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

Reefer container unit med CO2

1. Resumé og konklusion

1.1 Resumé
1.2  Konklusion

1.1 Resumé

Projektet startede primo december 1999. Efter udarbejdelse af et oplæg til systemløsning, hvor vi valgte et princip med lavtryksreceiver, som er udarbejdet og patenteret af professor Gustav Lorenzen, NTH, blev alle nødvendige indkøb af komponenter foretaget.

Det viste sig imidlertid hurtigt, at danske virksomheder hverken teknisk eller økonomisk så sig i stand til at producere de nødvendige fordampere, gaskølere m.v., hvorfor projektledelsen så sig nødsaget til at finde en anden leverandør.

Valget af leverandør til varmevekslerne faldt på en italiensk virksomhed, som i forvejen er leverandør af varmevekslere til container reefer units. Der blev foretaget sprængningsforsøg med forskellige rørtyper, og valget faldt til sidst på et 3/8" rør med 0,7 mm godstykkelse, der havde et sprængningstryk på ca. 290 bar.

Den italienske virksomhed udviklede det nødvendige værktøj til fremstilling af emnerne, og varmeveksleren blev leveret ultimo maj 2000 mod oprindeligt planlagt ultimo februar 2000.

Anlægget blev nu sammenbygget og var klar til opstart ultimo juni 2000. Et ret hurtigt havari med kompressoren, muligvis på grund af væske (olieslag), førte til, at forsøgene først kunne genoptages ultimo juli 2000. Anlægget blev nu kørt med overkritisk tryk, og en komplet forsøgsrække blev gennemført. Olietilbageføringen var under hele forsøgsrækken et problem, og det blev efterhånden klart, at systemet ikke var driftssikkert. Efter en ombygning af forsøgsanlægget, hvor lavtryksreceiveren blev forstørret, blev det muligt at køre anlægget underkritisk. Der var dog stadigvæk evigt tilbagevendende problemer med olietilbageførslen og kølemiddelmængden på lavtrykssiden.

En knækket tap på krumtappen, der driver kompressorens oliepumpe, resulterede i et endeligt havari med kompressoren. Efter endnu en ombygning til et system med åben mellemkøler og en ny kompressor, blev der nu gennemført en måleserie med underkritisk tryk. Kort inde i den sidste forsøgskørsel fordobledes effektforbruget pludseligt, og kompressormotoren brændte af. Der undersøges i øjeblikket, hvad der kan være årsagen. Der foreligger på nuværende tidspunkt ingen oplysninger om årsagen. Teknologisk Institut havde indgået en aftale med kompressorleverandørerne om ikke at åbne kompressoren og kan derfor ikke udtale sig om årsagen.

1.2 Konklusion

Med udgangspunkt i ansøgningen til Miljøstyrelsen, som angiver flg.:
"Formålet er at udvikle en kølecontainer, der benytter et kølemiddel, som hverken nedbryder ozonlaget eller bidrager til drivhuseffekten. Der benyttes et naturligt kølemiddel: CO2.

Der skal udvikles et koncept og fremstilles en prototype, som testes og indkøres i laboratorium. Herefter fremstilles en kølecontainer, som testes i felten.

Hovedmålsætningen er at vise, at det er muligt at producere en køleunit, som i sammenligning med de kølecontainer units, der i dag (1998 udgangspunkt) markedsføres:
som benytter et naturligt kølemiddel (CO2)
som forbruger 30% mindre energi
som er væsentligt billigere
som vejer mindre
som er lettere at servicere og vedligeholde

Disse mål er ikke opfyldt i fuldt omfang af flg. årsager:

a. Det er sandsynliggjort, hvordan en kølekreds og instrumentering skal sammensættes ved et funktionsmuligt CO2 aggregat.
    
b. Man kan godt sammenligne energiforbruget i et anlæg med udgangspunkt i "state-of-the-art" i 1998. Hvis man gør det og som eksempel anvender et anlæg fra Thermoking, vil teoretiske beregninger vise, at målet er opfyldt, men en sådan sammenligning er ikke retfærdig. Udviklingen har i mellemtiden overhalet grundlaget. Hvis man sammenligner et optimeret R134a anlæg, som det i dag produceres, vil man med CO2 som kølemiddel få et større energiforbrug. Se pkt. 5.
     
c. Det forventes ikke, at anlægget bliver væsentligt billigere end et tilsvarende R134a anlæg. Alle komponenter, bortset fra kompressoren og drøvleventilen, er stort set de samme. Dog ventes selve kompressoren, der i slagvolumen er en faktor 8 til 10 gange mindre end en kompressor for R134a, at være billigere, men det opvejes til dels af en ekstra ventil og lidt dyrere rørføring. Der foreligger på nuværende tidspunkt ingen officiel pris på kompressoren, da den ikke er kommerciel tilgængelig. Vurderingen er baseret på overslag fra eventuelle leverandører.
   
d. Alle komponenter, bortset fra kompressoren, er i princippet de samme for CO2 som for R134a anlægget. Sammenholdt med den kompressor, der sidder på Thermoking anlægget (en COPELAND kompressor på ca. 150 kg), vejer CO2 kompressoren ca. 45 kg. I dag anvendes imidlertid i stor udstrækning scroll kompressorer, som har den samme vægt (45 kg) som CO2 kompressoren.
      
e. Serviceringen vil i princippet ikke være forskellig fra det man kender for eksisterende R134a anlæg. Dog vil der måske være den lille forskel, at man ved reparation ikke vil forsøge at opsamle CO2, der vil være så billig, at man blot vil påfylde nyt kølemiddel. Den CO2 der anvendes som kølemiddel, er i forvejen et spildprodukt, der alligevel er produceret og derfor ikke vil påvirke miljøet. I tilfælde af havari på den elektroniske styring vil man ved anvendelse af en håndreguleret drøvleventil altid kunne få anlægget til at køre manuelt uden overvågning. Man må i den sammenhæng være opmærksom på, at det vil kræve et meget stort oplæringsarbejde at uddanne det nødvendige servicepersonale verden over.

Ved projektets start blev der gjort visse overvejelser omkring volumetrisk og isentropisk virkningsgrad for kompressoren. Disse vurderinger, der var baseret på målinger hos Sintef i Norge, York i Århus, Danfoss, ASHRAE og vore egne, var alle gennemført på 1-trins kompressorer. Teknologisk Institut anvendte disse resultater til at danne grundlag for den første vurdering af processens egnethed.

Forsøgene viser nu, at ikke alle forudsætninger holder.

Den til forsøgene anvendte 2-trins kompressor har i en del af driftsområdet et ca.10% større energiforbrug end der oprindelig var forventet. Ved trykforhold lavere end 1,75 er den dog bedre. Se afsnit 5.

Kompressoren er efter projektgruppens opfattelse det svage led i kæden. Kompressoren er en prototype, som endnu ikke er færdigudviklet. Vi har haft to brækkede ventiler (undersøgelser viser et almindeligt træthedsbrud). Et ødelagt trykleje medførte, at rotoren og dermed krumtappen vandrede ind mod krumtaphuset og gav rivninger i et skjold ved motoren, som medførte et uacceptabelt højt effektforbrug. En tap på krumtappen, der trækker oliepumpen, er knækket, og kompressorens lejer er ødelagte. Vi har haft seks forskellige kompressorer til afprøvning. Ingen af de fem har kørt over 100 timer. Den sidste kompressor er brudt ned efter kun 50 timers drift.

Der mangler stadig enkelte komponenter, som ikke kan købes til rimelige priser. Dette gælder specielt mekaniske trykovervågningssystemer for olietryk, lav-/højtryk og stopventiler. Det er uvist, hvornår disse komponenter bliver almindeligt tilgængelige for køleindustrien. Mekaniske trykovervågningssystemer for olietryk, lav- og højtryk kan i containerunitten dog erstattes af computerens dataopsamling og overvågning, ligesom det også vil være hensigtsmæssigt at ude-lade stopventiler.

Projektgruppen mener derfor ikke, at de nødvendige teknologier og komponenter er færdigudviklet, og at kølecontainer branchen i sig selv er for lille til alene at bringe dette teknologiløft til rådighed. Det er derfor vigtigt, at andre grene indenfor kølebranchen må være med til at bringe de nødvendige driftsikre komponenter på markedet.

Projektgruppen anbefaler derfor at stoppe projektet ved denne milestone og lade udviklingen løbe nogle år med projektdeltagernes vågne øjne for udviklingen. Det kan ikke afvises, at parterne tager projektet op på et senere tidspunkt, når sandsynligheden taler for, at projektet vil lykkes.

Efterskrift Juni 2001.

Kompressorfabrikanter oplyser nu, at enkelte kompressorserier for CO2 er kommercielt tilgængelige med normale fabriksgarantier.

 

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