Joris Kortstee Danfoss BV, Vareseweg 105, Rotterdam, Nederland

Vergelijkbare documenten
Heetgasontdooiing in industriële verdampers deel 2

IIAR 2017 San Antonio TX HAD. Hoog Efficiente Afscheider. Jeroen Schröer V JS

Klimaatbeheersing (3)

Energie kosten besparen met Gesloten Hybride Medium-koeler (GHM)

Warmte in de koudetechniek, een hot item

Warmtepompen. Een introductie

INLEIDING PERSLUCHTKOELDROGERS

Restwarmtebenutting in de vleesverwerkende industrie. Case. A.(Fons)M.G. Pennartz Ir. Manager team Energie KWA Bedrijfsadviseurs B.V.

INLEIDING PERSLUCHTKOELDROGERS AIRWORKS DRY PERSLUCHTKOELDROGERS FRIULAIR ACT PERSLUCHTKOELDROGERS

Leidingwerk. Wijbenga info sheet 11: Inleiding

Nat N u at u u r u l r i l j i ke k ko k u o d u e d mi m d i de d le l n, n een n atu at u u r u l r i l j i ke k ke k uze u!

Storing indicatie van LED binnen/buiten en eerste oordeel

Afbeelding 1: HD vlotter in Log P h diagram

Fig. 1 De schroefcompressor (bron Mayekawa)

Hoeveel energie steekt U in uw pompsystemen??????? Consulting & Sales Engineer Drives & Controls. Bij voorkeur de juiste!!!!

Inhoudelijke verkenning gesubsidieerde NH 3 /CO 2 koel/vrieshuis-projecten met onvoorziene praktijk problemen

Check uw koeling en bespaar zo per jaar

Energie Regeneratie Ventilatie. Op EPBD lijst. Energie efficiënte balansventilatie met warmte- én vochtuitwisseling ERV

DE RYCK Klima. 1 kw primaire energie 2,25 kw warmte. ŋ verlies op motor 10% netto vermogen op WP 34% geeft warmte afvoer verwarmingscircuit

Verwarm uw woning elektrisch. Creëer met een warmtepomp uw ideale WinWoonSituatie

DE EFFICIËNTE EN MILIEUVRIENDELIJKE OPLOSSING VOOR DE PRODUCTIE VAN SANITAIR WARM WATER

LUCHTKOELERS Cu/Al. Enkel uitblazend. BSE: 4 mm lamelafstand BSE: 7 mm lamelafstand

Gefeliciteerd met uw vernieuwde woning!

Extra oefenopgaven bij hoofdstuk 5 en 6

TWIN-COOL. Onafhankelijk.

Fig. 1 Systematisch schema pompsysteem

Warmteterugwinningsystemen. Verspil de energie van uw koelunit niet maar maak er gratis warm water van

Check uw koeling en bespaar zo per jaar

Verdampingscondensors

Innovatieve koeltechniek aan boord van visserijtrawlers

VERRIJK UW VAKMANSCHAP DIMENSIONERING VAN LEIDINGEN

Pool & Spa. De Hydro-Pro warmtepompen

Thermodynamische analyse van het gebruik van een warmtepomp voor residentiële verwarming

VENTILATIE VOOR THUIS. de duurzaam winkel. maakt uw woning klaar voor de toekomst

Storing indicatie van LED binnen/buiten en eerste oordeel

Hoe kan ik de restwarmte van datacenters hergebruiken? APAC Airconditioning Martijn Kolk

ONDERKOELING-OVERVERHITTING. Rudy Beulens

Energiebesparing op en verduurzaming van bestaande koelinstallaties. AQ Group, Peter Scharis Sales Manager

Producten. Lucht/water-warmtepomp, verwarmingscapaciteit van 18,2 t/m 31,0 kw/h (A2/W35) Bouwgrootte: Eco-9 t/m 16 LS-T en LS-T/HG

Niet condenseerbare gassen

TRENDS IN RETAIL INDUSTRY REFRIGERATION

Eneco WarmteWinner. Eneco Smart Energy. Postbus BA Rotterdam EBE.CSM.WARMTEWINNER.10/17

Brammer Energy Savings

Informatieblad. Warmtepompen INLEIDING

Gebruiksaanwijzing ALFA-45 Bedien-unit Koel / Ontdooi thermostaat met ventilator sturing.

1. Welke gasmotoren kent u? 2. Wat verstaat u onder een Otto gasmotor? 3. Wat verstaat u onder een diesel-gasmotor?

Ecoair Ontworpen voor directe expansie warmtepompsystemen

INLEIDING PERSLUCHTKOELDROGERS AIRWORKS DRY PERSLUCHTKOELDROGERS FRIULAIR ACT PERSLUCHTKOELDROGERS

Toepassing KVP verdamperdrukregelaar KVR condensordrukregelaar... 38

SAVE EN RGY! Energieoptimalisatie van een maisdroger in een veevoederfabriek

Energik testo NV/SA. Het koeltechnisch diagram met de testo 570

Warmteterugwinningsystemen. Verspil de energie van uw koelunit niet maar maak er gratis warm water van

Recycle je warmte. De Eneco WarmteWinner

GEBOUWEN SCHOLEN BEURSHALLEN HORECA ZWEMBADEN BEDRIJFSHALLEN KANTOREN WINKELS. HR-WTW Hoog Rendement Warmteterugwinning

WARMTE UIT KOUDE. Inzet van warmte uit koude (koelinstallaties) Kansen en rentabiliteit. warmte uit koude is geld waard

Consultancy en Auditing. Procesmodellering. Overige specialiteiten

Datum:13/12/2018 Locatie: Iov: Frigro NV Doorniksesteenweg / Kortrijk

Tekst: ing. Dick Havenaar OPMERKELIJKE INNOVATIE: THERMOSIFON-KOELING EN FREE COOLING

Meer wooncomfort. en minder energieverbruik door een warmtepomp. voltalimburg.nl/warmtepomp

Koeldroger Serie TH-TI

Advies Ontwerp Levering Installatiepartners Inbedrijfstelling

Hoog rendement voor vrijwel elke bestaande situatie. Gasabsorptiewarmtepompen. Logatherm GWPL 35

KOELING VAN DATACENTERS DOOR DE JAREN HEEN DATA CENTER

oefenopgaven wb oktober 2003

Pompsystemen waarborgen kwaliteit

Hoe hoog staat u op de prestatieladder?

Koelen én ventileren met de FreeCooler

De mechanische ventilatie type C is in te delen in twee stromingen die nog in de huidige huizen aanwezig zijn:

Door Anna Gruber (FfE), Serafin von Roon (FfE) en Karin Wiesmeyer (FIW)

Hybride warmtepompen. Wat, wanneer en hoe? Simon Tuitel, Product Manager Warmtepompen, Controls & connectivity

Milieubewust genieten van totaalcomfort in uw woning

Your added value provider

ThermoCond 39. LUCHTHOEVEELHEID: m 3 /h. Overige eigenschappen en opties: Eigenschappen: Zwembadklimatisering ThermoCond 39

Cooling & Heating Innovations

Luchtgordijn voor alle seizoenen Verwarmen en koelen Single - VRF - Inverter

THERMODYNAMICA 2 (WB1224)

Energiemanagement Actieplan 2015 CO 2 -Prestatieladder

AANSLUITSCHEMA 1 - VOOR CV HOUTKACHELS Aansluitschema voor de aansluiting van een CV houtkachel op een bestaand cv systeem

Alle. Eén. Nauwkeurige temperatuurregeling zonder angst voor corrosie. Roestvrijstalen producten voor de vleesverwerkende industrie

Een serie effectieve nakoelers en waterafscheiders afgestemd op uw compressor


MOBIELE LUCHTONTVOCHTIGERS

Gebruikershandleiding Techneco Blomberg warmtepompboiler. Typen: BL 160 BL 200 BL 250 BL 300 E,V,W

SEC. Bouwen zonder gas! Door Heating Solutions International en Smart Energy Concept 2018

Units tegen de borstwering

Optimaliseer uw pompsysteem op een intelligente manier. Marco Bellemans Dirk Raes

aanvullende gebruikers handleiding AQUA Plus Versie

Energiebesparing door middel van een perslucht retoursysteem

Koeldrogers Serie TG-TI

Model opnamerapport mechanisch ventilatiesysteem

Energie voor het leven

Toros Vision. Kennismaken. De nieuwe generatie combi-warmtepomp. Oktober 2015 Energie Den Bosch

Airco PDF AIRCO PDF. AutobedrijfLeoHoeben. AutobedrijfLeohoeben

Easy Drain. WTW systeem. gekeurd

Methode van Stoomverspreiding. Elektrische ventilator Model FSA, AMEF. Pneumatische ventilator Model AMAF. Uitblaasnozzle Model VSA, AM

De totaaloplossing - Ventileren, Verwarmen, Koelen en Warmwatervoorziening. vloeroppervlak

Pool & Spa De Hydro-Pro warmtepompen

Bouwfysica. Ventilatie en Infiltratie. hoofdstuk 6 Bouwfysica. eisen m.b.t. ventilatie oppervlakte

WarmteTerugWinning voor optimale diergezondheid en een beter bedrijfsresultaat. Ir. Maurice Ortmans

Rittal The System. Faster better worldwide. Elbert Raben Product Manager Rittal bv Jack Quadflieg Sales Manager Jaeggi België/Nederland

Transcriptie:

Optimalisering van heetgasontdooiing in industriële verdampers bij vriescondities Anatolii Mikhailov Danfoss A/S, Albuen 29, Kolding, Denemarken amik@danfoss.com Joris Kortstee Danfoss BV, Vareseweg 105, Rotterdam, Nederland joris.kortstee@danfoss.com

Inhoud 1. Introductie en korte samenvatting 2. Omschrijving van een typisch industrieel heetgasontdooisysteem 3. Inzoomen op de regelstanden 4. Evaluatie van de efficiëntie van heetgasontdooing 5. Bevestiging theoretische aannames door praktijkproef en metingen 6. Conclusies

1. Introductie Ontdooiing is een noodzakelijk kwaad. Verdamper volledig ingevroren In-efficiente ontdooiing Schone verdamper

1. Introductie Ontdooiing is een noodzakelijk kwaad. 1. Wat gebeurt er bij een aangevroren verdamper? Vocht uit de lucht vriest vast op lamellen Warmteoverdrachtαvermindert dramatisch Luchtflow daalt Capaciteit vermindert T (lucht/koudemiddel) stijgt Verdampingstemperatuur To daalt 2. Bij een slecht ontdooide verdamper:: Stijgt energieverbruik compressor Stijgt energieverbruik ventilatoren Daalt de systeem efficiëncy

1. Introductie Kunnen we efficiënter ontdooien? 1. Welke grootheden beïnvloeden de ontdooiefficiëntie? Persgasontdooi toevoerdruk: (1) Persgasontdooitijd (2) Ontdooi eindtemperatuur (2) Lekkagegraad (kg/s) van niet gecondenseerd persgas terug naar de LD afscheider (3) Ontdooiverliezen (naar de ruimte) Energieverbruik compressor als tijdens ontdooiing de persdruk moet stijgen 2. Welke ontwerpparameters beïnvloeden de ontdooiefficientie? Condensaatretour: niveau- of druk gecontroleerd (4) Separate ontdooiing lekbak/verdamper (5) Leidingontwerp 3. Welke parameters beïnvloeden de veiligheid tijdens ontdooiing? Opening- en sluittijden van heetgastoevoer kleppen en zuigkleppen (6) (Mechanische spanning van vloeistofslag) De manier waarop heetgas wordt ingespoten

2. Omschrijving van een typisch industrieel heetgasontdooisysteem

2. Typisch heetgasontdooisysteem NH3

2. Typisch heetgasontdooisysteem CO2 Apparte CO2 HD ontdooicompressor gekoppeld aan de zuig van de hoofdcompressor Compressor genereert extra koelcapaciteit voor het hoofdsysteem Compresor kan aan zijn limieten mbt verschildruk zitten CO 2 compressor CO 2 verdamper CO 2 afscheider Droge zuigleiding -40 o C (9 bar) - CO 2 - NH 3 Cascade condensor Persdruk: 5-10 grd.c = 39-44 bar Verschildruk: 30-35 bar

2. Typisch heetgasontdooisysteem CO2 Apparte CO2 HD ontdooicompressor gekoppeld aan de pers van de hoofdcompressor P HD compressor kleiner, efficiënter Zuigdrukregeling noodzakelijk CO 2 HP compressor CO 2 compressor CO 2 verdamper CO 2 afscheider Droge zuigleiding -40 o C (9 bar) - CO 2 - NH 3 Cascade condensor Persdruk: 5-10 grd.c = 39-44 bar Verschildruk: 30-35 bar

2. Typisch heetgasontdooisysteem CO2 Persgas generator Geen compressor benodigd Hoge opvoerhoogte toevoerpomp noodzakelijk Secundair systeem nodig tbv persgas generator CO 2 verdamper Droge zuigleiding -40 o C (9 bar) - CO 2 receiver CO 2 compressor CO 2 - NH 3 Cascade condensor CO 2 persgas Warmtewisselaar NH 3 persgas of alternatief 10

2. Typisch heetgasontdooisysteem Algemene vuistregels Zorg voor een zo leeg mogelijke verdamper voor starten ontdooiing Vermijdt vloeistof in de betreffende leidingen (vooral heetgas) -Vermijdt zakken in de leidingen -Drain evt condensaat Overweeg een geregelde ontdooiidruk TOEVOER Zorg voor gecontroleerde opening van heetgaskleppen Zorg voor drukontlasting na ontdooiing Spuit nooit heetgas in koude vloeistof (en vooral niet onder de vloeistofspiegel ) Zorg voor correcte timers tbv alle stappen bij het ontdooiproces Extra tbv CO2 (hoge drukken/verschildrukken) Let op de max. openings verschildruk (MOPD) voor toe/afvoerkleppen) Let op de max. ontwerpdruk (PS) Mechanische piekbelastingen

2. Typisch heetgasontdooisysteem Algemene vuistregels

2. Typisch heetgasontdooisysteem Beschrijving van een typisch heetgasontdooisysteem 1.Vloeistoftoevoer 2.Persgastoevoer 3.Condensaat retour 4.Natte zuigleiding

2. Typisch heetgasontdooisysteem Beschrijving van een typisch heetgasontdooisysteem 1.Vloeistoftoevoer 2.Persgastoevoer 3.Condensaat retour 4.Natte zuigleiding

2. Typisch heetgasontdooisysteem Beschrijving van een typisch heetgasontdooisysteem 1.Vloeistoftoevoer 2.Persgastoevoer 3.Condensaat retour 4.Natte zuigleiding

2. Typisch heetgasontdooisysteem Beschrijving van een typisch heetgasontdooisysteem 1.Vloeistoftoevoer 2.Persgastoevoer 3.Condensaat retour 4.Natte zuigleiding

2. Typisch heetgasontdooisysteem Ontsooi sequentie

3. Inzoomen op de regelstanden Vloeistoftoevoer: minder koudemiddel toevoer (PWM) Geoptimaliseerde hoeveelheid koudemiddel in de koeler (CV) Optimalisatie koeler/zuig temperatuur Geoptimaliseerde verdeling minder koudemiddel in koeler (indirect effect)

3. Inzoomen op de regelstanden Inzoomen rondom de verdamper Persgastoevoer gecontroleerde en veilige inspuiting Pergastoevoer optimalisatie Gecontroleerde inspuiting (Minder mechanische stress) Persgas inspuiting mbv een bypassklep Pergastoevoer optimalisatie Gecontroleerde persdruk en inspuiting (Snellere ontdooiing en efficienter) Apparte ontdooicompressor (vooral bij CO2) Gecontroleerde persdruk en een geregelde inspuiting dmv een motorklep

3. Inzoomen op de regelstanden Inzoomen rondom de verdamper Persgastoevoer separate inspuiting koeler en lekbakspiraal Minder warmteverlies naar de ruimte Koeler zelf is eerder ontdooid en kan dan afesloten wporden van persgas. Lekbakspiraal moet langer ontdooid worden om rijp te doen smelten.

3. Inzoomen op de regelstanden Inzoomen rondom de verdamper Condensaatretour Minder warmteverlies naar de ruimte Focus op stoppen op ontdooi eindtemperatuur ipv op tijd (minder warmte uitstoot naar ruimte) Minder gas bypass naar de LD afscheider Minder compressor energie benodigd Stabiel ontdooiproces Schematische weergave van een vlottersysteem voor de condensaat terugvoer

3. Inzoomen op de regelstanden Inzoomen rondom de verdamper Condensaatretour

3. Inzoomen op de regelstanden Inzoomen rondom de verdamper Natte zuigleiding Minder mechanische stress en drukstoten in systeem 2 staps openende kleppen Motor gestuurde kleppen Beschouwingen: Openings / sluittijd Drukontlasting na ontdooing: 2 staps openende klep Minder drukverlies (Grote kv waarde) Persgas gestuurde kleppen (2 stap openend) Motor kleppen Kogelafsluiters Drukontlasting na ontdooing: motorklep

3. Inzoomen op de regelstanden Optimale ontdooiing Pulserend vloeistof inspuiten Gecontroleerde perssdruktoevoer Gecontroleerde persgasinspuiting Separate ontdooiing lekbak Condensaatretour: vlotters Natte zuig: 2 stap openende kleppen

4. Evaluatie van de efficiëntie van heetgasontdooing

4. Evaluatie van de efficiëntie van heetgasontdooiing Een bestaande vrieshuis is als voorbeeld genomen De regelstations van 1 koeler zijn omgebouwd met alle mogelijke kleppen en oplossingen om de genoemde theorieën te testen. Er is een theoretisch ontdooi energiemodel berekend. Tevens een inschatting gemaakt van de verwachte besparing Tabel1: Belangrijkste gegevens van het vrieshuis

4. Evaluatie van de efficiëntie van heetgasontdooiing Berekening van de benodigde smeltenergie voor rijp op een typische industriële koeler. 20 % lucht belemmering bij 1 mm rijpdikte en 10 mm lamelafstand Tabel 2: theoretische benodigde ontdooienergie om rijp te doen smelten (Volgens Pearson 2006)

4. Evaluatie van de efficiëntie van heetgasontdooiing Berekening van de benodigde smeltenergie voor rijp. Verschillende studies geven een warmteverlies aan tijdens ontdooien rond de 55% of meer (Hoffenbecker 2005). Lagere waarden zijn bruikbaar voor systemen voor een meer optimale ontdooiing, en hogere waarden voor minder optimale systemen. Parameters die voor het theoretische model in beschouwing worden genomen Warmteverlies naar omgeving Gas bypass langs ontdooidrukregelaar (vlotter/drukregeling/persdruk) Langere ontdooitijd tgv geen optimale persgastoevoer, timer settings

4. Evaluatie van de efficiëntie van heetgasontdooiing Berekening van de benodigde smeltenergie voor rijp bij een typische industriële verdamper met aangenomen verliezen. De berekening geeft een indicatie van een theoretische besparing bij geoptimaliseerde ontdooiing Tabel 3: Theoretisch extra benodigde ontdooienergie bij niet geoptimaliseerde ontdooiing

4. Evaluatie van de efficiëntie van heetgasontdooiing Berekening van de benodigde smeltenergie voor rijp met veronderstelde verliezen. 3 ontdooiingen per dag 18,32 kwh besparing per verdamper per ontdooiing 10 verdampers Tabel 4: Kosten van de extra ontdooienergie

5. Verificatie theoretische aannames door praktijkproef en metingen

5. Metingen in de praktijk (1) Doel is om mbv metingen de theoretische berekeningen betreffende mogelijke ontdooibesparingen te toetsen. Focus op Persgastoevoer Gebruik van bypassklep in toevoerleiding ipv 1 magneetklep (6) Gecontroleerde persgasontdooi toevoerdruk (1) Separate ontdooiing lekbak / verdamper (5) Natte zuigleiding 2 staps opende zuigklep aangestuurd met persgas (6) Einde ontdooitijd Op basis van verdamper opervlakte temperatuur ipv op tijd (2)

5. Metingen in de praktijk (1) A: Vloeistofmagneetklep sluit, fans blijven draaien Zuigklep sluit B: Bypass klep in de persgasleiding wordt geopend. C: klep (hoofdklep opent) D: Einde ontdooiing, fans draaien, zuigklep opent.

5. Metingen in de praktijk (1) Eerste conclusies: Persgas inspuiting Stabielere inspuiting / ontdooiing, meer, ontdooitijd vermindert Gescheiden ontdooiing van lekbak en koeler Natte zuigleiding Stabielere ontdooiing, ontdooitijd vermindert Condensaat overstort Juiste capaciteit overstort aangebracht, minder bypas gas Einde ontdooiing op basis van koeler oppervlakte temperatuur Ontdooitijd kon worden teruggebracht naar ongeveer 20 minuten ipv. 28-30 minuten.

5. Metingen in de praktijk (2) Focus op Afvoeren condensaat a) Drukgeregeld (4) - Condensaat afvoer geregeld middeld een intrededrukregelaar afgesteld op 5,2 bar (10 grd.c) - Persgastoevoer: minimaal 9 bar (25 grd.c) b) Condensaatniveau geregeld mb een vlotter (4) - Persgastoevoerdruk wordt gereduceerd naar maximaal (1) 5,3 bar (11 grd.c) - Lekbakspiraal en verdamper in serie geschakeld

5. Metingen in de praktijk (2) Condensaat wordt afgevoerd mbv vlotters. (4) De resultaten laten de gemeten temperaturen zien van de sensors op de bodem van de verdamper De verdampertempertemperaturen stijgen gelijkmatiger dan met een drukgeregelde ontdooiing De verdampertemperaturen liggen dichter bij elkaar Geen vloeistof ophoping in de koelers Geen onnodige opwarming van gecondenseerde vloeistof De druk na de vlotters is lager als dan met drukgestuurde ontdooiing Ontdooiing was na 15 min. klaar. (in de helft van de normale tijd) Vlotter geregelde ontdooiing

5. Metingen in de praktijk (2) Condensaatretour mbv vlotters (4) Geen problemen om condensaat naat de vlotters te leiden 0.6mm bypass orifice was voldoende Drukgeregelde ontdooing gaf een hogere intrededruk aan en geconstateerd werd dat veel persgas door de klep ging.

5. Conclusies Heetgasontdooiing is een zeer effectieve methode, echter de manier waarop het wordt uitgevoerd bepaald de efficiëntie en de veiligheid. Alle regelstatrions kunnen worden geoptimaliseerd vanuit efficientie of veiligheids overwegingen. De theoretische besparing zijn significant genoeg en kunnen een flinke energiebesparing opleveren. Verscheidene testen zijn uitgevoerd. Eerste indicatie zijn hoopgevend: 5% besparing zijn in dit vrieshuis mogelijk tov de het jaarlijkse energiegebruik. Er zijn meer testen nodig om de theoretische bevindingen volledig te bevestigen.