
• 7.4 Måledata for chiller
• 7.5 Måledata for termosifon

7.1 Anlægstype

På baggrund af laboratoriemålingerne på prototypen er bygget et 1. generationsanlæg, der er opstillet hos kunde og i dag er i drift. Anlægget er af typen compFORT 4-107 for indendørsopstilling med luftkølet og udendørsopstillet kondensator på tag. Anlægget er udformet med termosifon funktion til frikølig.

Anlægget er forbedret på en række punkter i forhold til prototypen:

• Forbedret design af gaskøler (lavere tryktab og bedre ydelse)
• Optimeret fordamper (oversvømmet shell and tube) og sammenbygget forbedret intern varmeveksler
• Forbedret kompressor mht. lejer og ventiler
• Forbedret system til adiabatisk befugtning (vandret net med vertikal spray nedefra)
• Frikøling med termosifon
• Forbedret styresystem
• Kompakt design til nem opstilling i bygninger

Figur 17: compFORT ALK 10-7, ca. 100 kW

7.2 Specifikationer for compFORT ALK 4-107

Specifikationer for Advansor’s anlæg til field test:

Termisk og ydelses-specifikation:

• Udetemperatur: 32°C
• Fordampertemperatur: 3°C
• Kuldeydelse: 105 kW
• COSP³: ca. 4,5 ved udetemperaturer > 15°C

Kompressorer og anlæg:

• 4 kompressorer, heraf 1 stk stand by, slagvolumen: 42 m³/time
• Indbygget varmelegeme, termistor på motorvindinger, individuel olieniveaustyring på hver kompressor
• Eltilslutning, 400V, 30 A per kompressor
• Inddækning for støjdæmpning
• Sikkerhedsautomatik
• Højtryksolieudskiller, 120 bar designtryk, inkl.
• Udskiftelig oliefilter indsats (0,2 micron) og oliereservoir
• Oversvømmet fordamper, shell and tube
• PLC med betjeningspanel

Vandsiden:

• Sekundært medie: 30% propylenglykol/vand
• Temperatur: 12°C/ 7°C

Kondensator:

• Dimensioner, kondensator: (LxBXH) ca. 3733x2150x1310 mm
• Vægt ca. 610 kg
• Lydtryk: 36 dBA i 10 m
• Antal ventilatorer: 4 stk
• Eltilslutninger: 4x 0,19 kW / 4x 0,37 A
• Frekvensomformer til kondensatorblæser styring
• Gaskøler/kondensator inkl. adiabatisk luftbefugtningsudstyr
• Frikøling med termosifon princip

Figur 18: Geometriske forhold for compFORT ALK 10-7, ca. 100 kW

7.3 Anlægsopstilling

Anlægget er opstillet ved Enervision/SYD ENERGI i Agerskov

Figur 19: Anlægget er opstillet ved Enervision/SYD ENERGI, Agerskov

Figur 20: Anlægget er opstillet under jordniveau ved det gule bygningsafsnit. På taget ses kondensatoren.

Figur 21: Kondensator med adiabatisk befugtersystem. Der anvendes langsomt gående ventilatorer i energiklasse A og dermed opnås også minimal lydbelastning (36 dBA i 10 m). Minimumkondenseringstryk styres til 15°C vha. frekvensregulering af blæserne.

Figur 22: Nærbillede af adiabatisk befugter system. Ved udetemperaturer > 20°C aktiveres vandforsyningen og der forstøves vanddråber op imod det udspændte net. Udeluften nedkøles ved fordampning af vandet og samtidig nedbringes overfladetemperaturen på det sorte tagpap.

Figur 23: Maskinrumsopstilling under færdiggørelse. Der er opsat CO2-alarm på siden af eltavlen. Anlægget er inddækket for dæmpning af maskinstøj. Inddækning reducerer lydtrykket for det uinddækkede anlæg fra 62 dBA tli 42 dBA i 10 m.

Figur 24: Anlægget set fra bagsiden. Trykrør til den kondensatoren ses på billedet sammen med de 2 hovedpumper på anlægget. Pumperne forsyner dels fan-coils på kontorer og down flow units i serverrum med koldt vand.

7.4 Måledata for chiller

Der er gennemført en større måleserie for chilleren i drift for at undersøge forholdene omkring kapacitet og energiforbrug. Alle funktionsmæssige forhold er endvidere afklaret herunder funktion af ventiler, kompressorer, oliesystem og styring.

Minimums kondenseringstemperatur for anlægget ligger på 15°C. Lavere kondenseringstemperatur er ikke opnåelig da et vist diffrenstryk skal opretholdes over højtryksventilen i anlægget. Endvidere falder kompressorens virkningsgrad også en del under lave differenstryk hvorfor det ikke kan svare sig at gå lavere.

Følgende figurer viser anlæggets målte COP ved varierende udetemperaturer og sugetryk (fordampertemperaturer).

Figur 25: Udetemperatur omkring 12°C giver kondenseringstemperaturer omkring 20°C. COP ligger her omkring 5.5.

Figur 26: Udetemperatur omkring 15°C giver kondenseringstemperaturer omkring 23-24°C.

Figur 27: Udetemperatur omkring 28°C giver anlægget transkritisk drift med tryk i gaskøleren på ca. 80 bar og udgående temperaturer af CO2 gassen fra gaskøleren på ca. 31°C. Der er en del spredning på måledata, men gennemsnittet ligger i området 3.1 – 3.2.

Ovenstående måleserier er sammenfattet ved i figuren nedenfor og sammenlignet med værdier fra tabellen i afsnit 6.6.  Ved almindelige luftkonditioneringsopgaver (typisk udeluft >15°C) fremgår at de målte værdi er indenfor det forventede spænd. Desværre ses COP ved lave udetemperaturer i første omgang er overestimeret i forhold til målte data. Dette er skuffende og tilskrives de specifikke semihermetiske kompressorers motorkarakteristik ved lav last, hvor effekttabene er høje i forhold til motorens ydelse og dermed bliver effektiviteten lav.

Imidlertid er anlægget udformet med frikøligstermosifon, som øger effektiviteten ved lave udetemperaturer.

Figuren nedenfor viser sammenfatningen.

Figur 28: Sammenfatning af måledata og sammenligning med teoretiske værdier.

7.5 Måledata for termosifon

Nedenstående figur viser temperaturforhold ved termosifon drift. Ved den pågældende måling var udelfuften mellem 8-10°C og vha. kondensatoren på taget kunne fordampningstrykket holdes på 12°C, dvs. ved en temperaturdifferens på 4K.  Der ekstrapoleres derfor til konklusionen, at ved ca. 0°C ude kan anlægget lave det specificerede temperatursæt 7/12°C som er sædvanligt for klimatisering. Dog vil denne krav specifikation ikke være relevant ved 0°C udeluft, hvorimod kølebehovet kan bestå i køling af f.eks. server-rum, hvor temperatursættet 17/12 °C ofte er specificeret.

Figur 29: Temperaturer for termosifon ved drift ved udetemperaturer på 8-10°C

På figuren nedenfor ses termosifonens ydelse. På det givne anlæg under de givne forhold kan der altså opretholdes 60 kW frikøling ved 8°C ifm serverrumskøling. Det eneste effektforbrug på anlægget hidrører ventilatorerne på kondensatoren. Samlet set opnås en COP mellem 16-18 under termosifondrift.

Figur 30: Ydelse og COP under drift med termosifon.

Det understreges at termosifonen yder mere end 50% af anlæggets specificerede ydelse. Det forventes at frikølingen kan nyttiggøres ca 3500-4000 timer pr år, hvorved den besparede eleffekt bliver 60 kW x (1/6 + 1/18) x 3500 timer = 23.333 kWh/år.

[3] Coefficent of Seasonal Performance: Årlig beregnet COP ved timebaseret temperaturer (DRY data, København)

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 April 2009, © Miljøstyrelsen.