Sammenligning af energiforbrug til køling i supermarkeder
Appendix D
Referencebutik.
Belastning bestemt på grundlag af skalering af møbellængde/rumstørrelse.
Indledning
For at kunne sammenligne energiforbruget for de forskellige supermarkeder er det nødvendigt at referere til en standard butik. For standardbutikken fastsættes omkredsen af frost- og kølegondoler, længden af kølereoler og ekspeditionsdiske samt voluminet af køle- og frostrum. For at få belastningsvariationen med i energiforbruget antages forholdet mellem den aktuelle belastning og den nominelle belastning at være konstant. Den nominelle belastning er bestemt ud fra fabrikantens oplysninger om kølebehov for møbler og rum.
Procedure for beregning af sammenligneligt energiforbrug.
På grundlag af målte værdier, midlet på timebasis, for fordampnings- og kondenseringstryk, indsugningstemperaturen til kompressorerne samt indkoblet kompressorkapacitet beregnes effektoptaget på grundlag af kompressorfabrikantens data. Effekten korrigeres til en effekt ved en given kondenseringstemperatur (30°C) for at eliminere indflydelsen fra forskellig driftsstrategi på kondensatorsiden (f.eks. varmegenvinding).
For de enkelte supermarkeder er opgivet data for de enkelte møbler og køle/frostrums nominelle kølebehov. Disse data er omregnet til et nominelt forbrug pr. m møbel og et forbrug pr. m3 rum.
Da det nominelle forbrug pr. m møbel og pr. m3 rum er forskellig for de enkelte supermarkeder (de nyeste supermarkeder har et lavere nominelt forbrug i møblerne) er beregnet en middelværdier for de fire supermarkeder. Der defineres et reference supermarked med en specificeret omkreds frostgondol (50m) og kølegondol (50m), længde af kølereol (35m) og ekspeditionsdisk (12m), kølerum (350m3) samt frostrum (100m3). Det således valgte reference supermarked svaret til middelværdien for de fire supermarkederne.
Energiforbruget for de enkelte supermarkeder omregnes til et forbrug for reference supermarkedet idet det antages, at forholdet mellem det nominelle forbrug og det reelle forbrug er konstant svarende til at fordampningstemperaturen for reference supermarkedet svarer til den målte fordampningstemperatur.
For kaskadeanlæggene bestemmes først referencebelastningerne for henholdsvis frost og køl. Belastningen på højtemperatur anlægget er summen af belastningen for frost plus lavtemperatur kompressorernes arbejde plus belastningen fra kølemøblerne.
Beregning af energiforbrug på grundlag af kompressorfabrikantens data.
"Målt" aktuelt effektoptag.
Ud fra de målte data kan kuldeydelse og samt effektoptag ved reference kondenseringstemperaturen nu beregnes som følger:
Aktuel volumenstrøm beregnes på grundlag af målt trykforhold og indsugningstemperatur på grundlag af udtrykket:
I ovenstående udtryk er
| Pc | Kondenseringstrykket |
| P0: | Fordampningstrykket |
| Tc: | Kondenseringstemperatur |
| Vgeometrisk: | Kompressorens geometriske slagvolumen |
| Nkom: | Antal kompressorer |
| IKomKap: | Indkoblet kompressorkapacitet |
Massestrømmen er derfor:
med:
| (T1,P0): | Specifikt volumen ved sugestopventil |
| T1 | Temperatur ved sugestopventil |
| P0: | Fordampningstryk |
Den "målte" køleydelse bliver da
med:
| h1(T1,v1(T1,P0)): | Enthalpi ved sugestopventil |
| h3(T3): | Enthalpi efter kondensator |
| T3: | Temperatur efter kondensator |
Og det korrigerede "målte" effektoptag:
med
| h2kor,is(T2kor,is,v2kor,is) | Enthtalpi efter kompressor ved isentropisk kompression |
 | Isentropisk virkningsgrad |
| Pc.kor: | Kondenseringstryk ved reference kondenseringstemperatur |
| Tc,kor: | Reference kondenseringstemperaturer |
Referencebelastning.
Konventionelt anlæg.
Kuldeydelserne for reference supermarkedet med separate kredse for køl og frost bestemmes ved hjælp af følgende procedure:
I ovenstående ligninger er:
| Lfrostgondol,ref: | Omkreds af frostgondol for reference butik |
| Lkølegondol,ref: | Omkreds af kølegondol for reference butik |
| Lkølereol,ref: | Længde af kølereol for reference butik |
| Lfrostgondol,nom: | Omkreds af frostgondol for aktuel butik |
| Lkølegondol,nom: | Omkreds af kølegondol for aktuel butik |
| Lkølereol,nom: | Længde af kølereol for aktuel butik |
| Lekspedition,nom: | Længde af ekspeditionsdisk for aktuel butik |
| Vfrostrum,ref: | Volumen af frostrum for reference butik |
| Vkølerum,ref: | Volumen af kølerum for reference butik |
| Vfrostrum,nom | Volumen af frostrum for aktuel butik |
| Vkølerum,nom: | Volumen af kølerum for aktuel butik |
| qLm,frost: | Kølebelastning pr. m omkreds frost gondol for reference |
| qL,frost: | Kølebelastning pr. m omkreds for frost gondol aktuel butik |
| qgm,køl: | Kølebelastning pr. m omkreds kølegondol for reference butik |
| qrm,køl: | Kølebelastning pr. m for reference kølereol aktuel butik |
| qg,køl: | Kølebelastning pr. m omkreds kølegondol for aktuel butik |
| qr,køl: | Kølebelastning pr. m kølereol for aktuel butik |
| qesk,køl: | Kølebelastning pr. m ekspeditionsdisk for aktuel butik |
| qVm,frost: | Kølebelastning pr m3 frostrum for reference butik |
| qVm,køl: | Kølebelastning pr m3 kølerum for reference butik |
| qV,frost: | Kølebelastning pr. m3 frostrum for aktuel butik |
| qV,køl: | Kølebelastning pr. m3 kølerum for aktuel butik |
| Qfrost,ref: | Aktuel belastning på frost for reference butik |
| Qkøl,ref | Aktuel belastning på køl for reference butik |
| Qfrost,nom: | Nominel belastning på frost for aktuel butik |
| Qkøl,nom | Nominel belastning på køl for aktuel butik |
| Qkøl,målt: | "Målt" belastning på køl for aktuel butik |
| Qfrost,målt: | "Målt" belastning på frost for aktuel butik |
og effektoptaget bestemmes som:
med
| Wtotal,ref: | Beregnet total effektoptag for reference butik |
| Wkøl,målt,kor: | Målt effektoptag på køl for aktuel butik henført til standard kondenseringstemperatur. |
| Wfrost,målt,kor: | Målt effektoptag på frost for aktuel butik henført til standard kondenseringstemperatur. |
Kaskadeanlæg.
For kaskadeanlæggene beregnes kuldeydelse og effektoptag for frost-delen som angivet ovenfor for anlæg med separate kredse, dvs. at effektoptaget for referenceanlæggets frostdel er:
med
| Wfrost,ref: | Beregnet effektoptag for frost for reference butik |
| Wfrost,målt,kor | Målt effektoptag på frost for aktuel butik henført til standard kondenseringstemperatur |
For kaskadeanlæggets køledel bestemmes belastningen fra møblerne og kølerum i referenceanlægget som:
med
| Qkøl,tot,målt: | Målt kølebelastning på højtemperaturdelen. |
| Qkøl,målt | Målt belastning på kølemøbler og kølerum beregnet på grundlag af målt total energiforbrug på højtemperaturdelen og målt belastning på frost samt energiforbrug på frost. |
og det samlede effektoptag for højtemperaturdelen bestemmes som:
Det samlede effektoptag for kaskadeanlægget er derfor:
Resultater.
Figurer D1 viser en sammenligning af energiforbruget pr. døgn for september 2003, men forløbet er det samme for den øvrige måleperiode.
Figur D2 viser en sammenligning af effektoptaget (timemiddelværdi) for et enkelt døgn (1. september 2003)
Af Figur D1 og Figur D2 fremgår, at energiforbruget for reference butikken med data fra ISO-1 og ISO-3 er ca. 2/3 af energiforbruget for reference butikken med data fra ISO-2 og ISO-4. En kritisk gennemgang af de beregnede energiforbrug for reference butikken viser imidlertid, at der ikke er samme belastning for reference butikken med data fra de fire supermarkeder, hvilket er vist i Figur D3 (belastning på køl) og Figur D4 (belastning på frost). ISO-1 og ISO-3 har en belastning på køl der er ca. 2/3 af belastningen på køl for ISO-2 og ISO-4, medens kun ISO-3 adskiller sig med hensyn til belastningen på frost, hvor ISO-1, ISO-2 og ISO-4 ligger væsentligt over ISO-3. Årsagen til denne variation i belastning kan delvis forklares med forskellig relativ belastning som vist i Figur D5 og Figur D6. Af disse figurer fremgår at specielt ISO-4 har et belastningsprofil der afviger væsentligt fra de tre øvrige. Årsagen til denne afvigelse må skyldes, at skaleringsfaktoren, den nominelle belastning, er for usikker.
Konklusion.
Det må konkluderes, at en "simpel" skalering baseret på nominelt kølebehov ikke giver et retvisende billede af supermarkedernes energiforbrug på grund af usikkerhed på det nominelle kølebehov.
Figur D1 Energiforbrug pr. døgn for referencebutik på grundlag af målt energiforbrug (måned).
Figur D2. Effektoptag for referencebutik på grundlag af målt energiforbrug (døgn).
Figur D3. Kølebelastning for referencebutik på grundlag af målt belastning (døgn).
Figur D4. Frostbelastning for referencebutik på grundlag af målt belastning (døgn).
Figur D5. Relativ belastning køl (døgn).
Figur D6. Relativ belastning frost (døgn).
Version 1.0 Juni 2004, © Miljøstyrelsen.