Introductie Carrier s Aquaforce watergekoelde chillers mikt op EU 2020-besparingen

Transcriptie

1 door Ing. Dick Havenaar Voorzitter redactieraad RCC Koude & Luchtbehandeling Carriers introduction of Aquaforce Water-Cooled Chillers aims at EC-2020 reduction guidelines Introductie Carrier s Aquaforce watergekoelde chillers mikt op EU 2020-besparingen In hoog tempo ontwikkelt de wereldwijde industrie voor koude- en luchtbehandelingssystemen nieuwe producten die tegemoet moeten komen aan de huidige en toekomstige eisen op het gebied van duurzaam energiegebruik en sterk verbeterde milieubescherming. De nieuwe norm wordt samengevat onder de noemer 2020: ongeveer alles moet 20% efficiënter en schoner in het jaar Carrier Corporation, s werelds grootste producent op dit gebied, wil met de introductie van Aquaforce watergekoelde koudwateraggregaten zijn leidende positie in de markt verder versterken. 27

2 Na de introductie in 2006 van de Aquaforce luchtgekoelde machines, heeft Carrier op 9 december 2008 in de Europese fabriek in Montluel (Frankrijk) de Aquaforce 30XW-serie nieuwe generatie energiezuinige watergekoelde koelmachines geïntroduceerd. Deze serie koudwateraggregaten is opgebouwd uit 27 modellen met een koelvermogen van kw. Door het hoge rendement zijn de Aquaforce koelmachines zeer breed inzetbaar en voldoen zij aan een gevarieerd eisenpakket. Deze machines worden toegepast in verschillende marksegmenten omdat ze zowel geschikt zijn voor airconditioning en verwarmingstoepassingen in de utiliteit als voor industriële toepassingen. De Aquaforce 30XW biedt flexibele, energiezuinige oplossingen voor eigenaars en gebruikers van commerciële gebouwen. Kelly Romano (foto 1), president van Carrier Building Systems and Services, stelde bij deze introductie dat Carrier met de nieuwe koelmachines zijn positie als wereldmarktleider in milieuverantwoorde en energiezuinige oplossingen voor commerciële verwarming, ventilatie en luchtbehandeling (HVAC) aanzienlijk wil versterken. Nieuwe regelgeving Uit onderzoek van Carrier bleek dat 32% van het wereldwijde energieverbruik voor rekening komt van de transportsector, 28% voor de industrie en 40% voor gebouwen inclusief utiliteit en de woningsector. Die laatste 40% voor gebouwen is weer onderverdeeld in 39% voor HVAC-toepassingen, 18% voor verlichting, 10% voor warmwatersystemen, 9% voor de IT- en elektro nicasector, en 24% voor overige toepassingen. Iedere speler in de HVAC-sector zal moeten beantwoorden aan de nieuwe EU-richtlijn , waarbij men in 2020 wil voldoen aan de klimaatdoelstellingen. Dat betekent concreet: de CO 2 -uitstoot met 20% verminderen, de energie-efficiëntie met 20% verbeteren en het aandeel hernieuwbare energie in het energieverbruik verhogen tot 20%. Carrier wil vooroplopen met de ontwikkeling van deze multifunctionele chiller die kan worden ingezet voor het gelijktijdig koelen en verwarmen. De toepassing past dan ook in de EPBD, die het energiegebruik van gebouwen gaat beperken. De EPBD is de Europese richtlijn energieprestatie van gebouwen. Deze richtlijn moet leiden tot betere energieprestaties van gebouwen in de Europese Gemeenschap. Centraal staat het energieprestatiecertificaat of energielabel, dat aangeeft in welke klasse van energieverbruik het bouwwerk valt. De EPBD stelt dat alle nieuwe gebouwen moeten beschikken over een energieprestatiecertificaat. Deze verplichting is op 1 januari 2008 ingegaan. Voor bestaande gebouwen geldt deze verplichting op transactiemomenten (koop, verkoop of oplevering). Overigens wijzen recente berichten erop dat het energiecertificaat in de praktijk nog weinig wordt gebruikt. Innovatief ontwerp De Aquaforce 30XW kenmerkt zich door een innovatief ontwerp waarin Carriers nieuwste schroefcompressortechnologie wordt toegepast. Als koudemiddel wordt R134a gebruikt. Dit koudemiddel heeft een ODP van nul en tast bij eventuele emissie de ozonlaag niet aan. De GWP van het koudemiddel is bijzonder laag (circa 1300). De koelmachine heeft lage bedrijfskosten, verlaagt het energieverbruik van een gebouw en werkt 20% efficiënter dan zijn voorgangers. Een groen gebouwontwerp vraagt om steeds efficiëntere HVAC-systemen. De Aquaforce koelmachines voldoen aan de huidige Eurovent Energie Efficiëntie klasse A-norm van een vollast EER van 5,1. Aquaforce machines behalen zelfs een EER van 6,2 en een rendement in deellast van 8,1. Om het monteren en installeren op locatie te vereenvoudigen, is deze nieuwe serie chillers voorzien van in de fabriek ingebouwde opties, inclusief configuratie voor het omwisselen van de wateraansluitingen en een of twee aansluitingen voor de elektrische voeding. Ook is levering in delen mogelijk. David Appel (foto 2), president van Carrier Building Systems and Services Europa Middle East Africa, benadrukte in zijn presentatie dat Carrier zijn wereldwijde kennis en ervaring gebruikt om bedrijfszekere machines te ontwerpen en te leveren, waarbij gestandaardiseerde productiemethoden worden gehanteerd. Ook de Aquaforce koelmachine is een voorbeeld van Carriers gestandaardiseerde productiewijze, terwijl er toch ruimte blijft voor de wensen en eisen van installateurs en eindgebruikers. De Aquaforce koelmachines worden geproduceerd in drie fabrieken van Carrier, namelijk in de Verenigde Staten, Frankrijk en China. Foto 1 Kelly Romano, president Carrier Building Systems and Services 28

3 Carrier mondiale speler Carrier Corporation, gevestigd in Farmington, Connecticut (VS), s werelds grootste producent van systemen voor airconditioning, ventilatie, verwarming en commerciële koeling. Het bedrijf behaalde in 2007 een omzet van 14,6 miljard dollar, heeft wereldwijd werknemers in dienst en heeft vestigingen in meer dan 170 landen. Carrier maakt deel uit van United Technologies Corp., gevestigd in Hartford, Connecticut (VS)- wereldwijd leverancier van producten en diensten voor ruimtevaart, luchtvaart en gebouwsystemen. Zie voor meer informatie. Foto 2 David Appel, president Carrier Building Systems and Services Europa, Middle East, Africa Ervaring in productontwikkeling Aquaforce 30XW watergekoelde vloeistofkoelaggregaten zijn uitgevoerd met schroefcompressoren. De ontwerpteams van Carrier hebben eerst grondig onderzocht wat de wensen zijn van de klanten die koel- en verwarmingssystemen gebruiken. Klanten werden niet alleen ondervraagd over gebruik en toepassing, maar ook over de installatie van deze systemen en het benodigde onderhoud. Dit allemaal om er zeker van te zijn dat de nieuwe Aquaforce 30XW-chiller aan deze wensen voldoet. In 1922 bedacht en ontwierp Willis Carrier centrifugaalkoelmachines. Carrier continueerde zijn industriële markleiderspositie door in 2005 de eerste geïntegreerde toerenregeling te introduceren in een watergekoelde chiller die is uitgevoerd met schroefcompressoren en die werkt met een chloorvrij koudemiddel. De Aquaforce 30XW chillerserie is uitgebreid getest in de laboratoriums van Carrier, waarbij bij een aantal proefopstellingen langdurige betrouwbaarheidstesten onder operationele omstandigheden zijn uitgevoerd. Bovendien werden de units ook extra getest op de risico s tijdens het transport. Hiertoe ondergaan de units een simulatietest op een computergestuurd trillingsplateau. Daardoor is men er zeker van dat aan alle kwaliteitsniveaus wordt voldaan, vanaf het transport uit de fabriek tot aan de aflevering op de plaats van opstelling. Alle geproduceerde units worden systematisch onderworpen aan een uitgebreid testprogramma, waaronder het proefdraaien aan het eind van de productielijn. Capaciteit De Aquaforce 30XW-chillerserie heeft drie hoofddoelstellingen: - Flexibiliteit: de serie voldoet aan de verschillende eisen van elk marktsegment zowel verwarming/ airconditioning als industriële koude- en warmteopwekkingstoepassingen. - Efficiëntie: de Aquaforce chiller is milieuvriendelijk en zorgt onder alle bedrijfsomstandigheden voor reductie van het totale energiegebruik van het gebouw en daardoor ook voor een verminderde CO 2 -uitstoot in de elektriciteitscentrale. - Toepasbaarheid: door de brede toepasbaarheid van de Aquaforce chiller is het mogelijk om al in de Carrier-fabriek bepaalde opties te laten aanbrengen, waardoor de units voldoen aan de gewenste klantentoepassing. De Aquaforce serie omvat 27 modellen met een koelvermogen van 400 t/m 1800 kw. Het is één van de grootste series vloeistofkoelaggregaten die in de markt beschikbaar zijn. Aquaforce 30XW is uitgevoerd met watergekoelde condensors en schroefcompressoren. De serie omvat 12 modellen met een koelvermogen van 400 tot 1000 kw die zijn uitgevoerd met één koudemiddelcircuit, en 9 modellen met een koelvermogen van 1000 tot 1600 kw die met twee koudemiddelcircuits zijn uitgevoerd. Top of the range zijn 6 modellen, eveneens met twee koudemiddelcircuits, met een koelvermogen van 1600 tot 1800 kw. De units met de twee circuits bieden extra stand-by capaciteit en hebben een hoge mate van efficiency. Ook zijn alle units voorzien van modulair ontworpen warmtewisselaars. Een belangrijk voordeel van chillers uitgevoerd met watergekoelde condensors is dat met relatief lage condensatietemperaturen kan worden gewerkt, met als gevolg een hoge mate van efficiency, laag energiegebruik en groot koelvermogen. Een ander groot voordeel is de beperking van de geluidsuitstraling naar de omgeving, door de afwezigheid van ventilatoren. De levensduur van de condensor is hierdoor lang. Last but not least: er is een groot aantal mogelijkheden voor energiebesparing door zowel gebruik te maken van warmteterugwinning als van vrije koeling. Aquaforce chillers zijn verkrijgbaar in twee energieefficiencyklassen: 29

4 Innovatieve elementen in Aquaforce Om te kunnen voldoen aan het gewenste energie-efficiëntieniveau zijn de Aquaforce chillers uitgevoerd met Carriers nieuwste generatie 06T schroefcompressoren, het resultaat van Carriers lange ervaring in de ontwikkeling van twin-schroefcompressoren. De compressor wordt aangedreven door een elektromotor met een hoog rendement, die is geoptimaliseerd voor het gebruik in watergekoelde chillers. De elektromotor wordt gekoeld door de aangezogen koudemiddeldamp. De rotoren van de schroeven zijn voorzien van de nieuwste profieluitvoeringen en zijn gebaseerd op het werken met het koudemiddel R134a. De rotoren zijn gelagerd in overmaatse kogellagers. De compressoren zijn uitgevoerd met een regelschuif voor automatisch werkende capaciteitsregeling tussen de 15 en 100%. Door het beperkte aantal bewegende onderdelen van schroefcompressoren zijn deze compressoren uitermate betrouwbaar. Een oliepomp voor de smering is niet nodig. Het onderhoud aan deze compressoren is hierdoor ook bijzonder laag. Een speciaal regelsysteem anticipeert en voorkomt tijdig storingen van de unit aan de compressor, regeling en elektromotor e.d. en is voorzien van een black box waarin het storingsverleden wordt opgeslagen. - De Aquaforce 30XW-unit voorziet in een brede range koelvermogens en kenmerkt zich door een gunstige prijs-/kwaliteitsverhouding en door een energie-efficiënte uitvoering. - De Aquaforce 30XW P-unit wordt geleverd met een hogere efficiëntie om te voldoen aan de vraag naar de laagste bedrijfskosten. Multifunctioneel inzetbaar De Carrier Aquaforce chillers zijn flexibel inzetbaar omdat ze geschikt zijn voor diverse toepassingen en inspelen op verschillende klantenbehoeften. - Verwarming De thermodynamische principes en de warmteoverdracht in een vloeistofkoelmachine zijn algemeen bekend en worden uitgebreid gebruikt in koeltechnische applicaties. Door het gebruik van deze thermodynamische principes wordt voor het verwarmen een hogere efficiëntie bereikt dan met traditionele verwarmingssystemen. Het is de uitdaging voor het gebruik van nieuwe energiebronnen. Deze warmtebron kan worden toegepast voor ruimteverwarming of voor het voorverwarmen van water in woningen of kantoren, waardoor het energiegebruik voor het gehele gebouw wordt gereduceerd en de milieubelasting door de verminderde CO 2 uitstoot wordt bereikt. Carrier speelt hiermee in op de snel in populariteit toenemende warmtepompen. - Airconditioning Aquaforce watergekoelde vloeistofkoelmachines kunnen worden toegepast als thermodynamische boiler. Bij de toepassing van vloerverwarming levert dit een COP op van meer dan 6,5. De units kunnen ook warm water produceren met een temperatuur van +63ºC, afhankelijk van de systeemtoepassing en bedrijfscondities. Aquaforce biedt de mogelijkheid om de machines met een regeling voor diverse vermogens en toepassingen voor verwarmingsdoeleinden in te zetten. De Aquaforce chillers kunnen werken onder een groot aantal watertemperatuurtrajecten, waardoor wordt voldaan aan de vraag naar de diverse mogelijkheden van watergekoelde systeemoplossingen. De Aquaforce 30XW-chiller kan bij een grondwatertemperatuur van +8ºC of lager door zijn regelings- en besturingssysteem het intrede condensorwater zodanig regelen dat de machine storingsvrij blijft functioneren. De chiller is ook in staat om aan de condensor uitrede zijde water te leveren met een temperatuur van +63 C. Hierdoor is de 30XW gelijkwaardig aan een brede serie van warmte terugwinsystemen inclusief bodemwarmte opslagsystemen, koeltorens en droge koelers. - Industriële toepassingen Koeling is essentieel voor het instandhouden van veel productieprocessen, voor het conserveren van voedingsmiddelen en voor het instandhouden van de koudeketen. Ook voor de chemische en kunststoffenindustrie, en in de agrarische sector en voedingsmiddelenindustrie is het van belang om over betrouwbare en nauwkeurig werkende waterkoelsystemen te kunnen beschikken, die voldoen aan de wensen van de klant. Indien industriële toepassingen temperaturen onder de nul graden Celsius vereisen, kan het temperatuurtraject van de Aquaforce chillers worden aangepast voor het afkoelen van koudedragers beneden de nul graden Celsius, en wel tot maximaal -12ºC. Hoog efficiëntieniveau De Aquaforce chillers overstijgen volgens het ontwerp zelfs de huidige energie-eisen. De Eurovent Energie Efficiency-classificatie voor watergekoelde vloeistofkoelmachines voor klasse A vereist bij vollast een EER van 5,1. Met de Aquaforce chillers 30

5 Innovatieve elementen in Aquaforce Nieuw model warmtewisselaar/ verdamper De Aquaforce 30XW-chillers werken volgens het zogenaamde flooded system, waardoor er een bijzonder efficiënte en maximale warmteoverdracht tussen de te koelen vloeistof en het koudemiddel ontstaat. Het koudemiddelverdeelsysteem en de pijpen en schotten zorgen voor een optimale waterzijdige en koudemiddelzijdige warmteoverdracht. Het uitwendige en inwendige pijpoppervlak van de koperen pijpen is namelijk voorzien van microscopisch kleine groeven die ervoor zorgen dat er een maximale warmteoverdracht plaatsvindt tussen het verdampende koudemiddel aan de buitenzijde van de pijpen en het water dat door de pijpen stroomt. Een extra voordeel van dit systeem is het geringe waterzijdige drukverlies waardoor ook weer energie bespaard wordt op het krachtverbruik van de waterpompen. Watergekoelde condensor De watergekoelde condensor is voorzien van een in de condensor geïntegreerde olieafscheider. De olie wordt door de speciaal hiervoor geconstrueerde olieafscheider automatisch teruggevoerd naar de compressor. Voor de smering van de compressor is zelfs geen oliepomp nodig. Eenvoudiger kan het niet. De olieafscheider is voorzien van twee heetgas inlaat aansluitingen en verder voorzien van druppelvangers. Door de speciale constructie is deze combinatie van condensor/olieafscheider bijzonder compact uitgevoerd. Economizer met elektronisch expansiesysteem De Aquaforce 30XW-chiller is uitgevoerd met een economizer, voorzien van een elektronisch expansieventiel. Dit resulteert in een verhoging van zowel het koelvermogen als de COP of koudefactor van de chiller. Deze gecombineerde economizermodule zorgt ervoor dat de koudemiddelstroom bijzonder nauwkeurig geregeld wordt en het koelvermogen door de superfeed en onderkoeling (zie log P-H diagram) met ca. 15% wordt verhoogd. Hierdoor vindt er een aanmerkelijke rendementsverhoging plaats. DE BESTE AIRCONDITIONING MERKEN ONDER ÉÉN DAK: Panasonic & Mitsubishi electric Wandunits Multi split units Free Multi inverter units Plafondunits Vloerunits Cassetteunits Kanaalunits Twin-systemen Wandunits Vloerunits Plafondunits Multisplit systemen Cassetteunits Kanaalunits Flexibel en Snel Hongkongstraat BS Rotterdam Tel.: +31 (0) Fax: +31 (0) info@multi-import.nl H o g e k w a l i t e i t e n u i t v o o r r a a d l e v e r b a a r. Wij leveren ook alle denkbare montagematerialen 31

6 Het hart van de nieuwe 30XW is de door Carrier ontwikkelde schroefcompressor. Deze vormt de basis voor: - hoog rendement - flexibele inzet - betrouwbare bedrijfsvoering wordt een EER van 6,2 gehaald. De Aquaforce vloeistof koelmachines zijn echter ook bijzonder efficiënt in deellast bedrijf. Op basis van de Eurovent Season Energy Efficiency Ratio (ESEER) komen de Aquaforce chillers bij deellast uit op 8,1. Compacte bouw Om de installatietijd op locatie te beperken en om in te spelen op de wens vanuit de markt voor turnkey oplossingen, heeft Carrier zich toegelegd op het ontwerpen van eenvoudig te installeren producten. Met de beschikbaarheid van standaardopties en -accessoires streeft Carrier ernaar om producten te leveren die gemakkelijk te installeren zijn. Er zijn standaardopties en -accessoires beschikbaar die de machines gemakkelijk inzetbaar maken, waardoor ze voldoen aan de diverse installatiemogelijkheden. Een belangrijk aspect bij het kiezen van een vloeistofkoelmachine zijn de afmetingen ervan. Machinekamers zijn vaak klein omdat ze nooit onderdeel zijn van de hoofddoelstelling van het gebouw. Bij het bepalen van de lay-out van de units was de belangrijkste opdracht om de afmetingen zo gering mogelijk te houden, waardoor meer flexibiliteit zou ontstaan voor het plaatsen en installeren van de unit. Ook het verrichten van onderhoud en service en gemakkelijke toegang naar de diverse machinecomponenten speelde een belangrijke rol bij het ontwerp. Voor renovatieprojecten is het van belang om het vervangen van een unit zonder bijkomende kosten en werkzaamheden uit te kunnen voeren. Met een breedte van minder dan 1 meter en zelfs voor een unit met een koelvermogen van meer dan 1MW kunnen de Aquaforce 30XW-chillers worden getransporteerd door een standaard machinekamerdeur. Toepassingen Aquaforce chillers kunnen worden ingezet voor een groot aantal specifieke toepassingen. De volgende te installeren opties kunnen door de fabriek worden meegeleverd: - In spiegelbeeld uitgevoerde wateraansluitingen: in de fabriek aangebrachte modificaties beperken het leidingwerk op locatie en besparen installatietijd en materiaalkosten - Enkel of dubbel uitgevoerde elektrische voedingsaansluiting: de elektrische voedingsaansluitingen van de units kunnen zodanig worden gespecificeerd dat ze op het werk gemakkelijker en sneller Overzicht 30XW Assembly Line 32

7 kunnen worden aangesloten. - Ongemonteerde levering: de units kunnen in verschillende delen worden geleverd, waardoor de installatie in de machinekamer of technische ruimte met beperkte toegang kan worden gerealiseerd. Productieproces De Aquaforce 30XW-productielijn kan 6 units per dag afleveren. De lijn is effectief opgezet, waardoor het aantal handelingen zo gering mogelijk is. Dit is mede mogelijk door een goede voorbereiding en aanlevering van voorgemonteerde samenstellen en onderdelen. Deze aanlevering en montage is zo veel mogelijk geautomatiseerd. (zie overzicht 30XW assembly line) Voor de fabricage zijn in de fabriek 15 montagelijnen opgesteld. Het gehele assemblageproces wordt op een groot aantal punten gecontroleerd en waar nodig bijgestuurd. De fabriek in Montluel (bij Lyon) in Frankrijk heeft een ontwerpafdeling die toonaangevend is voor de wereldwijde ontwikkeling van de Aquaforce chillers. De fabriek beschikt over een modulair productontwikkelingssyteem waar nieuwe producten vanaf concept, specificatie, ontwerp en gereed product tot introductie in de markt worden gerealiseerd. De fabriek, waar 540 personen werkzaam zijn, heeft een totale productie (verdeeld over het totale leveringsprogramma) van machines. Kwaliteitscontrole van het assemblageproces Hiervoor wordt een bijzonder efficiënt systeem gehanteerd. De door de leveranciers aangeleverde materialen en onderdelen worden nauwkeurig gecontroleerd. Met deze partners zijn strikte afspreken gemaakt over de kwaliteit van de producten en ook over het aantal toegestane afkeuringen. In het gehele proces (zie overzicht Quality Processes) gaat het om de kwaliteit van toegeleverde producten, eigen productie, zorgvuldige assemblage of samenbouw, controle op goede werking en afkeuring van onderdelen die niet voldoen aan de kwalificaties, eventuele fout uitgevoerde montages, lektestcontroles met helium en water, en het proefdraaien. Het gehele proces wordt beheerd door het kwaliteitsmanagementsysteem voor de productie. Het personeel dat uitvoering geeft aan dit systeem wordt hierin getraind en er vinden ook regelmatig audits plaats ter controle en verbetering. Aan training wordt 6200 uur per jaar besteed. De units hebben uitgebreide kwalificatietesten ondergaan, waaronder allerlei proeftesten in het laboratorium en ook testen op trillingen. Algemene kwaliteit van de units is geverifieerd bij toonaangevende klanten, en zijn er ook daadwerkelijk veldtesten op locatie uitgevoerd. Grondige controles tijdens fabricage en assemblage worden uitgevoerd en als laatste worden de units onderworpen aan het proefdraaien in de fabriek voordat de units worden getransporteerd. Conclusie De markt vraagt vandaag de dag om apparatuur die flexibel inzetbaar is voor diverse toepassingen, efficiënt en betrouwbaar is in gebruik, voldoet aan de geldende milieueisen, compact is van afmetingen, eenvoudig en snel is te monteren op het werk met als gevolg lage installatiekosten, functioneert met lage exploitatiekostenkosten, gemakkelijk is te bedienen en weinig onderhoud vergt, en tevens voldoet aan de Eurovent klasse A. De nieuwe Aquaforce serie watergekoelde chillers van Carrier zet hoog in om aan al deze markteisen tegemoet te komen. Nadere Informatie Carrier Nederland BV Divisie Airconditioning Postbus ZH Hazerswoude Rijndijk T: F: info@carrier.nl Overzicht Quality Processes. 33