frikøling i sammenspil med vandchillere...- graph.exe anvendes til at opstille grafer ved hjælp af...
TRANSCRIPT
Bachelorprojekt 2012
Thomas Grønborg Nielsen
Aarhus Maskinmesterskole
19-12-2012
Frikøling i sammenspil med vandchillere
Side 1 af 69
Titelblad
Rapportens titel: Frikøling i sammenspil med vandchillere
Forfatter: Thomas Grønborg Nielsen
Studienr: V08711
Projekttype: Bachelorprojekt
Fagområde: Køleteknik
Uddannelse: Maskinmester
Uddannelsessted: Aarhus Maskinmester skole
Vejleder: Lars Hansen
Praktiksted: Glenco A/S
Kontaktperson: Claus John Larsen
Afleveringsdato: 19. december 2012
Rapportens omfang: 48 sider og 16 bilag
Antal normalsider: 34,66
Tegn: 83188
___________________________________
Thomas Nielsen, V08711
Side 2 af 69
Abstract This report is written as a part of the bachelor education at Aarhus School of Maritime and Technical
Engineering.
The report is based on a design project that Glenco A/S has offered GM Plast A/S. Glenco A/S has
offered to replace the old cooling units operating on the refrigerant R22 with new energy efficient
cooling units. The new cooling solution deals with free cooling with air combined with air cooled liq-
uid chiller. The cooling units that are described in the project are a part of a new solution that com-
plies with the present legislation in Denmark.
The report deals with different ways of controlling the fan speed on the same free cooling unit with
the purpose of reaching the most power efficient solution. The first solution covers the energy effi-
ciency by using delta-star switching. The rotation speed on the fans is thereby reduced in two steps
and gives a lower free cooling performance but also lower power consumption. In certain situations
the delta connection is more energy efficient than the star connection and vice versa. This is deter-
mined by the instantaneous cooling demand and will be discussed based on a particular day with
various outdoor temperatures.
The other solution covers the energy efficiency by using variable fan speed regulation. The fans regu-
lates to a certain rotation speed that is determined by the instantaneous cooling demand. This pro-
vides even lower power consumption due to better adjustment of the fan speed. Likewise the first
solution this will be discussed based on the same day.
These two solutions provide different power consumption during the same day. The energy con-
sumptions forms the basis of a daily saving compared to the present energy consumption.
Side 3 af 69
Indholdsfortegnelse Forord ...................................................................................................................................................... 4
Indledning................................................................................................................................................ 5
Problemanalyse ................................................................................................................................... 5
Problemformulering ............................................................................................................................ 5
Metode ................................................................................................................................................ 6
Projektafgrænsning ............................................................................................................................. 7
Nuværende køleløsning .......................................................................................................................... 8
Eksisterende køleanlæg ...................................................................................................................... 9
Lovgivning .............................................................................................................................................. 14
Udfasning af R22 ............................................................................................................................... 14
Lovgivning vedrørende anvendelse af R22 ....................................................................................... 15
Frikøling ................................................................................................................................................. 16
Ny køleløsning ....................................................................................................................................... 18
Pladeveksler ...................................................................................................................................... 20
Trevejsventil ...................................................................................................................................... 22
Pumpe ............................................................................................................................................... 23
Vandchiller ........................................................................................................................................ 24
Frikøler .............................................................................................................................................. 27
Brine .................................................................................................................................................. 28
Alternativ løsning .................................................................................................................................. 29
Energianalyse ........................................................................................................................................ 30
Ny køleløsning ................................................................................................................................... 30
Økonomisk perspektiv ........................................................................................................................... 43
Konklusion ............................................................................................................................................. 44
Litteraturliste ......................................................................................................................................... 45
Figurliste ................................................................................................................................................ 47
Bilag ....................................................................................................................................................... 48
Side 4 af 69
Forord Studerende på Aarhus Maskinmester skole er i det afsluttende semester i bachelorpraktik hos en
selvvalgt virksomhed. Praktikperioden skal bære præg af professionsrelevant arbejde, hvor et projekt
med tilhørende rapport udarbejdes. Den studerende inddrager relevant teori og erfaringer fra un-
dervisningen og praktikperioden til udarbejdelse af rapporten.
Forfatteren til rapporten har været i bachelorpraktik hos Glenco A/S, som er en virksomhed, der be-
skæftiger sig med køl og klima, herunder rådgivning, projektering, salg, installation og systematisk
vedligeholdelse. Glenco A/S er for en årrække tilbage opkøbt af Klimodan, der var en del af Kemp &
Lauritzen koncernen. I koncernen foruden Glenco A/S og Kemp & Lauritzen A/S er L&H-Rørbyg A/S og
tilsammen yder de entrepriser inden for et bredt teknisk område. Koncernen beskæftiger til dagligt
2200 ansatte.
Forfatteren har i praktikperioden hos Glenco A/S været sat i forbindelse med et salgs og- projekte-
ringsprojekt til GM Plast A/S i Hedensted, der har i sinde at udnytte frikølere i sammenspil med vand-
chillere til køling af procesvand til plastproduktionen.
Forfatteren vil gerne sende en venlig tanke til nedenstående personer, der har været behjælpelige
med udarbejdelsen af projektet.
Henrik Jeppesen, serviceleder køl i Glenco A/S
Morten Konge, maskinmester i Ahlsell ApS
Per Lang Sørensen, production manager i GM Plast A/S
Henrik Jørgensen, sales manager i Sondex A/S
Regner Knudsen, JohnsonControls Denmark ApS
Lars Hjortshøj, GEO
Rapporten er skrevet til læsere med faglighed på 6. semester på maskinmester uddannelsen og per-
soner med køleteknisk viden.
Side 5 af 69
Indledning
Problemanalyse
GM Plast A/S, der har hovedsæde i Hedensted producerer plastrør og rørsystemer til anvendelse i
bl.a. kabellægning, fiberoptik samt vandforsyning og -afløb. Produktionen foregår ved ekstrudering af
plastrør, der i efterbehandlingen kræver vandkøling. Køleprocessen i produktionen sker i kølebade,
der overstrømmes med blødgjort procesvand. Kølingen af procesvandet foregår i øjeblikket via to
kølekompressoranlæg placeret parallelt. Disse kølekompressoranlæg opererer med kølemidlet R22
og er fra henholdsvis 1982 og 1999. Plastproduktionen ved GM Plast A/S foregår på den måde at
deres hovedproduktion foregår i sommerperioden, der strækker sig fra april til september. Efter ud-
sagn fra Per Lang Sørensen, production manager i virksomheden, kører produktionen på fuld last ved
treholdsskifte, hvor de ældre R22 køleanlæg står for den totale køleydelse på 350 kW. De resterende
måneder af året er vinterperioden, der er lavsæson for plastproduktionen. Her kan GM Plast A/S
nøjes med en køleydelse på 280 kW. I vinterperioden har R22 køleanlæggene derfor tilstrækkelig
kølekapacitet. Med tiden er produktionen øget og kølekapaciteten på køleanlæggene er i sommerpe-
rioden ikke tilstrækkelig længere. Som følge af nedsat kølekapacitet kan køleproduktionen ikke sikre
at procesvandet opererer med den rigtige temperatur i hele produktionsperioden. Temperatursættet
til procesvandet skal sendes ind i produktionsanlæggene med 12 °C ind og sendes ud med 18 °C, for
at opnå bedst kvalitet af det færdige produkt. Per Lang Sørensen har ved hjælp af termometrene på
plastekstruderne aflæst for høj procesvandstemperatur. Hvis temperatursættet er for højt kan dette
påvirke kvaliteten i negativ retning, hvis produktet forlader produktionen i for varm tilstand, da plast-
rørene har risiko for at blive deforme ved oprulning på tromler.
Foruden dette, har et af de ældre R22 køleanlæg for nyligt været udsat for en uforudset lækage fra
en pakning, hvilket betød at 110 kg R22 kølemiddel forsvandt ud i naturen. Kølingen af procesvandet
blev derfor betydelig nedsat i en længere periode og omfanget af reparationen og påfyldningen af
regenereret R22 løb op i en pris af 100 000 kroner. Da R22 står for udfasning primo 2015, vil det ikke
længere være muligt at udføre denne type reparation på lovligvis. Udfasningen af R22 og risikoen for
lignende udslip spiller derfor en afgørende rolle for fremtidens køling af procesvandet
GM Plast A/S har som et led i udskiftningen af de gamle R22 køleanlæg påtænkt sig at etablere en ny
køleløsning, der indeholder mere energivenlige køleanlæg i form af frikøling. Køleløsningen skal lige-
ledes have kølekapacitet til at dække kølebehovet i sommerperioden.
Problemformulering
Hvilke energimæssige fordele indtræffer ved anvendelse af frikøling til plastproduktion?
Side 6 af 69
Metode
For at udarbejde projektet anvendes de ansattes viden og erfaring hos Glenco A/S. Leverandørerne
tilknyttet virksomheden anvendes ligeledes som sparingspartnere. Anskaffelse af datablade og be-
regningsoversigter på diverse anlægskomponenter sker hos leverandørerne. Databladene og bereg-
ningsoversigterne danner grundlag for videre bearbejdning af energiforbrug.
Da rapporten tager udgangspunkt i en køleløsning Glenco A/S har fremsat, vil der blive diskuteret på
denne. Diskussionen vil omhandle den fremsatte løsning eller løsninger, der kunne anvendes i stedet,
hvad enten, de er bedre eller ringere med hensyn til energiudnyttelse. Ligeledes vil udsagn fra Per
Lang Sørensen omkring nuværende kølekapacitet diskuteres.
Den teori, der anvendes i projektet er baseret på undervisningen i faget termiske maskiner på Aarhus
Maskinmesterskole. Herudover benyttes relevante fagbøger og faglærere til at underbygge teorien i
rapporten.
For at overskueliggøre bearbejdningen af dataene i rapporten, er følgende programmer anvendt.
- TA Hydronics, er et beregningsprogram til ventiler. Tilstandsværdier for ethylenglykolblan-
dinger og demineraliseret vand er hentet fra dette program.
- Coolpack anvendes til at fremstille og udregne H logP diagrammer og fordamperydelser.
- Excel benyttes til at overskueliggøre mange beregninger af gangen og opstille tabeller.
- Graph.exe anvendes til at opstille grafer ved hjælp af funktioner og punktserier.
- Smartsketch og paint er tegninger produceret i.
For at danne et overordnet overblik over den nuværende køleinstallation hos GM Plast A/S påtænkes
det at følge samtlige rørstrækninger i det pågældende anlæg og nedfælde dem i en overordnet tek-
nisk tegning. I bestræbelserne på at klarlægge energiforbruget i den nuværende installation, fotogra-
feres mærkepladerne på anlægskomponenterne, hvorefter datablade forsøges at blive fremskaffet.
Da rapporten omhandler køling, vil udtrykket COP ofte opstå. I henhold til teoribøgerne er COP-
værdien defineret som1:
varFjernet me i fordamperCOP
Tilført energi i kompressor
I denne rapport vil udtrykket ikke anvendes på denne måde, men vil i stedet være et udtryk for køle-
kapaciteten/fjernet varme i fordamper delt med eleffekten tilført anlægget. I et konventionelt køle-
anlæg, kan køleprocessen ikke forløbe sig stabilt, hvis ikke der benyttes strøm til ventilatorer eller
pumper til nedkøling af kondensator. Derfor anvendes den samlede eleffekt til at drive anlægget, når
COP omtales.
Lovgivningen omkring kølemidler undersøges for at sikre en realistisk løsning på dansk grund. Emner
som vedligehold og sikkerhed inddrages i de enkelte afsnit.
1 Eigil Nielsen - Noget om Køleteknik - Bind I - side 66
Side 7 af 69
Projektafgrænsning
Ved praktikstart havde Glenco A/S indviet forhandlingerne med GM Plast A/S med hensyn til udbed-
ring af ovenstående problemstilling. Projektet er i den initierende del af behandlingen, hvilket bety-
der at leverings- og opstillingstid, samt beslutningstid fra GM Plast A/S, ikke giver tilstrækkelig tid til
at installere køleløsningen i praktikperioden. Rapporten vil derfor blive udarbejdet som et teoretisk
projekt og resultaterne, der fremstilles vil ikke kunne eftervises i virkeligheden. Indregulering af det
nye køleanlæg er derfor heller ikke en mulighed. Ligeledes antages det at den nye køleløsning kan
implementeres til den eksisterende plast produktion.
GM Plast A/S har intet energimåleudstyr på R22 køleanlæggene, hvilket ikke gør det muligt at give et
nøjagtigt bud på energiforbruget. Energiforbruget vil derfor blive estimeret ud fra datablade, bereg-
ningsprogrammer og erfaringsmæssig driftstider fra produktionschef Per Lang Sørensen.
Analysen af køleløsningen vil primært holde fokus på energiforbruget af frikøleren og vandchillerne.
Anlægsbeskrivelsen vil tage udgangspunkt i brinekredsen, da det er denne de nye køleenheder er en
integreret del af.
Procesvandskredsen omfatter derfor en begrænset del af rapporten. For at kunne styre, regulere,
overvåge og vedligeholde denne køleløsning, er det nødvendigt at have komponenter til dette. Disse
komponenter er filtre, temperaturfølere, trykmålere, flowmålere, kontraventiler og afspærringsven-
tiler. For overskuelighedens skyld bliver disse komponenter ikke inddraget i rapporten. Ligeledes vil
gennemgang af plasteksruderne heller ikke være en del af rapporten.
Andre underordnede antagelser inddrages undervejs i rapporten i takt med at de bliver anvendelige
for den videre bearbejdning.
Rapporten vil ikke inddrage specifikke elpriser og anlægsomkostninger. Det er derfor ikke muligt at
beregne en tilbagebetalingstid på køleløsningen. Ligeledes vil alternative løsninger ikke behandles
dybdegående.
Side 8 af 69
Nuværende køleløsning GM Plast A/S har i deres nuværende procesvandskreds to tanke og en brønd. Koldt procesvand pum-
pes ind i procesanlægget, hvorefter det ledes via afløb fra plastekstruderne ned i en brønd. Proces-
vandet er blevet varmet op og pumpes derefter op i varmtvandstanken. Dernæst bliver procesvandet
nedkølet af R22 køleanlæggene, hvorefter det sendes til den kolde tank, hvor en pumpe suger dette
og pumper procesvandet videre til plast produktionen igen.
Procesanlæg
TankVarmt procesvand
25 m³
TankKoldt procesvand
30 m³
Brønd Gulvafløb
R22 køleanlæg
Frascold W 50 168 Y
2x Sabroe CMO18
R22 køleanlæg
Figur 1 - Nuværende procesvandskreds (Egen produktion)
Ovenstående procesvandskreds påtænkes at blive en del af den nye køleløsning. Den nye køleløs-
ning ligger op til en udskiftning af de ældre R22 køleanlæg. I det efterfølgende afsnit analyseres ka-
paciteten på R22 køleanlæggene.
Side 9 af 69
Eksisterende køleanlæg
De to R22 køleanlæg har henholdsvis en og to kompressorer installeret. Køleanlæggene er placeret
parallelt og har hver deres fordamper, hvorpå procesvandskredsen er koblet på. I det ældste kølean-
læg fra 1982 forefindes to åbne Sabroe CMO18 kompressorer i hver sin kølekreds. Det andet kølean-
læg er fra 1999, hvori der sidder en semihermetisk stempelkompressor ved navn Frascold W 50 168
Y.
Figur 2 - R22 køleanlæg med Sabroe CMO-18 kompressor (Egen produktion)
Det fremsatte kølebehov i vinterdrift tager udgangspunkt et udsagn fra Per Lang Sørensen, som kun-
ne være interessant at undersøge. Ved besøget hos GM Plast A/S var deres R22 køleanlæg ikke i drift,
hvilket ikke muliggjorde at foretage målinger. GM Plast A/S har ligeledes ikke energimåleudstyr på
procesvandskredsen, hvilket gør at den virkelige fordamperydelse ikke kan bestemmes. Den kan der-
imod bestemmes teoretisk. Det lykkedes at få et rørdiagram på det ældste af anlæggene udleveret,
hvorpå der står, hvilke tryk kompressorerne opererer med, samt motorens eleffekt og omdrejnings-
tal. Ligeledes lykkedes det at fremskaffe navnet på den kompressor det andet R22 køleanlæg kører
med. Disse data giver mulighed for at udarbejde køleydelserne for begge køleanlæg.
I henhold til bilag 15 af rørdiagrammet, hvorpå en Sabroe kompressor CMO18 sidder, kan det anty-
des at der er tale om et et-trins anlæg. Derudover kan nedenstående antydes.
- Ptryk = 16,5 bar
- Psug = 3,3 bar
- n = 1450 min-1
Side 10 af 69
Ud fra dette er det muligt at indtegne køleprocessen i et H logP-diagram, ved at gøre visse antagel-
ser. Det er nødvendigt at have underkøling og overhedning på kølemidlet i processen. Disse sættes til
5 K begge steder2. Den isentropiske virkningsgrad er også nødvendig at indsætte, da denne er med-
bestemmende for massestrømmen af kølemidlet. Eftersom kompressoren er af åben type, sættes
den isentropiske virkningsgrad til 0,83. Dataene indsættes i Coolpack og nedenstående H logP dia-
gram fremkommer.
Figur 3 - H logP diagram over køleproces i R22 køleanlæg med Sabroe CMO-18 kompressor (Coolpack)
Stregen der går fra punkt 4 til punkt 1 fortæller energimængden der hersker i fordamperen. For at
kunne omregne denne energimængde til en kuldeydelse, kan volumenstrømmen anvendes. Dette
kræver nogle informationer om kompressorens fysiske udførelse. Ved kontakt til JohnsonCont-
rols lykkedes det at få fat i Regner Knudsen, der kunne berette at en Sabroe CMO18 kompressoren
har følgende.
- 8 cylinder
- Slaglængde på 65 mm
- Cylinder diameter på 65 mm.
Med disse oplysninger kan den teoretiske volumenstrøm beregnes.
32 260 0,065 1450 0,065 8 60
150,14 4
mTeo h
s n d cV
Grundet det skadelige rum der forefindes i toppen af cylinderen på en stempelkompressor, kan den-
ne volumenstrøm ikke anvendes. Igennem dialog med Karsten Thügel, underviser på Aams, kunne
han fortælle, at en volumetrisk virkningsgrad for industri kompressorer kan sættes til 0,68. Det bety-
2 Carsten Chlemensen - Tidligere underviser på Aams
3 Eigil Nielsen - Noget om Køleteknik - Bind I - side 323.
Side 11 af 69
der at den virkelige volumenstrøm bliver 102 m3/h. Denne værdi indsættes i cycle info og nedenstå-
ende illustration fremkommer.
Figur 4 - Sabroe CMO18 kompressor - Cycle info (Coolpack)
Som det fremgår af ovenstående illustration kan det ses at fordamperydelsen for køleprocessen er
62 kW. Da der sidder to af disse kredse identiske med hinanden bliver den samlede fordamperydelse
124 kW.
Det andet R22 køleanlæg, der ligeledes er et et-trins anlæg har en kompressor ved navn Frascold W
50 168 Y. I henhold til bilag 13, er det muligt at se fordamperydelsen ved forskellige temperaturer og
kølemidler. Da bilaget stammer fra et katalog fra 2010, er kuldeydelserne ikke opgivet med R22. Der-
for udregnes kuldeydelsen i Coolpack efter samme metode som R22 køleanlægget med Sabroe
CMO18 kompressorerne.
Den teoretiske volumenstrøm for kompressoren er 167,60 m3/h. Igen er det nødvendigt at inddrage
en volumetrisk virkningsgrad, som igen sættes til 0,68. Derfor bliver den virkelige volumenstrøm 114
m3/h. Som førnævnte kompressor anvendes samme antagelser for underkøling og overhedning. Ef-
tersom kompressor er af semihermetisk type sættes den isentropiske virkningsgrad til 0,74. For-
dampningstemperaturen sættes til -10 °C og kondensatortemperaturen sættes til 40 °C, da det er
disse temperatursæt der ligeledes er anvendt på bilag 13.
4 Eigil Nielsen - Noget om Køleteknik - Bind I - side 323
Side 12 af 69
Figur 5 - Frascold W 50 168 Y compressor - Cycle info (Coolpack)
Som det fremgår af ovenstående cycle info er fordamperydelsen for anlægget 76,5 kW. Med andre
ord sørger de to R22 køleanlæg for en samlet køleydelse på 200,5 kW. Ifølge Per Lang Sørensens ud-
sagn af kølebehovet i vintersæsonen på 280 kW, virker dette ikke sandsynligt, at R22 køleanlæggene
kan dække dette.
Det skal noteres at fordampningstemperaturerne på henholdsvis -10 °C og -12 °C er meget lave taget
i betragtning af at procesvandet har en ønsket fremløbstemperatur på 12 °C. Køleanlæggene er købt
brugte og efter Per Lang Sørensens udsagn ikke blevet ændret i den tid de har været i virksomhedens
varetægt. Det er derfor uvist om køleanlæggene er indstillet efter ovenstående parametre. For at
opnå bedre driftsøkonomi ville det være nærliggende at hæve fordampningstemperaturen. Dette
ville ikke kræve nær så meget arbejde for kompressoren5.
Per Lang Sørensen beretter at deres plast produktion er ordreafhængig. Det skal forstås på den må-
de, at produktionen kører et varieret antal dage henover ugen. Dette besværliggør klarlægning af
kølebehovet i vinterperioden. De produktionsdage, hvor produktionen forløber sig, er fra kl. 7.00 til
16.00. Det er dette tidsrum på 9 timer, der danner grundlag for efterfølgende beregninger af elfor-
bruget.
Hvis Per Lang Sørensens udsagn med kølebehovet holder stik, ville det betyde at alle R22 køleanlæg
ville køre uafbrudt i produktionstiden. GM Plast A/S har som tidligere nævnt ingen elmåler tilsluttet
disse køleanlæg. Det teoretiske elforbrug kan derimod bestemmes. I henhold til bilag 13 og bilag 15,
har kompressorerne hver en eleffekt på 37 kW. Ydermere kræves der eleffekt til at drive samtlige
ventilatorer, der køler kondensatorerne. Per Lang Sørensen fortæller at mærkepladerne på ventilato-
rerne hver viser en mærkeeffekt på 6 kW. Det er nu muligt at bestemme det samlede elforbrug den-
ne dag.
5 Eigil Nielsen - Noget om Køleteknik - Bind I - s. 178
Side 13 af 69
37 37 37 9 6 6 6 9 1161Elforbrug Sabroe Sabroe Frascold ventilatorerP P P P tid P tid kWh
Elforbruget denne dag ville løbe helt op i 1161 kWh, hvilket må siges at være højt. Hvor stor bespa-
relsen bliver ved implementering af den nye køleløsning analyseres i et senere afsnit.
Da køleanlæggene står på dansk grund, er der særlige regler gældende for anvendelse af kølemidler.
I det efterfølgende afsnit redegøres for hvilke lovgivninger, der er gældende for situationen GM Plast
A/S befinder sig i.
Side 14 af 69
Lovgivning Virksomheder i Danmark er underlagt dansk lovgivning med hensyn til håndtering af kølemidler og
drift af køleanlæg. Over den seneste årrække er adskillige lovgivninger fremsat fra arbejdstilsynet og
miljøstyrelsen, hvilket går ind og påvirker særdeles mange virksomheder. Dette gælder både virk-
somheder med gamle køleanlæg og virksomheder, der beskæftiger sig med projektering og installe-
ring af nye køleanlæg.
Tilbage i januar 2007 blev det ulovliggjort fra miljøstyrelsens side at installere nye køleanlæg med
HFC kølemidler med fyldninger lig eller større end 10 kg. Køleanlæg kan stadig have en samlet fyld-
ning over 10 kg, dog skal disse fordeles over flere lukkede kredse i anlægget. Køleanlæg der anvender
naturlige kølemidler har ingen fyldningsgrænse6.
Arbejdstilsynet kræver at køle- og varmepumpeanlæg, der har en fyldning på mere end 1 kg køle-
middel, skal have foretaget et eftersyn en gang årligt, uagtet hvilket kølemiddel anlægget opererer
med. Dette eftersyn kan udføres af en instrueret og øvet person i eftersyn og vedligeholdelse af det
pågældende anlæg. Er kølemiddelfyldningen over 2,5 kg skal eftersynet udføres af en certificeret
montør fra et ISO 9001 certificeret kølefirma7.
Udfasning af R22
Kølemidlet R22’s kemiske navn er chlorodifluoromethane (CHClF2), hvilket anbringer kølemidlet un-
der kategorien HCFC (HydroClorFluorCarboner). Førhen blev CFC- og HCFC-gasser ofte anvendt i kø-
leanlæg uden hensyntagen til miljøet. Sidenhen har videnskabelige undersøgelser overbevist politik-
kerne om hvor skadelige disse kølemidler er. I den forbindelse benyttes to udtryk ODP og GWP, som
er indeks for den skadelige påvirkning kølemidlet kan have i forhold til ozonlaget og drivhuseffekten
ved udslip. Yderligere specifikation af udtrykkene er ozone depleting potential og global warming
potential8. Konsekvensen ved nedbrydning af ozonlaget er forringet beskyttelse af mennesker og dyr
mod UV-B stråler, der øger risikoen for hudkræft9. Den globale opvarmning er et udefineret begreb,
men siges at påvirke Jordens middeltemperatur i negativ grad10.
R22’s miljømæssige påvirkninger:
- R22 er en HCFC-gas, hvilket betyder at gassen er et klorholdigt kølemiddel, der ved udsivning
til det fri skader ozonlaget og i særdeleshed påvirker den globale opvarmning.
- R22 har et ODP på 0,05. ODP tager udgangspunkt i R11, der besidder en indeksværdi på 1.
Dette betyder at et kg R22 nedbryder ozonlaget med 5 % i forhold til et kg R11.
- R22 har et Global Warming Potential (GWP) på 1700. GWP tager udgangspunkt i hvor meget
CO2 bidrager til global opvarmning over en periode på 100 år. CO2 har i denne forbindelse et
indeks på 1 og eftersom R22 har et GWP på 1700, betyder dette at 1 kg R22 har samme GWP
som 1700 kg CO2.11
6 Eigil Nielsen - Noget om Køleteknik - Bind I - side 236
7 http://www.koeleteknik.dk/medlemsservice/doc/2010.01.25.%20Hvad%20siger%20loven.pdf
8 http://www.hfc-fri.dk/19549
9 http://www.netdoktor.dk/rejsemedicin/sikker_sol.htm
10 http://da.wikipedia.org/wiki/Menneskeskabt_drivhuseffekt
11 http://www.engineeringtoolbox.com/r22-properties-d_365.html
Side 15 af 69
Set i lyset af debatten omkring reducering af CO2-udledning, er der god grund til at nedbringe anven-
delsen af R22.
Lovgivning vedrørende anvendelse af R22
Per 1. januar 2010 har EU kommissionen opstillet følgende regler omkring R22 og andre HCFC-gasser:
- Det er forbudt at sælge eller benytte nyt R22 uanset, om det forefindes ubrugt på eget lager
eller hos kunden.
- Dog tillades anvendelse af genbrugskølemiddel på anden adresse end aftapningsstedet, hvis
det foretages af samme kølefirma. I tilfælde af salg af R22 til andet kølefirma skal det gen-
nem en regenerering.
- Genbrugskølemiddel, der har fået foretaget regenerering, er tilladt at sælge og benyttes på
eksisterende anlæg. Dog skal beholderen, hvori genbrugskølemidlet transpores have tydelig
markering af at en regenerering har fundet sted. Denne markering skal indeholde reference-
nummer og regenereringsanlæggets navn og adresse.
- Uden speciel tilladelse er det ikke tilladt at importere eller eksportere R22 ind eller ud af EU’s
medlemslande.
- Salg af R22 må kun ske til EU-indregistrerede skibe, med mindre der foreligger speciel tilla-
delse.
Per 1. januar 2015 er det ikke tilladt at anvende R22 til noget formål overhovedet. R22 anbringes
under samme lovgivning som R12, R502 og alle øvrige CFC-kølemidler 12. Det er dog stadig tilladt at
anvende R22 køleanlæggene, så længe de er fri for lækager.
På baggrund af ovenstående lovgivning står GM Plast A/S overfor store udfordringer, hvor det inden-
for kort tid er nødvendigt at implementere en alternativ køleløsning. I den forbindelse har Glenco A/S
været i tæt dialog med GM Plast A/S angående en ny køleløsning med frikøling, der kan håndtere
kølebehovet i plastproduktionen samtidig med at den gældende lovgivning overholdes.
12
http://www.kmo.dk/949.aspx
Side 16 af 69
Frikøling I Danmark er frikøling ikke anvendt i det omfang der er potentiale til13. Idéen er enten at erstatte
eller supplere køleanlæg, der kører med strømkrævende kompressorer med frikølere, der anvender
naturens kølige medier. Ventilatorer eller pumper med lavere strømforbrug anvendes som middel for
at opnå samme køling. Køling fra grundvand, havvand eller fjordvand kan anvendes, hvis dette er til
rådighed, men frikøling med luft er særdeles attraktivt, da relativ kølig luft ofte er tilgængeligt i Dan-
mark. Komfort- eller procesvandskøling, der arbejder med et relativt højt temperatursæt kan der
derfor være et stort økonomisk perspektiv i at benytte frikøling.
I området hvor GM Plast A/S holder til, er der hverken adgang til havvand eller fjordvand, men der-
imod grundvand14. Grundvandet har normalt en temperatur på 8 °C, hvilket gør det attraktivt at an-
vende til de temperatursæt GM Plast A/S har brug for i deres køleproduktion15.
En simpel opbygning af et grundvandskøleanlæg foregår ved at indvinde og tilbagelede grundvandet
gennem to nedborede brønde. Koldt grundvand pumpes op og føres gennem en varmeveksler, hvor-
efter det varme grundvand sendes tilbage i grundvandsmagasinet. Systemet er lukket og derfor an-
vendes den samme mængde grundvand hele tiden og det er kun en opvarmning af vandet der sker16.
Som udgangspunkt lyder denne køleløsning attraktiv, da besparelsespotentialet er højt. Fordelen
ligger i at der året rundt kan hentes grundvand op med konstant temperatur.
Ved kontakt til Lars Hjortshøj fra energiafdelingen hos GEO, kunne han fortælle følgende om udførs-
len af et grundvandskøleanlæg. Muligheden for indvinding af grundvand er ikke muligt alle steder. I
sagsbehandlingen omkring etableringen af et grundvandskøleanlæg involveres flere interessenter.
Området kan være begrænset af hensynet til indvindingen af drikkevand. Ligeledes kan området
være præget af forurening eller være i naturbeskyttet tilstand. Det er kommunens opgave at vurdere
disse omstændigheder før prøveboringer kan påbegyndes. Disse prøveboringer foretages og analyse-
res med henblik på at klarlægge de geologiske grundvandsforhold. En vigtig detalje, er at der skal
være et tilstrækkeligt flow i grundvandsmagasinet hele tiden. Er førnævnte forhold i orden, kan in-
stallationen af anlægget påbegyndes. Vigtigst af alt for driften af anlægget, er grundvandets kemiske
sammensætning. Ubehandlet grundvand, der sendes gennem en varmeveksler kan forårsage indre
belægninger i rørføringen eller forstoppelse i form af fremmedlegemer. Driftsmæssigt kan dette give
en forringet ydelse af veksleren17. Derfor er det nødvendigt at behandle grundvandet inden det ledes
ind i varmeveksleren. Lars Hjortshøj beretter at tidshorisonten fra sagsbehandlingen påbegyndes til
det endelige anlæg er i drift, typisk ligger omkring et år. For at få et grundvandskøleanlæg op at køre,
er det derfor forbundet med høje omkostninger.
En anden væsentlig kølig kilde, der ikke skal hentes fra undergrunden, er luft. Udetemperaturen i
Danmark varierer meget hen over året, hvilket periodevis giver stort potentiale for udvinding af kul-
de. Modsat grundvand kræver luften ikke behandling inden den sendes gennem frikøleren. Anlægs-
omkostningerne for frikøling via luft, er stærkt reduceret i forhold grundvandskøling, da der ikke er
13
Henrik Jeppesen, Serviceleder køl – Glenco A/S 14
Per Lang Sørensen - GM Plast A/S 15
http://energiwiki.dk/index.php/K%C3%B8ling#Grundvandsk.C3.B8ling 16
http://www.enopsol.dk/backoffice/modules/FileManager/manager/18/view - side 1 17
Henrik Jørgensen - Sondex A/S
Side 17 af 69
samme sagsbehandling fra eksterne instanser.
Et sammenspil med frikøling via luft og grundvand ville teoretisk set kunne erstatte kølekompresso-
rer, hvis køleløsningen kunne køre fejlfrit hele tiden. Dette er dog svært at forestille sig i praksis, da
nedbrud af grundvandskølingen ville stoppe plastproduktionen i den travleste tid i sommerperioden.
Luftfrikøleren ville grundet for høj udetemperatur ikke kunne supplere med køling. Derfor ville det af
driftmæssige årsager være fordelagtigt at have en form for konventionel køling til rådighed, der kan
slå ind i tilfælde af at frikølingen kommer ud af drift.
Side 18 af 69
Ny køleløsning I det fremsatte forslag fra Glenco A/S ligges der op til et sammenspil mellem frikøling via luft og kon-
ventionel vandchilleranlæg med HFC-kølemiddel. Det fremsatte forslag beskrives, hvorefter det dis-
kuteres med henblik på alternative løsninger.
Sammenspillet mellem frikøling og konventionel køling giver mulighed for at køleprocessen kan ske
uafhængigt af omgivelsestemperaturerne. Det er derfor den specifikke udetemperatur, der er afgø-
rende for hvilken måde kølingen af procesvandet foregår på. Idéen er at benytte frikøleren mest
muligt og vandchilleranlæggene mindst muligt. Overordnet set vil vandchillerne i sommerperioden
sørge for at dække hele kølebehovet, og modsat vil frikøleren anvendes om vinteren. I efterårs- og
forårsperioden sker kølingen i højere grad i sammenspil med de to kølemetoder. For at denne køle-
løsning kan føres ud i livet, er der naturligvis brug for en del anlægskomponenter. Anlægskomponen-
ter i den fremsatte køleløsning er nævnt nedenstående.
- Pladevarmeveksler
- Frekvensreguleret cirkulationspumpe
- Trevejsventil
- Frikøler
- Vandchillere
Grundlaget for de valgte anlægskomponenter bliver udspecificeret i efterfølgende afsnit. Ligeledes vil
vandchillerne og frikøleren blive analyseret og diskuteret i et senere afsnit.
M
Clint CHA/DK 604-P
Pladeveksler
Frikøler
Procesvandskreds
Brinekreds - Ethylenglykol 30 % Pumpe
A
B
AB
Clint CHA/DK 604-PTrevejsventil
Figur 6 - Nyt køleløsningsforslag (Egen produktion)
Side 19 af 69
En af forskellene på den nye køleløsning og den eksisterende kølekreds, er at der kobles en ekstra
kreds ind i systemet. Før kølede den konventionelle kølekreds direkte på procesvandskredsen. I den
nye kreds opererer en brine, der består af ethylenglykol i en 30 % blanding med demineraliseret
vand. Det er nødvendigt at adskille kredsene fra hinanden, eftersom brinen strømmer i en lukket
kreds, hvor størstedelen af denne kreds befinder sig udendørs. Det ville derfor være uhensigtsmæs-
sigt at sende procesvandet, der ikke er frostsikret ud i køleenhederne. Opnås frysepunktet for pro-
cesvandet opstår en udvidelse af væsken ved faseskift og dette kan sprænge rørføringen i frikøleren
og vandchillerne. Adskillelse af procesvand og brine foregår derfor i en pladeveksler, der på baggrund
af førnævnte faktorer, er placeret indendørs. Efter pladevekslerens returløb placeres en frekvensre-
guleret cirkulationspumpe. Denne flowregulering er anvendeligt, hvor effektomsætningen i plade-
veksleren nedsættes grundet ændret kølebehov af procesvandet. Cirkulationspumpen suger brinen
fra pladevekslerens returløb og pumpes videre til et t-stykke. Her kan brinen enten løbe gennem
frikøleren eller udenom. Brineflowet bestemmes af indstillingen på trevejsventilen, som er placeret
efter frikøleren. Idéen er at sende brineflowet gennem frikøleren, så længe denne har potentiale til
at yde køling. Når frikøleren ikke bidrager med køling ledes brineflowet udenom, for at undgå unød-
vendigt tryktab. En anden grund til at sende brinen udenom, er at rørføringen i frikøleren er uisole-
ret. Dette betyder at en høj omgivelsestemperatur ville give sig udslag i at frikøleren ville fungere
som en varmeflade, hvilket ikke er hensigten. Dernæst ledes brinen videre til to vandchillere, hvis
fornemmeste opgave er at nedkøle brinen, det som frikøleren ikke har været i stand til. Vandchiller-
ne er placeret parallelt, således at brineflowet strømmer til et t-stykke, hvor halvdelen af mængden
ledes ind i returløbet på hver vandchiller. Efter brinen har passeret vandchillerne er den rigtige tem-
peratur opnået og brineflowet samles fremløbet i endnu et t-stykke. Herfra render brinen tilbage til
returløbet i pladeveksleren. Procesvandet i pladevekslerens varme side ledes gennem procesanlæg-
gene og tilbage i pladevekslerens returløb, for at blive nedkølet på ny.
De føromtalte anlægskomponenter i køleløsningen er:
- Pladeveksler: Sondex S47-IG10-130-TMTL75-LIQUID
- Pumpe: Grundfos TPE 80-340/4-S
- Trevejsventil: Belimo trevejsventil H779N
- Vandchillere: 2x Clint CHA/DK 604-P
- Frikøler: Luvata KCE 812B5-D W100 V
Valget af de ovenstående komponenter bliver i det efterfølgende afsnit beskrevet nærmere. Den
første anlægskomponent der beskrives er pladeveksleren, da det er denne der er bestemmende for
flowet i vinter- og sommerdrift.
Side 20 af 69
Pladeveksler
GM Plast A/S har fremsat kølebehov på henholdsvis 280 kW og 400 kW, hvilket afviger betydeligt fra
de 200,5 kW, som R22 køleanlæggene har kapacitet til. Det vælges dog at fastholde de fremsatte
kølebehov, da et overdimensioneret køleanlæg er mere fordelagtigt end et underdimensioneret.
Som sidegevinst foreligger muligheden for udvidelse eller omlægning af køleproduktionen senere
hen.
Da pladevekslerens opgave skal kunne omsætte kølebehovet i sommerperioden, vælges den dimen-
sionerende ydelse til 400 kW. Foruden ydelsen er,
det nødvendigt at have kendskab til hvilke væsker
og temperatursæt, der opererer i veksleren.
Procesvandet i vekslerens varme side er bestemt af
temperatursættet produktionsanlæggene anvender.
Fra virksomhedens side ønskes procesvandets til-
gangstemperatur til produktionsanlæggene at være
12 °C. Afgangstemperaturen i vekslerens returløb
må højest være 18 °C. Disse to temperaturer er af-
gørende for flowet.
Tab i energioverførslen i veksleren nødvendiggør anvendelse af forskellige temperatursæt. Tempera-
tursættets forskel på den varme og kolde side har stor betydning for størrelsen af det effektive hede-
fladeareal i veksleren. Er temperaturforskellen for lille ville det kræve et større hedefladeareal, hvil-
ket vil gøre anlægsomkostningerne højere18. På baggrund af dette sættes fremløbstemperaturen til
11 °C og returløbstemperaturen til 16 °C i vekslerens kolde side.
Informationer omkring pladeveksleren er anskaffet hos Sondex A/S, der er leverandør af bl.a. varme-
vekslere. Ved kontakt til Henrik Jørgensen, der har funktion som sælger i virksomheden, er oplyst
ovenstående kølebehov, væsketyper og temperatursæt. Han fandt frem til en pladeveksler ved navn
Sondex S47-IG10-130-TMTL75-LIQUID. Beregningen for pladeveksleren kan ses i bilag 5. Pladeveksle-
ren kører i modstrøm og har en varmeoverførsel på 404 kW. På baggrund af dette, er det muligt at
bestemme flowet i brinekredsen ved sommerdrift. Varmekapaciteten og densiteten på brinen er vist
nedenstående.
30 % ethylenglykolblanding:
3
kgkJp kg K m
c 3,62 , 1041,8
p
VQ c T
3600
3m
Sommer h
p
Q 3600 404 3600V 77,13
c T 1041,8 3,62 16 11
18
Henrik Jørgensen - Sondex A/S
Figur 7 - Pladevekslerens indløb og udløb (Egen produk-tion)
Side 21 af 69
3m
Vinter h
p
Q 3600 280 3600V 53,56
c T 1041,8 3,62 16 11
Med andre ord skal pladevekslerens kolde side gennemløbes af 77,13 m3/h brine for at overføre
energien til procesvandet ved sommerdrift. Ved vinterdrift reduceres flowet til 53,56 m3/h, hvilket
tydeliggøres i bilag 6.
Ovenstående flow anvendes i afsnittet om valg af pumpe og trevejsventil.
Side 22 af 69
Trevejsventil
For at sikre fleksibilitet ved forskellige kølebehov og udetemperaturer, er det nødvendigt at kunne
regulere på anlægskomponenterne. I sommerperioden hvor kølebehovet er størst, gennemstrømmes
trevejsventilen med et flow på 77,13 m3/h, hvilket er den dimensionerende faktor for valget af tre-
vejsventilen. Ved kontakt til Karsten Jakobsen fra Belimo med ovenstående flow, lød anbefalingen på
en Belimo H779N trevejsventil med KVS-værdi på 90 m3/h. Ydermere kunne oplyses, at trykfaldet over
trevejsventilen ved et flow på 77 m3/h er 71 kPa. Ved et flow på 53,56 m3/h er trykfaldet 38 kPa.
Denne information har betydning for valget af pumpen.
Figur 8 - Trevejsventilens stilling i sommerdrift (Redigeret fra bilag 7)
Figur 9 - Trevejsventilens stilling i vinterdrift (Redigeret fra bilag 7)
Trevejsventilen kan operere med ethylenglykolblandinger på op til 50 %, hvilket er passende for den-
ne brinekreds. Trevejsventilen har tre porte, herunder A, B og AB. Flowet kommer enten til ventilens
port A eller port B. Herfra strømmer brinen ud af port AB, der sendes videre til vandchillerne. Væske-
strømmen i hver port er afhængig af ventilens stilling. I denne køleløsning er trevejsventilens opgave
at opdele brineflowet, således at brinen strømmer gennem frikøleren, når denne kan bidrage med
køling. Dette foregår ved at sende brinen gennem port B, illustreret på figur 10. Når frikøleren ikke
kan bidrage til køling ledes flowet udenom frikøleren gennem port A og videre til vandchillerne, hvil-
ket er illustreret på figur 9.
Ydermere sidder reduktioner i forbindelse med trevejsventilen og i dette tilfælde går rørsystemet fra
6” til 4” i samlingen med trevejsventilen. Umiddelbart virker det voldsomt med en reduktion af den
størrelse, men i et kølesystem ønskes det at trevejsventilen har en dominerende rolle, da det er den-
ne der bestemmer flowretningen videre i systemet19.
19
Henrik Jeppesen, Serviceleder køl – Glenco A/S
Side 23 af 69
Pumpe
En af faktorerne der gør sig gældende er hvilket flow pumpen skal kunne levere. Dernæst skal der
vurderes om systemet er åbent eller lukket, hvilket er afgørende for den statiske løftehøjde. I dette
tilfælde er systemet lukket og den statiske løftehøjde er derfor lig 0 m20.
De fysiske rammer som køleløsningen forventes at få på GM Plast A/S matrikel gør, at den samlede
rørstrækning vil løbe op i 50 meter. I denne type køleløsning, hvor temperaturdifferensen på brine-
kredsen er lav, er det fordelagtigt at anvende rør med stor diameter. Dette giver mindre omkreds af
røret i forhold til arealet, hvilket giver mindre friktionstab. Ligeledes påtænkes det at anvende poly-
ethylen rør, der i sig selv er meget glatte. Den ruhed for dette materiale er 0,01 mm21. På bilag 12 er
det muligt at se beregningen i Coolpack for trykfaldet i rørstrækningen ved ovennævnte forudsæt-
ninger.
Brinen vil i vinterdrift under sit forløb passere trevejsventilen, frikøleren, vandchillerne og pladeveks-
leren, hvilket giver anledning til et stort trykfald. I sommerdrift føres brinen udenom frikøleren, hvil-
ket giver et anderledes trykfald. I nedenstående tabel undersøges hvilken driftssituation, der har det
højeste trykfald.
Komponent Sommerdrift Vinterdrift
Flow
[m3/h] Trykfald
[kPa]
Reference Flow
[m3/h]
Tryk-fald
[kPa]
Reference
Belimo trevejsventil H779N 77,13 71 Belimo 53,56 38 Belimo
Clint CHA/DK 604-P 38,5 73,9 Bilag 8
26,78 30,25 Bilag 9 side 14
Clint CHA/DK 604-P 38,5 73,9 Bilag 8
26,78 30,25 Bilag 9 side 14
Luvata KCE 812B5-D W100 V 51,01 92,3 Bilag 4
Sondex S47-IG10-130-TMTL75-LIQUID
75 49,73 Bilag 5 54 27 Bilag 6
Rørstrækning 77,13 4,23 Bilag 12 53,56 2,2 Bilag 12
Total 272,76 220
Igennem disse komponenter er der 272,76 kPa i trykfald. Selvom frikøleren ikke anvendes i sommer-
driften, er det stadig denne drift, der er dimensionerende for pumpen. Nedenstående udregning
fortæller hvad dette trykfald er i meter.
3272,76 1026,7
1041,8 9,82totp
H mg
Da løftehøjden og flowet er bestemt, er det muligt at finde en pumpe. For en sikkerhedsskyld vælges
flowet til 78 m3/h og løftehøjden til 30 m, for at tage højde for fittings. Ved hjælp af Grundfos’
WEBCAPS under dimensionering lykkedes det at finde frem til en frekvensreguleret cirkulationspum-
pe ved navn TPE 80-340/4-S. Som det fremgår af denne pumpes datablad på bilag 16 er mærkeeffek-
ten på 11 kW. Denne mærkeeffekt anvendes i afsnittet i energianalysen.
20
Grundfos – Centrifugalpumpen 21
Den lille blå om Sparepumper s. 29.
Side 24 af 69
Vandchiller
En vandchiller er en enhed, der består af en primær- og sekundærkreds, hvor der henholdsvis befin-
der sig konventionelt kølemiddel og en brine i kredsene. I vandchilleren er kompressorer, fordamper,
kondensator, drøvleorgan, kølemiddel og andet nødvendigt udstyr placeret i et kabinet. Denne vand-
chillerenhed er fabriksfremstillet, dokumenteret til gældende forhold, afprøvet og klar til brug. På
sekundærkredsens studser monteres rør ud til kølestederne. Den helt store fordel ved anvendelse af
vandchillere er at den primære kølekreds sidder i vandchillerenheden og derfor ikke har lange rør-
træk ud til kølestederne. Dette kan begrænse kølemiddelfyldningen og risikoen for lækager22. Dette
er derfor en ualmindelig attraktiv løsning i Danmark, eftersom den nuværende lovgivning bestemmer
at hver kølekreds i et anlæg maksimalt må indeholde 10 kg HFC-kølemiddel23. I tilfælde af lækage
med tilhørende reparation i den primære kølekreds har kølemiddelfyldningen en betydende faktor.
Her kan maksimalt sive 10 kg kølemiddel ud, fremfor eksempelvis 110 kg, som de ældre R22 kølean-
læg fik påfyldt.
Vandchillerne er valgt på baggrund af den effektomsætning, der forekommer i den førnævnte plade-
veksler. Ved kontakt til Morten Konge fra Ahlsell ApS med ovenstående kuldeydelse samt brinekondi-
tioner i sekundærkredsen, blev der fundet frem til en Clint CHA/DK 604-P. Der findes større vandchil-
leranlæg i denne serie hos producenten, men disse kan ikke operere lovligt under danske forhold, da
kølemiddel fyldningen er for stor. Derfor placeres to vandchillere af den valgte størrelse parallelt.
I henhold til bilag 8, er denne vandchiller luftkølet med tre aksialventilatorer til bortskaffelse af var-
me fra kondensatoren. På hver kreds sidder to hermetiske scrollkompressorer parallelt, der enkeltvis
kan ind- og udkobles. Det vil sige at der sidder fire kompressorer i det samlede vandchilleranlæg.
Med denne opbygning kan det enkelte vandchilleranlæg kapacitetsreguleres i fem niveauer på hen-
holdsvis 0 %, 25 %, 50 %, 75 % og 100 % afhængigt af hvilket antal kompressorer der er koblet ind.
Vandchillernes fysiske placering er udendørs. Dette betyder at den omkring liggende temperatur
varierer meget henover året. Vandchillerne er lagt ud fra 30 °C og denne udetemperatur er tænkt
som det værste tilfælde, altså den højest forekommelige udetemperatur, hvor anlægget optager
mest eleffekt og yder den laveste køleydelse24.
Omgivelsestemperatur [°C] 30
Kølekapacitet [kW køl] 202
Power input [kW el] 52,4
Beregnet COP 3,85
Anlægget vil derfor i værste tilfælde operere med en COP-værdi på 3,85 når vandchilleren kører med
samtlige kompressorer. COP-værdien for vandchilleren falder, jo færre kompressorer der er i drift.
Dette beskrives nærmere i energianalyse afsnittet. I det efterfølgende beskrives vandchillerens pri-
mære kreds.
22
Eigil Nielsen - Noget om Køl - Bind I - s. 341 23
Eigil Nielsen - Noget om Køl - Bind I - s. 236 24
Morten Konge – Ahlsell ApS
Side 25 af 69
Figur 10 - Clint CHA/DK 604-P Refrigeration circuit diagram (Redigeret fra Bilag 9 side 16)
Ovenstående diagram illustrerer vandchillerens primære kølekreds. Diagrammet er en redigeret ud-
gave i forhold til diagrammet på side 16 i bilag 9. Dette skyldes at kølekredsen her dækker over en
hel serie af vandchillere. Diagrammet er derfor tilpasset Clint CHA/DK 604-P.
Som det fremgår, er de to lukkede kølekredse identiske. Hver kreds har to kompressorer placeret
parallelt. I hver kompressor er monteret et varmelegeme, der sikrer at kompressorolien har den rette
temperatur. På tryksiden af kompressorerne sidder en højtrykspressostat. Denne er en sikkerheds-
anordning således at kompressorerne ikke fortsætter med at køre, hvis der opstår for højt tryk. Der-
næst føres rørene for hver kølekreds adskilte ind i kondensatoren. Efterfølgende er kølemidlet un-
derkølet og fortsætter gennem tørfilteret. Inden ekspansionsventilen sidder et skueglas, der giver en
indikation om dampbobler eller skadeligt vandindhold er til stede i kølemidlet. Rørene føres for hver
kølekreds ind i fordamperen, som fungerer som en pladeveksler. Efterfølgende møder kølemidlet en
lavtrykspressostat, der sidder før kompressorens sugeside.
Normalt indeholder denne vandchiller samlet 32 kg R410A i begge kølekredse. I henhold til danske
regler omkring kølemiddelfyldning af denne type, overskrides den tilladte grænse på 10 kg i hver
kølekreds. For at imødekomme denne udfordring, er der fra fabrikkens side indbygget en microchan-
nel kondensator, hvilket er en teknologi der kan nedbringe kølemiddelfyldningen uden at kølekapaci-
teten forringes25. Denne vandchiller med microchannel kondensator har under danske forudsætnin-
ger en samlet kølemiddelfyldning på 12,8 kg.
25
Morten Konge – Ahlsell ApS
Side 26 af 69
Figur 11 - Clint 604-P – Diagram over sekundærkreds (Redigeret bilag 9 side 18)
Diagrammet er en redigeret udgave i forhold til diagrammet på side 18 i bilag 9. Dette skyldes at
kredsen her dækker over en løsning med alt tilbehør, hvor dette diagram viser den aktuelle løsning.
Brinen kommer ind i tanken, hvori der sidder ventiler for vandaftapning, udluftning og sikkerhed. Et
varmelegeme er placeret i henholdsvis fordamperen og tanken, der er en del af vinterstyringen, der
er tilgængelig for produktet. I den resterende del af kredsen sidder antifrost sensor, ekspansionsbe-
holder, pumpe samt en kontraventil. Den øvrige køleløsning påmonteres på in og out.
I forhold til Glenco’s fremsatte køleløsning, er det bemærkelsesværdigt at løsningen ligger op til at
have en pumpe i hver vandchiller, når der i forvejen sidder en pumpe til at regulere brineflowet. Det-
te vil naturligvis bidrage til højere anlægsomkostninger af vandchillerne. Derimod ville det give større
fleksibilitet af systemet, hvis Grundfos pumpen er udstyret med et bypass. Her ville pumpen i hver
vandchiller kunne sætte ind i tilfælde af nedbrud eller planlagt vedligehold af Grundfos pumpen.
Alternativt kunne pumperne i vandchillerne fravælges, for dernæst at placere en pumpe parallelt
med pumpen i den fremsatte løsning. Ligeledes ville det være optimalt at kunne lede brinen udenom
vandchillerne, for at undgå tryktabene. Dette sænker løftehøjden på pumpen. Dette ville dog kræve
en ekstra reguleringsventil til at udføre sådan et bypass.
En andet bemærkelsesværdigt element i Glenco’s fremsatte køleløsning, er at brinen opdeles i et t-
stykke til hver vandchiller. I stedet for at sende brinen gennem begge vandchillere på tidspunkter
hvor frikøleren har begrænset køleydelse, kunne brinen udelukkende føres gennem den ene. Dette
betyder at det kun er det ene sæt ventilatorer, der startes op, hvilket giver et mindre elforbrug.
Ved nærmere undersøgelse vil dette resultere i forøget hastighed på brinen, hvilket bidrager til et
højere trykfald. 54 m3/h er svarende til et flow på 15,6 L/s. På side 14 i bilag 9, kan det ses at dette
flow er uden for skala. Havde flowet været en anelse mindre, ville trykfaldet over vandchilleren sta-
dig være uden for skala, hvilket indikerer at denne løsning driftsmæssigt ville være en dårlig idé.
Ydermere ville det øgede trykfald bidrage til større løftehøjde og forøge risikoen for kavitation på
pumpen.
Side 27 af 69
Frikøler
Idéen med frikøleren er at denne skulle kunne dække det fulde kølebehov i vinterperioden. Med
disse forudsætninger ligges frikøleren ud fra en ønsket ydelse på 280 kW ved en omgivelsestempera-
tur på 9 °C. Denne udetemperatur er valgt for at sikre en tilstrækkelig temperaturdifferens på omgi-
velsestemperaturen og fremløbstemperaturen på brinen. Temperaturdifferensen er på 2 K.
Brine outlet = 11 °C
Brine inlet = 16 °C
Frikølerydelse = 272,2 kW
Omgivelsestemperatur = 9 °C
Afkasttemperatur = 12,7 °C
V = 51 m3
h
Figur 12 - Frikøler konditioner (Egen produktion)
I samarbejde med Morten Konge og Henrik Jeppesen lykkedes det at finde frem til Luvata ECO KCE
812B5-D W100 V. I henhold til bilag 4, har denne 272,2 kW køleydelse ved ovenstående forudsæt-
ninger, hvilket er ganske tæt på den ønskede køleydelse.
Denne frikøler har tolv aksialventilatorer á 800 mm i diameter. Ventilatorerne suger luften nedefra
og blæser den op gennem rørføringen, hvori brinen løber. Motorerne der er koblet på ventilatorerne
er asynkronmotorer med forsyningsspænding på 3x400 Volt. Frikøleren har to indstillingsmuligheder
af luftflowet, hvor reguleringen af ventilatorhastigheden foregår ved trekant/stjerne omskiftning.
Viklingerne i motorerne udsættes derfor for kvadratrod 3 mindre spænding, hvilket betyder at moto-
rerne slipreguleres26. Luftflowet kan således variere fra 211 830 m3/h til 147 250 m3/h. Dette fremgår
af beregningsarket for driftssituationen på bilag 2 og bilag 4.
Denne frikøler er i standardudgaven udstyret med ovenstående styring af spændingsforsyningen på
ventilatorerne. Dog er det muligt at få frikøleren med frekvensregulering, således at ventilatorerne
opererer ved flere forskellige hastigheder. Disse to reguleringsmuligheder analyseres i et senere af-
snit i rapporten.
26
Elektriske Maskiner 4. udgave - Side 267
Side 28 af 69
Brine
I brinekredsen forefindes en væske, hvis egenskaber er vigtige for funktionaliteten af køleløsningen.
Undervejs løber brinen i rørstrækninger placeret udendørs. I vinterperioden er der derfor stor risiko
for at udetemperaturen når under vandets frysepunkt på 0 °C. Vand udvider sig ved faseskift fra væ-
ske til is og kan give alvorlige skader på anlægskomponenterne i form af frostsprængninger. Det er
derfor nødvendigt at frostsikre anlægget ved at tilføre et tilsætningsmateriale til vandet. Ligeledes er
det af stor betydning at anvende behandlet vand, i form af demineraliseret vand. Dette er frigjort for
kalk, salt og lignende elementer. Ydermere bidrager dette til færre belægninger på indersiden af
rørene. Der findes en lang række tilsætningsprodukter der kan anvendes som brine. Hos Glenco A/S
benyttes hovedsageligt en demineraliseret vand og ethylenglykol i blandingsforholdet 30 %. Ved
denne opblanding sænkes frysepunktet for væsken ned til -14,6 °C, hvilket giver en langt bedre frost-
sikring. Foruden frostsikringen af væsken bidrager ethylenglykolen ligeledes til korrosionsbeskyttelse
af anlægskomponenterne. Det er vigtigt at have den rigtige ethylenglykolblanding påfyldt anlægget.
Hvis der er for lidt ethylenglykol, forringes korrosionsbeskyttelsen og frostsikringen. Hvis tilfældet er
for meget ethylenglykol, forbedres de førnævnte faktorer, men eftersom ethylenglykol har en ringe-
re specifik varmekapacitet end vand, vil det resultere i forringet varmeovergang i pladeveksleren og
frikøleren. Ethylenglykolblandinger kan anskaffes i færdigblandinger, således at på- og efterfyldnin-
ger har det helt rigtige blandingsforhold. Ethylenglykol har ligeledes den egenskab at det indeholder
antiskummende additiver, der sikrer at væsken forbliver et transportabelt medie i cirkulationspum-
pen27.
Et andet glykolprodukt, der er på markedet er propylenglykol. Grunden til at ethylenglykol anvendes i
stedet, er at dette har bedre varmeledningsevne og mindre kinematisk viskositet end propylenglykol.
Jo lavere kinematisk viskositet på glykolen er jo mindre bliver friktionstabet i rørene, hvilket giver
lavere løftehøjde for pumpen. Propylenglykol anvendes i forbindelse med komfortventilation og fø-
devareindustri, da det ikke er nær så giftigt som ethylenglykol. Ved indtagelse af ethylenglykol i rela-
tivt små doser bliver nyrerne ødelagt. Allerede ved 100 mL er det en dødelig dosis. Derfor anvendes
ethylenglykol ikke som sekundært kølemiddel til fødevarer.
Ethylenglykolblandingen, der befinder sig i brinekredsen, bør analyseres en gang årligt, da ydelsen på
det samlede anlæg er stærkt afhængig af kvaliteten af brinen. En anden væsentlig faktor for ethy-
lenglykolblandingen er bakterievæksten. Høj bakterievækst kan bidrage til biofilm på indersiden af
rørene i anlægget. Dette kan forringe varmeledningsevnen i pladeveksleren, frikøleren og vandchil-
lerne med op til 30 %.
I en ethylenglykolkreds bør man tilstræbe sig at undgå iltindtrængning. Selvom kredsen opererer
med overtryk, kan der omkring ventiler opstå turbulens, hvilket kan medføre undertryk og suge luft
ind fra pakninger der ikke er 100 % tæt. Kommer ethylenglykolen i forbindelse med ilt bliver dette
surt, hvilket kan virke korroderende for de øvrige anlægskomponenter. Urenheder kan ligeledes be-
laste de korrosionsbeskyttende tilsætningsstoffer i ethylenglykolen28.
27
http://www.lcglad.dk/pdf/datablade/koelevaeske/ethylenglykol.pdf 28
http://www.techmedia.dk/files/pdf/hvac/2005/hvac02-2005.pdf side 56 - 58
Side 29 af 69
Alternativ løsning Ved projektering og salg af køleanlæg til virksomheder er tendensen, at fokusset er på anlægsom-
kostningerne. Fra virksomhedens side bliver emner som miljø, kvalitet og langsigtet besparelse af
elforbrug ofte nedprioriteret i forhold til anlægsomkostningerne. Det fremsatte tilbud til GM Plast
A/S har været gennem adskillige forhandlingsrunder, hvor anlægsomkostningerne har været i højsæ-
det. Vandchilleren er valgt på baggrund af dette og anvender kølemidlet R410A. Dette er et kølemid-
del uden klorindhold, hvilket betyder at det har et ODP på 0. Foruden dette har kølemidlet et GWP
på 189029. Til forskel fra R22 påvirker R410A ikke ozonlaget i negativ retning, men derimod har R410A
en højere påvirkning på den globale opvarmning.
Alternativt kunne der anvendes køleanlæg med naturlige kølemidler, såsom propan. Set ud fra et
omkostningsmæssigt perspektiv er disse anlæg dyrere i indkøb, men kan derimod indeholde meget
større kølemiddelfyldning30. Propan, også kendt som R290, har nogle bedre miljømæssige egenska-
ber, da ODP er på 0 og GWP er på 3. Dette er væsentlig bedre end hvad R410A kan præstere. Propan
er yderst brandfarligt og kræver naturligvis at der tages forbehold for dette.
Afgifterne på HFC-kølemidler er i øjeblikket enormt høje. Afgiften R410A ligger på 313 kr. pr. kg, hvor
naturlige kølemidler ikke er pålagt denne afgift. Den 1. april 2011 har afgifterne på HFC-kølemidler
været udsat for en stigning på 50 %31. Dette er fra miljøstyrelsens side påtænkt som en motivation til
at anvende naturlige kølemidler fremadrettet. Ligeledes vil HFC-kølemidler inden en overskuelig
fremtid udfases32. Dette betyder at fremtidsperspektivet for propan køleanlæg er mere bæredygtigt
end køleanlæg med HFC-kølemidler.
Et alternativ til de to vandchillere kunne derfor være et luftkølet vandkøleanlæg ved navn AWC360
fra Bundgaard Køleteknik A/S. Dette firma er specialister inden for konstruktioner af propan kølean-
læg. I henhold til bilag 14 har denne en ydelse på 366 kW ved vandtemperaturer 7 °C og 12 °C. Denne
udlægning er dog ikke for ethylenglykol 30 % med brinetemperaturer på 11 °C og 16 °C. Igennem
dialog med Erik Bundgaard fra Bundgaard Køleteknik A/S berettes at dette vandkøleanlæg stadig er
passende til ovenstående brinekonditioner.
Ovennævnte propan køleanlæg vil ikke blive udspecificeret yderligere. Derimod bliver de valgte køle-
enheder analyseret i efterfølgende afsnit.
29
http://www.coolcare.dk/PDF/Casehistorier/Kulde311.pdf 30
Henrik Jeppesen - Serviceleder køl 31
http://www.skat.dk/skat.aspx?oId=1937274&vId=0 32
Erik Bundgaard - Bundgaard Køleteknik A/S
Side 30 af 69
Energianalyse
Ny køleløsning
I tilbuddet som Glenco A/S fremsatte til GM Plast A/S er frikøleren valgt med fast omdrejningstal på
ventilatorerne. Eftersom reguleringen af ventilatorerne kan udføres på flere måder, vil der i det ef-
terfølgende analyseres på den valgte frikøler med nedenstående reguleringsmuligheder. Dette vil
danne grundlag for viderebearbejdning af elbesparelsen ved det forudbestemte kølebehov fremsat
af GM Plast A/S.
- Fast indstillet hastighed på ventilatorerne, der reguleres via trekant/stjernekobling af elfor-
syningen. Dette giver mulighed for to hastighedstrin på ventilatorerne. Frikølerydelsen forlø-
ber sig lineært med udetemperaturen33.
- Variabel hastighed på ventilatorerne reguleret af en frekvensomformer. Dette giver mulighed
for at tilpasse ventilatorhastigheden til udetemperaturen.
I analysen er følgende antagelser gjort for at simplificere:
- Samtlige ydelser i sekundærkredsen tager udgangspunkt i at operere med ethylenglykol i 30
% opblanding, hvor TRETUR = 16 °C og TFREM = 11 °C.
- Kølebehovet antages at være konstant i perioder, hvor frikøleren anvendes og tager ud-
gangspunkt i 280 kW. I dette kølebehov er pumpens varmebidrag til brinen inkluderet.
- Frikøleren har altid tilstrækkelig kølig luft uanset udendørsplaceringen til at operere optimalt
under de givne udetemperaturer.
- Frikølerens luftindtag bliver ikke påvirket af afkastluften, vind eller nedbør.
- Den relative fugtighed påvirker ikke frikølerydelsen.
- Ventilatorerne påvirker ikke med varme til luften, der sendes gennem frikøleren.
- Tiden fra køleanlæggene får signal til at starte køleprocessen og til denne har opnået sin
virkning, går der ofte lang tid34. Dette tidsrum er umuligt at forudsige før en indregulering af
det fysiske køleanlæg finder sted. Derfor betragtes denne faktor ikke som en del af analysen.
I det efterfølgende vil frikølerens egenskaber betragtes i forhold til udetemperaturen, når ventilato-
rerne kører med fast omdrejningstal. Idéen er at sammenligne frikølerydelserne i henholdsvis tre-
kant- og stjernekobling og undersøge hvorledes disse kan fungere i sammenspil med vandchillerne. I
denne proces vurderes ligeledes, hvornår køleydelsen af de forskellige køleenheder er højest med
mindst eleffekt.
I bestemmelsen af frikølerydelsen, er det nødvendigt at inddrage matematik og anvende informatio-
ner fra beregningsoversigterne. For at kunne fremstille en lineærfunktion, skal to punkter kendes. I
dette tilfælde tages udgangspunkt i frikøleren ved udetemperaturer på 8 °C og 9 °C i henholdsvis
trekant- og stjernekobling. Som det fremgår af bilagene 1, 2, 3 og 4, kan nedenstående punkter udle-
des.
33
Morten Konge - Ahlsell ApS 34
T. Heilmann - Praktisk Regulering og Instrumentering - side 28
Side 31 af 69
Δ-kobling Y-kobling
TUDE = 8 °C
Q = 351 kW
TUDE = 9 °C
Q = 272,2 kW
TUDE = 8 °C
Q = 271,7 kW
TUDE = 9 °C
Q = 212,8 kW
Værdierne i ovenstående tabel omsættes til punkter, hvorefter de indsættes i en punktserie og udar-
bejdes til en funktionsforskrift. Punkterne i serien indtastes i Graph.exe og funktionsforskrifterne, der
er synlige i højre side af diagrammet er fremstillet ved hjælp af tendenslinjer. På nedenstående dia-
gram er frikølerydelserne vist som funktion af udetemperaturen i henholdsvis trekant- og stjernekob-
ling.
Figur 13 - Frikølerydelser i henholdsvis trekant- og stjernekobling (Egen produktion)
Den røde linje beskriver frikølerydelsens forløb i trekantkobling, hvor den sorte linje viser frikøler-
ydelsen i stjernekobling. Funktionsforskrifterne for frikølerydelserne er som følgende:
: 78,8 981,4
: 58,9 742,9
kobling f x x
Y kobling f x x
Som det fremgår af ovenstående funktionsforskrift for trekantskoblingen stiger frikølerydelsen med
78,8 kW for hver grad udetemperaturen falder og ved 0 °C er frikølerydelsen på 981,4 kW. Derudover
kan det ses at, ved 12 °C er muligheden for frikøling i trekantkobling begrænset.
Funktionsforskriften for stjernekoblingen fortæller at frikølerydelsen stiger 58,9 kW hver gang ude-
temperaturen falder 1 °C og at denne er 742,9 kW ved 0 °C. Ligesom trekantkoblingen er stjernekob-
lingen begrænset ved 12 °C. Dette punkt er interessant, eftersom frikølerydelserne skærer hinanden.
Side 32 af 69
Her kan frikøleren i stjernekobling bidrage med højere ydelse, men den ekstra frikølerydelse i forhold
til diagrammet, er så lille, at der ses bort fra dette. På grund af den lave temperaturforskel på luften
og brinekredsens setpunkt, kan der ikke omsættes samme effekt. Det er ikke muligt at nedkøle bri-
nen koldere end udetemperaturen, hvilket betyder at frikøleren opnår begrænset ydelse.
Ved at indsætte en funktion, der beskriver kølebehov med udgangspunkt i ovenstående graf, er det
muligt at se, hvornår det er fordelagtigt at anvende stjernekobling fremfor trekantkobling og om-
vendt. Funktionsforskriften for kølebehovet bliver derfor 280f x og kan bemærkes indskrevet i
nedenstående graf.
Figur 14 - Anvendelsesområder af frikøler og vandchiller i forhold til udetemperatur ved kølebehov på 280 kW (Egen produktion)
Som det fremgår af de ovenstående diagrammer forekommer der perioder, hvor frikølerens ydelse
er højere end kølebehovet. Det er i disse perioder, hvor en overproduktion af køling er til stede. Der-
udover viser ovenstående graf frikølerydelserne og kølebehovet som funktion af udetemperaturen.
Som det kan antydes, er kølebehovet opdelt i tre skraverede områder, der repræsenterer hver deres
køleenhed. Grafen viser at det øjeblikkelige kølebehov kan dækkes med frikøleren koblet i stjerne
under 7,75 °C. Når udetemperaturen er over 7,75 °C omskiftes fra stjerne til trekant på forsyningen.
Efter 9 °C begynder frikøleren koblet i trekant ikke at kunne dække det øjeblikkelige kølebehov fuldt
ud længere. Det er nu nødvendigt for vandchillernes kølekompressorer at starte op, for at nedkøle
brinen det sidste. Jo højere udetemperaturen bliver des mere er det nødvendigt at anvende vandchil-
lerne. Ved 12,5 °C er det ikke muligt at hente frikøl længere og vandchillerne skal dække hele køle-
behovet. Før udetemperaturen når 12,5 °C vil frikøleren på et tidspunkt have så lav ydelse at vand-
chillernes COP-værdi er højere end frikølerens. Her skal frikøleren naturligvis kobles fra. Normalt ville
en styring til denne type køleløsning have en skæringstemperatur, hvor vandchillerne udelukkende
kører, når udetemperaturen når en bestemt værdi35. Som det fremgår af ovenstående diagram, kan
35
Henrik Rasmussen - Serviceleder automatik - Glenco A/S
Side 33 af 69
der stadig hentes køling fra frikøleren ved relativ høj udetemperatur. Nedenstående udregning be-
skriver, hvilken udetemperatur, der er skæringstemperaturen. I databladet på bilag 3, for frikøleren
koblet i trekant fremgår det, at denne har en eleffekt på 19,68 kW.
3,85 19,68 75,7
FrikølerVandchiller
frikøler
Frikøler Vandchiller frikøler
Frikøler
QCOP
P
Q COP P
Q kW
Nu kan denne ydelse indsættes i funktionsforskriften for frikølerydelsen.
981,4 75,775,7 78,8 981,4 11,5
78,8x x C
Dermed skal vandchillerne altid være i drift, når udetemperaturen overstiger 11,5 °C, for at opnår
bedst driftsøkonomi.
-12,5 °C – 7,75 °C 7,75 °C – 11,5 °C 11,5 °C – 30 °C
Frikøler Stjernekobling
Frikøler Trekantkobling
Vandchiller
Af driftsmæssig sikkerhed, er det nødvendigt at stoppe ventilatorerne i frikøleren et par grader før
frysepunktet på brinen opnås. Ethylenglykolblandingen har et frysepunkt på -14,6 °C, hvilket betyder
at frikøleren vil køre ned til -12,5 °C. I tilfælde af ukorrekt blanding i brinen, giver dette ligeledes en
sikkerhedsmargen i forhold frostsprængninger.
Med de fremstillede funktionsforskrifter for frikøleren, vil det være interessant, at se hvorledes frikø-
lerydelserne vil forløbe sig over et bestemt døgn. Til dette formål er det nødvendigt at fremskaffe
temperaturdata med et passende tidsinterval. En middeltemperatur for døgnet ville gøre beregnin-
gerne nemmere, men som det fremgår af nedenstående temperaturoversigt henover døgnet, varie-
rer den med 4,5 °C. Det ville derfor give et forkert billede af den øjeblikkelige frikølerydelse ved an-
vendelse af middeltemperaturen.
Side 34 af 69
Figur 15 - Temperaturer for hver time i Horsens/Bygholm d. 17. oktober 2012 (DMI.dk)
Ovenstående graf er hentet fra DMI’s hjemmeside og viser udetemperaturen time for time over et
døgn i Horsens/Bygholm med beliggenhed tæt på Hedensted. Udetemperaturer er derfor aflæst for
hver time og indsat i funktionsforskriften for de to frikølerydelser. Nedenstående tabel viser en ud-
regning af den øjeblikkelige frikølerydelse.
Tidspunkt Udetemperatur [°C] Trekant Stjerne
0 8,7 78,8 8,7 981,4
295,8 kW
Q
Q
58,9 8,7 742,9
230,5
Y
Y
Q
Q kW
Resterende frikølerydelser henover døgnet kan findes i bilag 10. Som det fremgår af bilaget kan det
bedre betale sig at køre i stjernekobling i perioden fra kl. 8.00 til og med kl. 10.00, da udetemperatu-
ren er under 7,75 °C.
Disse øjeblikkelige frikølerydelser for hver time indsættes i et diagram. Dette gør det muligt at sam-
menligne de øjeblikkelige frikølerydelser med det fulde kølebehov i vinterdrift. Diagrammet tager
udgangspunkt i en produktionsdag fra kl. 7 til kl. 16 og sammenligningen er udført i nedenstående
diagram.
Side 35 af 69
Figur 16 - Øjeblikkelig frikølerydelse d. 17. oktober (Egen produktion)
Kurvene angiver hvor stor en del af det øjeblikkelige kølebehov der kan dækkes af frikøling. Som det
kan antydes ligger kølebehovet konstant på 280 kW. Mellem 7.00 og 10.30 kan det ses at frikøleren
kan dække hele kølebehovet. Efter 10.30 og til 16.00, hvor kølebehovet er højere end frikølerydel-
sen, er det nødvendigt at opstarte vandchillerne.
Figur 17 - Ujævnheder i frikølerydelse som funktion af udetemperaturen (Egen produktion)
Ventilatorerne på frikøleren kører med fast hastighed, hvilket betyder at ventilatorerne kører on/off
for at opretholde køleydelsen. Når frikølerydelsen er høj, vil ventilatorerne koble ind og ud hyppigere
end ved lavere frikølerydelse. Dette, sammen med høje startstrømme ved opstart vil give
ujævnheder i eleffekten på ventilatorerne. Indkoblingstidspunkterne er svære at bedømme, hvilket
betyder, at der ses bort fra ujævnheder i eleffekten. Eleffekten antages derfor at være konstant.
Eftersom vandchillerne ligeledes kører on/off, ses der også bort fra ujævnheder i eleffekten ved
gennemgang af disse.
Side 36 af 69
Arealet under kurvene i forhold til x-aksen er et udtryk for energiforbruget, eftersom enheden kW
multipliceres med antallet af timer. Energibesparelsen findes ved at tage arealet for det samlede
kølebehov og fratrække arealet for frikølerydelsen. Arealet under frikølerydelseskurven kan ligeledes
findes ved hjælp af Graph og er illustreret nedenstående.
Figur 18 - Kølebehov dækket af frikøler (Egen produktion)
Ovenstående graf viser at frikøleren kan levere 1746,25 kWh køl fra kl. 7 til kl. 16. Ved nærmere af-
læsning er det muligt at se at toppen af frikølerydelsen er skåret af mellem 7.00 og 10.30. Her er
kølebehovet dækket fuldt ind og overproduktionen fra frikøleren anvendes ikke, da det ikke er ren-
tabelt at overproducere køl ved uændret elforbrug på ventilatorerne. Arealet mellem kølebehovet på
280 kW og punktserierne udtrykker det område, hvor vandchillerne supplerer frikøleren. Ved at be-
regne det samlede kølebehov for perioden og dernæst fratrække frikølerdækningen, er det muligt at
finde frem til vandchillernes nødvendige kølebidrag.
frikøler
behov behov
Vandchiller behov frikøler
Q 1746,25 kWh
Q Q tid 280 16 7 2520 kWh
Q Q Q 2520 1746,25 774,75 kWh
Vandchilleren skal over denne produktionsperiode derfor bidrage med 774,75 kWh fremfor 2520
kWh. For at kunne anvende denne kølebesparelse på vandchillerne i et økonomisk perspektiv er det
nødvendigt at undersøge, hvor højt elforbruget er for de enkelte køleenheder. Da frikøleren denne
dag er koblet i stjerne to timer ud af de ni timer, er det nødvendigt at tage højde for det.
Side 37 af 69
I henhold til databladene for frikøleren koblet i stjerne på bilag 1 har denne en eleffekt på 13,2 kW.
Det er nu muligt at beregne, hvad elforbruget for frikøleren er.
FrikølerP 19,68 7 13,2 2 164,2 kWh el
For at redegøre for elforbruget som vandchillerne anvender til at dække det resterende kølebehov,
er det først nødvendigt at analyse vandchillernes eleffekter.
Grundet konstruktionen af de parallelt siddende vandchillere, vil brinen løbe ind i dem begge, hvilket
nødvendiggør, at begge vandchillere startes op for at sikre den rigtige fremløbstemperatur. Derud-
over er denne type vandchillere ikke frekvensreguleret, hvilket gør det nødvendigt at tage forbehold
for denne reguleringstype. I det øjeblik en af kompressorerne i hver vandchiller starter op, starter
alle ventilatorer ligeledes. I henhold til databladet vandchillerne på bilag 8 er ventilatorernes eleffekt
på 5,6 kW. Eleffekten på kompressorerne ved fuld last er 46,8 kW. Hver kompressor bruger en fjer-
dedel af den samlede eleffekt36. Ud fra nedenstående formel kan eleffekten bestemmes i de forskel-
lige trin vandchillerne kører i.
2 46,8 5,64
EL
nP
Trin Antal kom-pressorer
Kapacitets niveauer
Eleffekt [kW] Køleydelse [kW] Beregnet
COP
0 0 % 0 0 0
I 2 25 % 34,6 101 2,92
II 4 50 % 58 202 3,48
III 6 75 % 81,4 303 3,72
IV 8 100 % 104,8 404 3,85
For at komme videre skal det bestemmes hvor længe de forskellige trin varer henover dagen.
36
Carsten Chlemensen - Tidligere underviser på Aams.
Side 38 af 69
Figur 19 - Indkobling af vandchillere i forskellige trin (Egen produktion)
Som det fremgår af ovenstående diagram kan det ses hvor lang tid de forskellige trin i vandchillerne
skal være koblet ind. Trin II har længst indkoblingstid, efterfulgt af trin I, og til sidst trin III. Vandchil-
lernes fulde kølekapacitet bliver ikke anvendt. Nedenstående tider er aflæst på diagrammet.
Trin I II III II I
Tid [h] 10,5 11,35 11,35 12,9 12,9 13,2 13,2 15,4 15,4 16
Akkumuleret tid [h] 0,85 1,55 0,3 2,2 0,6
De forskellige trin i vandchillerne har forskellige COP-værdier, og for at regne det samlede elforbrug
ud, er det nødvendigt at finde arealet af arbejdsområderne af trinene. Eftersom Graph.exe kun kan
finde arealet mellem x-aksen og punktserien, er det nødvendigt at benytte dette areal, for at trække
det fra det samlede kølebehov i perioden.
Side 39 af 69
Figur 20 - Elforbrug over de forskellige trin (Egen produktion)
Som det fremgår af ovenstående diagram, er arealet mellem punktserien og x-aksen 189,7 kWh. Med
udgangspunkt i det samlede kølebehov for perioden kan køleproduktionen fra trin I udregnes.
280 0,85 189,7 48,3Trin IQ kWh køl
Fra tabellen omkring vandchilleren har trin I en COP-værdi på 2,92. Med denne, er det muligt at ud-
regne elforbruget.
48,316,54
2,92
Trin I
EL
QP kWh el
COP
De resterende udregninger for dagen er udført efter samme metode og indført i nedenstående tabel.
Trin I II III II I
COP 2,92 3,48 3,72 3,48 2,92
Akkumuleret tid [h] 0,85 1,55 0,3 2,2 0,6
Areal [kWh] 189,7 184 20,7 254,6 117,2
Total kølebehov [kWh] 238 434 84 616 168
Vandchiller køl [kWh] 48,3 250 63,3 361,4 50,8
Elforbrug [kWh] 16,54 71,84 17 103,85 17,4
Det totale elforbrug fra vandchillerne bliver således:
16,54 71,84 17 103,85 17,4 226,6ELP kWh el
Da køleløsningen ikke fungerer uden pumpefunktionen i brinekredsen, er det nødvendigt at medreg-
ne denne i elforbruget. Som tidligere beskrevet i rapporten har pumpen en mærkeeffekt på 11 kW.
Side 40 af 69
Da kølebehovet i løbet af dagen er konstant, skal denne pumpe ligeledes operere med samme flow i
denne periode. Elforbruget på pumpen findes i nedenstående formel.
11 9 99EL PumpeP P tid kWh el
Nu da både elforbruget for frikøleren, vandchillerne og pumpen er kendt, kan det samlede elforbrug
udregnes.
164,2 226,6 99 489,8EL totalP kWh el
Havde frikøleren været ude af drift denne dag ville vandchillerne slå ind og dække hele kølebehovet.
Vandchillerne ville køre i trin III, og udregningen for det totale elforbrug ser ud som følgende.
280 999 776,4
3,72total
EL Vandchiller pumpe
QP P kWh
COP
Besparelsen ved at køre med frikøling denne dag ville derfor være 286,6 kWh.
I det efterfølgende vil det blive belyst hvor meget eleffekt frikøleren anvender for at dække kølebe-
hovet ved variabel hastighed af ventilatorerne. I forhold til diagrammet på illustration 6, er det muligt
at se overkapacitet af frikøling i den første del af dagen. I dette tidsrum er potentialet til stede for
yderligere besparelse. Ved forespørgsel hos Morten Konge, lykkedes det at få fremskaffet en analyse
af frikøleren med variabel hastighed. Forespørgslen lød på at få en oversigt over eleffekterne på ven-
tilatorerne med 1 °C interval i temperaturområdet fra -1,5 °C til 12,5 °C, hvor frikølerydelsen konstant
er 280 kW. I bilag 11, er det muligt at se oversigten over dette. Nedenstående diagram illustrerer
eleffekten som funktion af udetemperaturen.
Figur 21 - Eleffekt som funktion af udetemperaturen (Egen produktion)
Side 41 af 69
I henhold til energioversigten på bilag 11, er det ikke muligt at hente 280 kW ved temperaturer over
8,5 °C, eftersom ventilatorerne ikke kan komme op i højere hastighed. Dog vil frikøleren stadig kunne
bidrage og her er det igen vandchillerens opgave at dække det resterende kølebehov. Derfor flader
kurven i ovenstående diagram pludselig ud. Vandchillernes arbejdsområde ændres ikke i forhold til
frikøleren ved trekant-stjerne omskiftning. Dette skyldes at ventilatorernes højeste anvendelige ha-
stighed svarer til den hastighed, der forefindes i trekant indstillingen37. Ligeledes er pumpens ar-
bejdsområde heller ikke ændret, da denne igen skal sørge for et bestemt flow hele dagen.
Den øjeblikkelige eleffekt tager igen udgangspunkt i timebasis og er indtegnet i nedenstående dia-
gram.
Figur 22 - Øjeblikkeligt elforbrug (Egen produktion)
Ovenstående diagram fortæller at eleffekten fra 7.00 – 11.00 er varierende. Den resterende del af
dagen er eleffekten konstant. Elforbruget summeres op i det efterfølgende.
Tidsrum Eleffekt [kW] Tid [h] Elforbrug [kWh]
7.00 – 8.00 17,3 1 17,3
8.00 – 9.00 6,5 1 6,5
9.00 – 10.00 7,6 1 7,6
10.00 – 11.00 13,6 1 13,6
11.00 – 16.00 19,68 5 98,4
I alt 143,4
Vandchillerens og pumpens elforbrug skal naturligvis tilføjes. Her anvendes resultaterne fra forrige
afsnit.
37
Morten Konge - Ahlsell ApS
Side 42 af 69
99 226,6 143,4 468,9EL Pumpe Vandchillere FrikølerP P P P kWh el
Hermed kan resultaterne for trekant-stjerne omskiftning og variabel hastighed sammenlignes. Ved
trekant-stjerne omskiftning lød elforbruget på 489,8 kWh. Dette er en forskel på 20,9 kWh, som bi-
drager til yderligere besparelse.
I forhold til elforbruget ved anvendelse af R22 køleanlæggene er besparelsen enorm stor. At gå fra
1161 kWh til 468,9 kWh er et spring på 692,1 kWh.
Ovenstående beregninger tager som sagt udgangspunkt i en oktoberdag, hvor der foregår et sam-
menspil mellem frikøleren og vandchillerne. Hvorledes sammenspillet mellem de to køleenheder
forløber sig, er forskelligt fra dag til dag. Ud fra energioversigten på bilag 11 over frikøleren med vari-
abel hastighed på ventilatorerne, kan det ses at eleffekten ved meget lave udetemperaturer næsten
ikke er eksisterende. Havde udetemperaturen været konstant -1,5 °C en dag, ville frikøleren levere
280 kW med eleffekt på 279,7 W. Dette giver en COP-værdi på 1001, hvilket må siges at være yderst
fordelagtigt for driftsøkonomien. I perioder hvor udetemperaturen er i dette område, er der derfor
et større potentiale for besparelse på elforbruget end denne oktoberdag.
Alle disse el besparelser sammenholdt med en tilbagebetalingstid på anlægsomkostningerne er me-
get vanskelig at bestemme. Adskillige faktorer har en afgørende rolle for det endelige resultat på
dette. Som eksempler kan nævnes variationer i udetemperaturer henover de gældende år, produkti-
onsdage og varierende kølebehov.
Side 43 af 69
Økonomisk perspektiv Økonomisk set, er der mange faktorer der gør sig gældende hos GM Plast A/S.
Som det fremgår af analysen af det nuværende R22 køleanlæg og de nye køleenheder, er der for GM
Plast A/S et stort økonomisk perspektiv i at erstatte de gamle køleanlæg. Alene på besparelsen af
elforbruget, kan enorme summer af penge spares årligt.
Som lovgivningen foreskriver, er det tilladt at benytte R22 køleanlæg efter 1. januar 2015, men da
regenereret R22 ikke kan skaffes efter denne dato, vil fortsat drift af køleanlæggene være forbundet
med en stor risiko. Pludselig nedbrud af køleproduktion af procesvandet kan resultere i produktions-
tab. Konsekvenserne ved kølemiddeludslip i de nye anlæg er mindre, da hver kølekreds indeholder
under 10 kg.
Foruden dette øges kølekapaciteten således, at større produktion i sommerperioden kan udføres.
GM Plast A/S står overfor en investering på den nye køleløsning. Dette er en dyr affære. For at imø-
dekomme alt for høje anlægsomkostninger, har energistyrelsen indført et system, hvor det er muligt
at søge tilskud til investeringen hos energiselskaberne i form af energisparebeviser. Energisparebevi-
set udføres af sagkyndig energikonsulent, der fremsender tilbuddet på investeringen. Energikonsu-
lentens opgave er at redegøre for det nuværende elforbrug, nyt elforbrug og besparelsesomfang. Alt
dette udføres i et regneark udstedet af energistyrelsen. Regnearket kan ud fra en given pris per kWh
udregne hvor stort tilskuddet til virksomheden har potentiale til. Energisparebeviset danner grundlag
for en aktion på et marked hvor energiselskaberne kan give bud på besparelsen. I GM Plast A/S til-
fælde er det yderst attraktiv, da potentialet for store mængder energi på årlig basis kan spares. Dette
tilskud bidrager til en mere fordelagtig tilbagebetalingstid på en ny køleløsning38.
Mange virksomheder i dagens Danmark er ikke klar over hvilke fordele der foreligger i at udskifte
ældre køleanlæg med frikøling. Ydermere er tendensen fra virksomhedernes side, at der primært
fokuseres på anlægsomkostningerne, fremfor energibesparelserne og andre fordele der medfølger i
projektet på længere sigt. Dette virker som en kortfattet løsning. Udfordringen for kølevirksomhe-
derne, der projekterer og sælger køleanlæg, bør inddrage muligheden for frikøling i tilbuddene.
38
http://193.88.185.141/Graphics/Energipolitik/dansk_energipolitik/Energistrategi2025/baggrundsnotater%20og%20dokumenter/Etablering_af_et_system_for_energisparebeviser.pdf
Side 44 af 69
Konklusion I gennem projektet er det lykkedes at finde frem til potentialet i at anvende frikøling via luft til de
gældende temperatursæt GM Plast A/S anvender til procesvandskølingen. Det er eftervist at frikøling
i perioder kan dække hele kølebehovet. Ligeledes er det eftervist at de to reguleringsmuligheder
frikøleren besidder forskelligt elforbrug.
Ved fast ventilatorhastighed forløber frikølerydelsen sig lineært med udetemperaturen. Det har vist
sig at resultere i fast eleffekt under drift. Frikøleren har ved lave temperaturer en høj ydelse og falder
ved øget udetemperatur. Ved omskiftning fra trekant til stjerne har det vist sig at karakteristikken for
frikølerydelsen ændres, men er stadig lineær. I perioder hvor der forekommer overproduktion af
køling er det fordelagtigt at køre i stjerne, da eleffekten sænkes.
I analyse afsnittet er det blevet klarlagt at variabel hastighed af ventilatorerne giver fast frikølerydel-
se i et bredt temperaturspænd indtil et par grader før setpunktet for brinen. Elforbruget på frikøleren
ved denne reguleringsform forløber sig eksponentielt, hvilket giver et næsten ikke eksisterende el-
forbrug når udetemperaturen er i nærheden af frysepunktet.
I analysen er udgangspunktet en oktoberdag, hvor udetemperaturen bestemmer frikølerydelsen.
Reguleringen ved hjælp af variabel hastighed på ventilatorerne har vist sig at have lavere elforbrug
end trekant/stjerne omskiftningen, når den øjeblikkelige frikølerydelse overstiger kølebehovet. Ved
fuld belastning af frikøleren på henholdsvis fast og variabel ventilatorhastighed har elforbruget vist
sig at være ens.
Energi analysen af de ældre R22 køleanlæg har været en del vanskeligere, eftersom det ikke har væ-
ret muligt at foretage målinger, mens anlæggene har været i drift. Ligeledes har GM Plast A/S ikke
haft energimåleudstyr tilkoblet køleanlæggene. Analysen har derfor bygget på antagelser omkring
virkningsgrader, overhedning, underkøling og øvrige temperatursæt. Dette har givet et estimeret bud
af elforbruget på 1161 kWh.
I analysen af oktoberdagen, er det klarlagt at elforbruget ved de forskellige kølemåder er:
- Ældre R22 køleanlæg - 1161 kWh.
- Frikøler med fast hastighed inklusiv vandchiller - 489,8 kWh.
- Frikøler med variabel hastighed inklusiv vandchiller - 468,9 kWh.
Ud fra denne besparelse på 692,1 kWh el, kan det konkluderes, at der er store energimæssige fordele
i at implementere frikøling i køleproduktionen hos GM Plast A/S. Ydermere kan det konkluderes at
frikøling opnår bedre driftsøkonomi med variabel hastighed af ventilatorerne, hvis det får lov til at
operere i vintermånederne.
Side 45 af 69
Litteraturliste
Bøger:
Den lille blå bog om Sparepumper Claus M. Hvenegaard og Otto Paulsen (Teknologisk Institut) ISBN-nummer: 87-91326-11-7 1. udgave 2004 http://www.danskenergi.dk/~/media/BFA3EE1835DC4F2C9A496366CA822ECA.ashx ”Noget om Køleteknik” bind I
Eigil Nielsen
ISBN-13:978-87-90477-07-3
4. udgave, bind I, 1. oplag 2010
Praktisk Regulering og Instrumentering
Thomas Heilmann
ISBN 87-90603-08-7
5. udgave, 4. oplag 2007
Elektriske Maskiner
Poul Erik Petersen
ISBN 87-7463-278-7
4. udgave, 2. oplag 2006
Centrifugalpumpen Grundfos Management A/S 1. udgave, 2. oplag 2006 Internetsider: Hvad siger loven?, Autoriserede Kølefirmaers Brancheforening http://www.koeleteknik.dk/medlemsservice/doc/2010.01.25.%20Hvad%20siger%20loven.pdf Senest vist d. 17-12-2012 CFC og HCFC kølemidler, 2006 http://www.hfc-fri.dk/19549 Senest vist d. 18.12.2012 Sikker i solen, Dzenita Basic, 2011 http://www.netdoktor.dk/rejsemedicin/sikker_sol.htm Senest vist d. 17-12-2012 Menneskeskabt drivhuseffekt, 2012 http://da.wikipedia.org/wiki/Menneskeskabt_drivhuseffekt Senest vist d. 17-12-2012
Side 46 af 69
Refrigerant R22 - Properties
http://www.engineeringtoolbox.com/r22-properties-d_365.html
Senest vist d. 17-12-2012
Kølebranchens Miljøordning, Nyheder om kølemidler, 2011
http://www.kmo.dk/949.aspx
Senest vist d. 18.12.2012
Grundvandskøling, 2012
http://energiwiki.dk/index.php/K%C3%B8ling#Grundvandsk.C3.B8ling
Senest vist d. 17-12-2012
Grundvandskøling og ATES –state of the art i Danmark
http://www.enopsol.dk/backoffice/modules/FileManager/manager/18/view
Senest vist d. 20-11-2012
Glad Long Life Ethylenglykol http://www.lcglad.dk/pdf/datablade/koelevaeske/ethylenglykol.pdf Senest vist d. 07-12-2012 Glycoler - køleanlæggets vandbærere, HVAC Magasinet, 2005
http://www.techmedia.dk/files/pdf/hvac/2005/hvac02-2005.pdf
Senest vist d. 07.12.2012
Propan - det naturlige valg, Bundgaard Køleteknik A/S, 2011
http://www.coolcare.dk/PDF/Casehistorier/Kulde311.pdf
Senest vist d. 14.12.2012
Afgiften på HFC-gasser, 2011
http://www.skat.dk/skat.aspx?oId=1937274&vId=0
Senest vist d. 14.12.2012
Energistyrelsen, 2007 http://193.88.185.141/Graphics/Energipolitik/dansk_energipolitik/Energistrategi2025/baggrundsnotater%20og%20dokumenter/Etablering_af_et_system_for_energisparebeviser.pdf Senest vist d. 18.12.2012
Side 47 af 69
Figurliste Figur 1 - Nuværende procesvandskreds (Egen produktion) ................................................................... 8
Figur 2 - R22 køleanlæg med Sabroe CMO-18 kompressor (Egen produktion) ...................................... 9
Figur 3 - H logP diagram over køleproces i R22 køleanlæg med Sabroe CMO-18 kompressor
(Coolpack).............................................................................................................................................. 10
Figur 4 - Sabroe CMO18 kompressor - Cycle info (Coolpack) ............................................................... 11
Figur 5 - Frascold W 50 168 Y compressor - Cycle info (Coolpack) ....................................................... 12
Figur 6 - Nyt køleløsningsforslag (Egen produktion) ............................................................................. 18
Figur 7 - Pladevekslerens indløb og udløb (Egen produktion) .............................................................. 20
Figur 8 - Trevejsventilens stilling i sommerdrift (Redigeret fra bilag 7) ................................................ 22
Figur 9 - Trevejsventilens stilling i vinterdrift (Redigeret fra bilag 7) .................................................... 22
Figur 10 - Clint CHA/DK 604-P Refrigeration circuit diagram (Redigeret fra Bilag 9 side 16) ............... 25
Figur 11 - Clint 604-P – Diagram over sekundærkreds (Redigeret bilag 9 side 18) ............................... 26
Figur 12 - Frikøler konditioner (Egen produktion) ................................................................................ 27
Figur 13 - Frikølerydelser i henholdsvis trekant- og stjernekobling (Egen produktion) ........................ 31
Figur 14 - Anvendelsesområder af frikøler og vandchiller i forhold til udetemperatur ved kølebehov
på 280 kW (Egen produktion) ............................................................................................................... 32
Figur 15 - Temperaturer for hver time i Horsens/Bygholm d. 17. oktober 2012 (DMI.dk) ................... 34
Figur 16 - Øjeblikkelig frikølerydelse d. 17. oktober (Egen produktion) ............................................... 35
Figur 17 - Ujævnheder i frikølerydelse som funktion af udetemperaturen (Egen produktion)............ 35
Figur 18 - Kølebehov dækket af frikøler (Egen produktion) .................................................................. 36
Figur 19 - Indkobling af vandchillere i forskellige trin (Egen produktion) ............................................. 38
Figur 20 - Elforbrug over de forskellige trin (Egen produktion) ............................................................ 39
Figur 21 - Eleffekt som funktion af udetemperaturen (Egen produktion) ............................................ 40
Figur 22 - Øjeblikkeligt elforbrug (Egen produktion) ............................................................................ 41
Forside billede - http://img.directindustry.com/images_di/photo-g/dry-cooler-15397-2387381.jpg
Side 48 af 69
Bilag Bilag 1 - Frikøler stjernekoblet ved udetemperatur på 8 °C
Tilsendt af Morten Konge - Ahlsell ApS
Bilag 2 - Frikøler stjernekoblet ved udetemperatur på 9 °C
Tilsendt af Morten Konge - Ahlsell ApS
Bilag 3 – Frikøler trekantkoblet ved udetemperatur på 8 °C
Tilsendt af Morten Konge - Ahlsell ApS
Bilag 4 – Frikøler trekantkoblet ved udetemperatur på 9 °C
Tilsendt af Morten Konge - Ahlsell ApS
Bilag 5 – Pladeveksler – Sommerdrift
Tilsendt af Henrik Jørgensen - Sondex A/S
Bilag 6 – Pladeveksler – Vinterdrift
Tilsendt af Henrik Jørgensen - Sondex A/S
Bilag 7 – Uddrag af anlægsbog ventiler
http://www.belimo-v3.dana7.dk/files/manager/pdf-filer/anl%C3%A3%C2%A6g%20vand.pdf
Bilag 8 - Vandchiller ved udetemperatur på 30 °C
Tilsendt af Morten Konge - Ahlsell ApS
Bilag 9 – Uddrag af datablad (Clint CHA/K 604-P)
Udleveret af Henrik Jeppesen - Serviceleder, køl - Glenco A/S
Bilag 10 – Tabel over øjeblikkelige frikølerydelse
Egne udregninger
Bilag 11 - Oversigt over eleffekter ved variabel hastighed
Tilsendt af Morten Konge - Ahlsell ApS
Bilag 12 – Tryktab regnet i coolpack
Egne udregninger
Bilag 13 – Frascold kølekompressor
Udleveret af Henrik Jeppesen - Serviceleder, køl - Glenco A/S
Bilag 14 – AWC R290 (Propan) - Luftkølet vandkøleanlæg
http://coolcare.dk/PDF/Produkter/BundgaardAWC2R290.pdf
Bilag 15 – Væskekøleaggregat med Sabroe CMO18 kompressor
Udleveret af Per Lang Sørensen - Production manager - GM Plast A/S
Bilag 16 - Datablad for Grundfos TPE 80-340 4-S A-F-A-GQQE
Udarbejdet ved hjælp af Grundfos WEB CAPS - Dimensionering
Side 49 af 69
Bilag 1 - Frikøler stjernekoblet ved udetemperatur på 8 °C
Side 50 af 69
Bilag 2 - Frikøler stjernekoblet ved udetemperatur på 9 °C
Side 51 af 69
Bilag 3 - Frikøler trekantkoblet ved udetemperatur på 8 °C
Side 52 af 69
Bilag 4 - Frikøler trekantkoblet ved udetemperatur på 9 °C
Side 53 af 69
Bilag 5 - Pladeveksler - Sommerdrift
Side 54 af 69
Bilag 6 – Pladeveksler - Vinterdrift
Side 55 af 69
Bilag 7 – Uddrag af anlægsbog ventiler
Side 56 af 69
Bilag 8 - Vandchiller ved udetemperatur på 30 °C
Side 57 af 69
Bilag 9 – Uddrag af datablad (Clint CHA/K 604-P)
Side 58 af 69
Side 59 af 69
Side 60 af 69
Bilag 10 – Tabel over øjeblikkelige frikølerydelse
17. oktober 2012 Frikølerydelse [kW]
Tid Udetemperatur [°C] Trekant Stjerne Elforbrug [kWh]
0 8,7 295,8 230,5
1 8,5 311,6 242,3
2 8,4 319,5 248,1
3 8,2 335,2 259,9
4 8 351,0 271,7
5 8,5 311,6 242,3
6 8,6 303,7 236,4
7 8,3 327,4 254,0 19,7
8 7,2 414,0 318,8 13,2
9 7,5 390,4 301,2 13,2
10 8 351,0 271,7 19,7
11 9,8 209,2 165,7 19,7
12 11 114,6 95,0 19,7
13 11,5 75,2 65,6 19,7
14 11,3 91,0 77,3 19,7
15 10,6 146,1 118,6 19,7
16 9,6 224,9 177,5
17 9,3 248,6 195,1
18 9,4 240,7 189,2
19 9,3 248,6 195,1
20 9,3 248,6 195,1
21 9,3 248,6 195,1
22 9,2 256,4 201,0
23 9 272,2 212,8
Side 61 af 69
Bilag 11 – Oversigt over eleffekter ved variabel hastighed
Model: Luvata KCE 812B5-D W100 V
Inlet fluid temperature 16,00 °C Initial air temperature -1,5 °C
Outlet fluid temperature 11,00 °C Finish air temperature 13,00 °C
Step air temperature 1,00 °C
Air Inlet temp.
Capacity Fluid Flow Air Flow Fans speed Fans Abs
(°C) (kW) (m3/h) (m3/h) (Rpm) (W) (A)
-1,5 280 52,08 51190 214 279,7 0,67
-0,5 280 52,08 55020 230 347,5 0,83
0,5 280 52,07 59510 248 439,5 1,05
1,5 280 52,07 64850 271 568,6 1,35
2,5 280 52,08 71300 298 755,9 1,80
3,5 280 52,08 79330 332 1041,0 2,48
4,5 280 52,07 89640 375 1501,9 3,57
5,5 280 52,07 103470 433 2309,4 5,50
6,5 280 52,11 123160 515 3895,5 9,27
7,5 280 52,10 154170 644 7639,1 18,18
8,5 280 52,11 211270 883 19665,1 46,79
9,5 - - - - - -
10,5 - - - - - -
11,5 - - - - - -
12,5 - - - - - -
Side 62 af 69
Bilag 12 – Tryktab regnet i coolpack
Side 63 af 69
Bilag 13 – Frascold kølekompressor
Side 64 af 69
Bilag 14 – AWC R290 (Propan) - Luftkølet vandkøleanlæg
Side 65 af 69
Bilag 15 – Væskekøleaggregat med Sabroe CMO18 kompressor
Side 66 af 69
Bilag 16 – Datablad for Grundfos TPE 80-340 4-S A-F-A-GQQE
Side 67 af 69
Side 68 af 69
Side 69 af 69