ClimaCheck Sweden AB Klas Berglöf [email protected] www.climacheck.com
Instalatie fixat cu conexiune Ethernet sau GSM/GPRS
Unitate de inspectie mobila
Performanta in 20 minute fara echipament preinstalat
Inspectii Performante Oct 2009
“Analizand Performanta” Refrigerarii
• Inspectii Performante – necesare si cerute
– Posibilitatea reducerii raportului dintre cost si pierderi
• “Metoda Interna” = Metoda ClimaCheck
– Software si Hardware – Cercetari Aplicabile
• Precizie si limite ale metodei
• Experiente
2
Refrigerarea este pretutindeni! utilizeaza 15-20% din totalul de energie electrica
3
Metoda consta in primirea aprobarii internationale
• Mai mult de 40 de fabricanti din 10 tari
– Producatori Suedezi, Germani, Britanici, Italieni, Cehi, Tailandezi, Coreeni, Finlandezi si Australieni ++
– Aer Conditionat, Frig, Pompe de Caldura si Dezumidificatoare
– Metoda utilizata in dezvoltarea produsului, testarea prototipului si apoi testat pe piata
• Supermarket
– Toate cele trei lanturi de supermarketuri de top din Suedia au solicitat documentatie de dare in exploatare cu“Metoda ClimaCheck ” a supermarketurilor si a depozitelor frigorifice.
– TESCO din Marea Britanie utilizeaza pe teren testarea unui nou depozit prototip. Prima instalatie a fost fixata la magazinul Metro din Milano si au fost realizate mai multe inspectii pe teren.
• Validat de fabrica Carrier Lyon. A fost utilizat de asemenea de catre Trane, Johnson Controls, DuPont +++++
• Instalatori/Consultanti/Contractori Intretinere (400+) in 20 de tari 4
5
Inspectie performanta – optimizare Dare in exploatare – minimizare cost garantie Intretinere preventiva Testare Pre retrofit – post retrofit Suport decizie – expansiune
Metoda poate fi Aplicata Local sau la Distanta – Temporar sau Permanent
DIN-instalatie fixa montata
5
R22 abundent
si recuperator
Metoda Propusa de “3-oil systems” Spania
Procedura R-22 Retrofit
HFC +
POE in
Analize pre-retrofit Nu investesc in
sisteme neproductive
Analize post-retrofit optimizare
7
Usor de aplicat– la “punctele” standard de lucru in 20 de minute
2 senzori presiuni
Intrare Electrica
7 temperaturi pe suprafata
8
Aplicarea senzorilor la sistemul standard
8
• 2 presiuni
• 7 temperaturi
• 1 sistem masurare
putere electrica
9
Ciclul de Refrigerare Simplu
9
P
h
m Vaporizare
Laminare
Condensare
Comprimare
m
m m
m
10
Metoda Analizarea Performantei Teoriei utilizand
metoda ”cutia neagra” pe compresor
10
Cresterea entalpiei agentului frigorific
Puterea electrica absorbita
Pierderi de caldura (relativ mici si previzibile)
(ex. Puterea electrica absorbita = cresterea entalpiei + pierderile de caldura prin carcasa)
Dar despre eroarea in estimarea pierderii de caldura?
33kW
Conditii +5/50°C R407C
T = +15°C
T = 85°C
Pierdere de caldura Entalpie Debitul masic Capacitate % Crestere Rata kg/s kW 5 48.5 0.653 100 7 48.5 0.641 98.2
40% eroare in Pierderea Caldurii rezulta in <2% Capacitatea Erorii
Pierderile de caldura sunt previzibile • Cercetarea vasta si validarea arata ca:
– Pierderile de caldura calorica a compresoarelor sunt foarte mici si vizibile in comparatie cu puterea absorbita
ηT = diferenta entalpiei agentului frigorific* debit masic/ Puterea
electrica absorbita
• Pierderile au fost intre 3-10% in sondaj
ηT este intre 90 si 97% indiferent de proiectare si conditii de functionare
ηT = 93% in mod implicit (in cel mai rau caz eroarea este de
la + 3 pana la - 4%)
• ASERCOM a stabilit intr-un raport ca 2-8% din pierderile de caldura sunt de la carcasa
• Pentru compresoare deschise sau compresoare cu compresor de
racire suplimentar, informatia este introdusa
12
Controlul instalatiei trebuie intotdeauna sa fie definit
• Ar trebui ca puterea accesoriilor sa fie inclusa in
COP pompe/ventilatoare/incalzitor de ulei
• Ar trebui ca pierderile de caldura / absorbtia de
caldura din tevi si de pe suprafetele schimbatorului
de caldura sa fie incluse
• Acestea nu sunt de omis si nu sunt nici corecte si
nici gresite ,numai important a nu se compara
mere cu pere (a se compara cu SR EN14511)
13
-10°C
-10°C
+5°C
Ciclul Practic Simplu Presiune
Entalpie
P1
Supraincalzire
1 9 8
7 6 5 4 3 2 P2
Supraincalzire la refulare
Supraincalzire in condensator
Sub-racire in condensator
Sub-racirea lichidului
-5°C
Eficienta Motorului (Compresoare Deschise)
• Energia de Intrare la Compresorul Deschis este
Puterea Electrica minus Pierderile la Motor
• Eficienta Motorului este Inscrisa pe anexa
“Constante” in Climacheck
Aceste valori pot fi utilizate în cazul în care nu exista informatii disponibile
Precizia masuratorilor
• Evaluarea extinsa a erorii de sensibilitate este facuta de SP (Institutul de Testare si Cercetare Suedez) in 1989 intr-un raport pentru Institutul de Cercetare Constructii (in Suedeza).
• Precizia hardware ClimaCheck
– Senzori • Presiune 1% sau mai mult
• Temperatura Pt1000 Clasa A (±0.15 K + 0.002 [t])
• Energie/Contor Energie Clasa 1 (redenumit in clasa B) 1%
• Transformatoare de curent ± 1%
– Logger • Comunicare digitala cu contor de energie fara erori suplimentare
• Temperatura de 0.2 K pentru o gama larga
• Analog ± 0.1%
16
Rezultate Esentiale
• Capacitate de racire (precizie ± 7%) • Capacitate de incalzire (precizie ± 7%) • COP (precizie ± 5%) • Eficienta compresor • Supraincalzire si subracire • Functionalitatea de Control
• Presiunea si temperatura de Vaporizare si Condensare • UA si diferenta medie de temperatura in vaporizator si
condensator • Debitul agentilor intermediari bazate pe diferenta de
Capacitate si temperatura
17
Listate sunt doar informatiile cheie – modelul standard format din > 40 de rezultate care sa permita analiza detaliata a fiecarei componente
Software-ul ClimaCheck
18
Doua “componente” independente
19
Baza cu date importate Instructiuni pentru sablon calcul – afisare rezultate
Selectare dupa hardware si sablon
Selectare dupa sistemul proiectat
Prezentarea datelor este esentiala pentru analize
20
Flexibilitate cu “module” preconfigurate
• Sursa de date
– Conectati ClimaCheck la datele de intrare
• Logger- Inregistrator cronologic de date
• Fisiere
– Fisierele ClimaCheck (locale si pe internet)
– Fisiere Excel
– Fisiere de pe Internet
– Fisiere Text
• Sisteme de Management a Constructiei si Control Industrial
21
Registre de lucru generate de sabloane
• Sablon standard care acopera majoritatea sistemelor
– Standard pentru configurarea automata a dispozitivelor
hard
– Sistem standard si configurare care nu necesita experienta
foarte limitata cu calculatorul
• Sisteme speciale (o gama larga disponibila)
– Nu incepe invatarea cu sistemele complexe
– Primul pas de identificare corecta a sablonului este esential
– Asigurati-va ca sunt disponibile suficiente canale si senzori
22
Cand poate fi utilizat sablonul standard
• Compresor, condensator, supapa de expansiune si vaporizator
– Compresor deschis, ermetic sau semiermetic
– Compresor racit cu pierderi de caldura cunoscute/estimate
– Grupuri atunci cand toate compresoarele sunt tratate ca unul sau
daca compresoarele sunt masurate unul cate unul si apoi
comparate manual
• Sistem cu subracire
• Sistem cu preracire la refulare (exista in cazuri speciale)
• Sistem cu recuperator caldura pe aspiratia compresorului
(exista in cazuri speciale)
23
Cand solicita-ti un sablon special?
• Economizor
• In doua trepte
• Instalatii cu racire ulei
• CO2 transcritic
• Evaluarea simultana a sistemelor cu mai multe
compresoare
• Evaluarea simultana a sistemelor cu doua circuite
24
25
Teza de Master analiza a 164 inspectii
25
• Institutul Royal de Tehnologie este universitatea
tehnica lider din acest domeniu in Suedia
• Economii a 164 ”Inspectii de Performanta”
• Cazuri individuale cu 40% economii si identificari ale problemelor critice
• Toate sistemele sunt ”pregatite” pentru inspectii
26
Studiu Suedez a 164 instalatii
26
• 87 % din sistemele inspectate nu sunt optimizate
• 10% din economiile de energie se realizeaza
printr-o ”simpla” optimizare
• Sistemele au fost declarate ca fiind gata pentru
inspectii • In plus posibilitatea pentru optimizarea
sistemelor si identificarea controalelor Sursa: Master Thesis by John Arul Mike Prakash, KTH Stockholm 2006
27
13% din 164 de sisteme au fost OK!
Inspectiile au fost planificate si contractantul informat Mare diferenta intre teorie si practica!
Sursa: Master Thesis by John Arul Mike Prakash, KTH Stockholm 2006
28
Variatie Mare a COP
28
% Variation in COP (vs.) Nominal capacity kW
-40
-30
-20
-10
0
10
0 200 400 600 800 1000Nominal capacity kW
% v
aria
tion
in C
OP
Sursa: Master Thesis by John Arul Mike Prakash, , KTH Stockholm 2006
29
Posibilitate semnificativa pentru a economisi Energie
29
Performanta Energetica in Directiva Cladirilor (EPBD) solicitarea Analizelor de Performanta pentru toate tipurile de Aer Conditionat cu Capacitate de
Racire peste 12 kW
10% Economii de Energie la Aerul Conditionat si Refrigerare in Europa ≈ Generarea Energiei Electrice in Denemarca sau Portugalia
sau in total
Turbina Eoliana pentru EU25.
Ca acest lucru sa fie posibil este sustinut de Date de la Tezele de Master de la Institutul Royal de tehnologie din Stockholm Posibilitatea Optimizarii Energiei prin Imbunatatirea la fata locului a Metodelor de
Analiza in Refrigerare Teze de Master de John Arul Mike Prakash,
30
Dezvoltare – productie – dupa piata
30
Micsorarea procesului de dezvoltare – toti parametrii sunt prezentati in timp real
Analiza detaliata a fiecarei componente si interactiunea lor
Timpul de testare mai scurt in productie ca stabilitate nu este atat de critic
Analize detaliate > puncteaza fiecare problema
Risc scazut de garantie
Scaderea costului pentru a arata clientului cind factorii externi afacteaza sistemul
Cresterea increderii clientului
31
Masuratori pe teren de la cele mai mici la cele mai mari
31
Inspectie, testare, service optimizare preventiva
32
Procesul de racire cu recuperare de caldura
32
33
Pornire Sarcina partiala Incarcare completa
Eficienta comp.
34
Pornire
Sarcina partiala Incarcare completa
35
COP +10% incarcare completa
Efic. Compresor 48% - 64% Atunci cand este partial incarcat sau
complet
Suprainc. 0.8 K la sarcina part. critica
8 compresoare nu necesita partea de incarcare > economisire a peste 5000 Euro
100%
67%
Dif. de Temp. 9.3 K
Iesire agent – vaporizare
Bine≈ 3-5 K
Dif. de Temp. 9.3 K
Iesire agent – condensare
Bine ≈ 1-4 K
36 36
37
Dimensiunea nu este importanta 2 trepte 27 MW Termoficare * 4
38
Comprimare centrifugala in doua trepte
38
39
Integrarea in BMS-ul existent
Resultat intr-un singur HP + 3 MW dupa dP in “demistor” detectat
40
Comprimare centrifugala in doua trepte
40
Ulei colmatat demistor
4 K scadere presiune
41
Supermarket-ul Italian Metro Baranzate din Milano salveaza 16 000 Euro pe an
41
Drift som tidigare
Ajust. Controlului
27% mai mare COP
Consumul de energie pe perioada de testare a aratat o ameliorare corespunzatoare
42
Grup Compresor in Supermarket Comp 2 Eficienta Scazuta
Eficienta Izentropica Masurata in functie de compresia ideala
Capacitate Putere
Lichid Vapori
Supraincalziti
Vapori Umezi
o o
o
P,T
P,T
T
COP = Capacitate Putere
Ideal
Comp. Ef. = Comp. ideala Putere
S = Const
44
Eficienta Tipica de Parcurgere, R407C
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20
Evaporating Temperature °C
Compresoare scroll mari
Compresoare scroll mici Eficienta Izentropica
40°C Temperatura de Condensare
Temperatura de Vaporizare °C
45
Comp 2 Eficienta Scazuta
Eficienta Medie Comp.
Grup Compresor in Supermarket Comp 2 Eficienta Scazuta
Ef. Comp. 1, 3 si 4
Sarcina totala
Stab. Stab. Stab.
Sarcina totala Sarcina totala
Compresoare performante > 100% !
Compresoare performante > 100% !
Evap dT Mare
Au incercat sa creasca cu scaderea supraincalzirii
Mult lichid in vaporizator +ulei > reduce subracirea
> lichid care intra in compresor
Reducerea debitului cu lichid de racire > Eficienta Compresor > 100%
Supermarket chiller
HX
TEV
P
h HX
Fara HX
Caldura delta h
Model cu temperaturi suplimentare 2 si 5 pentru analizele sistemului
1
2
3
4 5
6
1 2 3
4 5 6
Racire delta h
50
Proiectarea dT SecC fara vaporizare este de 4-5 K aici 10-11 K
51
Demontat Distributie redusa in Vaporizator Poate sa apara oricand, exista circuite multiple (nu doar schimbatoare de caldura cu placi). Pot fi pe agent frigorific sau pe partea secundara. Risc crescut: A.Cand schimbatoarele de caldura sunt supradimensionate B.Cand are loc congelarea la temperaturi foarte scazute se creste/ descreste vascozitatea in procesul de transfer de caldura se mareste numarul de circuite si se reduce pierderea de presiune pe partea de agent frigorific. C. A se evita depunerea de gheata pe schimbatorul de caldura
54
Testul de scurgere a compozitiei agentului frigorific Functionarea ventilatorului sau a pompelor
verificare corelatie intre punctul de fierbere si apa/aer
Oprire compresor cu functionarea
pompelor sau a ventilatoarelor
55 55
• Economizor
• In doua trepte
• Ulei de racire
• CO2 transcritic
• Evaluarea simultana a sistemelor cu mai multe
compresoare
• Evaluarea simultana a sistemelor cu doua circuite
Cand solicitati un sablon special?
56
Economizor
56
Economizor
TEV
HX
Injectie Vapori
Surub/Scroll
TEV
Ventil Electromagnetic
Condensator
Vaporizator m
i m +
i
P
h
m
i
i m +
Subracitor in Schimbatorul de Caldura Creste Capacitatea de Racire
Pi
Mai mult debit masic la Condensator ofera mai multa capacitate de incalzire
58
Sistemele cu economizor adesea nu sunt optime
Total
Econo. pentru suprainc. Vap. pentru suprainc. COP Conens. pentru subracire
Incarcare Incaracre
58
59
Sistem cascada CO2 cu R134a
60
Metoda este putin limitata (sistemele complexe pot fi facute usor de inteles)
Instalatie industriala cu amoniac si suruburi + ulei de racire
60
61
Multumim pentru atentie
Intrebari