Herbstseminar 2008 des VHKS Oö.

Transkript

1 Herbstseminar 2008 des VHKS Oö. Technikertrainingsseminar zum Themenbereich Fernkälteanlagen Kältesysteme Leistungsziffern, im allgemeinen Teillastverhalten, Investitionskosten von Kältemaschinen/ systemen)kompaktkältemaschinen Luft/ Wasser, Einsatzbereich, Absorbtionskältemaschinen Kurt Bürscher, Donnerstag 23. bis Samstag 25. Oktober 2008 im ****Aviva Singleroom Resort & Spa in 4170 St. Stefan,

2 Luftgekühlt Chillers 30XA 400 kw 1700 kw 9 kw bis 250 kw 30RA 30RB 180 kw 800 Kw

3 Wassergekühlt Chillers 30XW 300 to 1800 kw 1000 kw 19XR 5000 kw 300 kw 16 LJ 3500kW 15 30RW 280 kw 30RWA 250 kw 30HX 1200 kw

4 Österreichischer Markt

5 "Fernkälte" umweltfreundliches Kühlsystem der Zukunft

6 Der wachsende Bedarf an Klimatisierung in Europa verlangt innovative Lösungen Experten sagen eine Vervierfachung des Kühlenergie-Bedarfs bis zum Jahr 2020 voraus und die Internationale Energieagentur bezeichnet Kühlung und Klimatisierung als eines der am schnellsten wachsenden Felder neuen Energiebedarfs. Ähnlich dem Prinzip der Fernwärme funktioniert Fernkälte mittels Großanlagen. Vorteil: Fernkälte verbraucht weniger Strom, da sie unter anderem industrielle Abwärme oder die Abwärme von Kraftwerken als Primärenergie nützt. Und: Anstatt Flüsse und Atmosphäre durch Abwärme aufzuheizen, wird diese sinnvoll genützt. Fernkälte nützt Wärme als Primärenergie: Durch so genannte Absorptionskältemaschinen kann z.b. die Abwärme von städtischen Müllverbrennungsanlagen, aus Industriebetrieben oder aus der Stromerzeugung für Kälteproduktion genützt werden. Klassische Klimaanlagen werden im Gegensatz dazu ausschließlich mit Strom betrieben, der durch seine Erzeugung auch schädliche CO2-Emmissionen verursacht. Die Einsparungsprognose an Strom durch Fernkälte in Österreich liegt bei GWh in den nächsten fünf Jahren. Und auch hinsichtlich des Reduktionspotenzials von CO2- Äquivalent-Emmissionen kann bis zum Jahr 2009 von einer Reduktion von bis zu t ausgegangen werden. Der momentane Markt für Fernkälte liegt laut einer neuen Studie der österreichischen Energie-Agentur bei 50 bis 100 Großprojekten in den nächsten fünf Jahren. Ab 2008 (EU-Kühlmittelverordnung verbietet HFKWs) geht man von einem stärkeren Ansteigen aus. Auch das Problem der derzeit noch relativ hohen Investitionskosten, wird sich durch neue Systeme und vermehrten Einsatz langfristig verbessern.

7 Fernkältezentralen Im Normalfall werden mehrere Turbo-Kältemaschinen aufgestellt, so dass bei Teillast Maschinen abgeschaltet werden können. Falls günstige Strompreise geboten werden, ist der Betrieb von Turboverdichtern mit Antrieb durch Elektromotoren ratsam. Als Kältemittel kommen R 134a in Frage. Die Kühlung der Verflüssiger erfolgt durch Rückkühlwerke oder, wenn möglich, durch Flußwasser. Auch Absorptions-Kälteanlagen mit einem Anschluss an ein Fernheizwerk sind üblich. Sie entnehmen dem Heiznetz um so mehr Dampf oder Heizwasserwärme, je höher die Außentemperatur steigt und je stärker die Sonneneinstrahlung die Kühllast bestimmt. Für eine Kälteleistung von 1 kwh werden etwa 1,5 kwh Wärme benötigt. Der Betrieb von Absorptions- Kälteanlagen, meistens in Form von Wasserkühlsätzen mit dem Stoffpaar LiBr, ist erst dann wirtschaftlich, wenn Heizwärme zu einem vergleichsweise günstigen Preis geliefert werden kann. Günstiger ist Kombination mit Absorptions-Kälteanlagen und Turboverdichter

8 Absorber Turbo

9 Adiabatische Rückkühlung o adiabatischer Rücko kühler Besprühung mit Luftrichtung Ausnutzung der Verdunstungskühlung und hybriden Eigenschaft Sättigung in Abhängigkeit der Luftgeschwindigkeit und relativen Feuchte 3 5 Beeinflussung des Sprühbildes durch Windverhältnisse 6 Teilweise Berührung der Lamelle mit dem Sprühwasser in Abhängigkeit des Sprühbildes 7 Wärmeabnehmer: Luft / Wasser

10 Adiabatische Rückkühler

11 Hybrid Rückkühler

12 Hydraulik Schema

13 Ausgeführte Anlagen o o o o o o o o o Einige ausgeführte Anlagen: Capitol Washington; 1. Stufe 21 MW, Endausbau 63 MW Geschäftsviertel Hamburg City-Nord; 1. Ausbaustufe: 28,5 MW, Endausbau 61 MW. Universität Bochum; 1. Ausbaustufe: 11,6 MW Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Fernkältezentrale Paris, Endausbau: 73 MW Kennedy-Flughafen New York: 35 MW Flughafen Frankfurt a. M.: 26 MW Welthandelszentrum New York: 172 MW Hartford/Connecticut Gas Corp.: 70 MW.

14 Kältesysteme Leistungsziffern im allgemeinen Teillastverhalten

15 Eurovent EN Zertifizierungsprogramm Europäischer Standard EN Dieses Zertifizierungsprogramm betrifft Standard-Kaltwassersätze für Klimatisierung und Kühlung. Sie können mit jedem Typ von Kompressor betrieben werden, wobei aber nur elektrisch angetriebene Kältekompressoren eingeschlossen sind. Alle Kältemittel werden berücksichtigt. Die Kältekompressoren können luftgekühlt, wassergekühlt oder verdampfungsgekühlt und mit nicht integriertem Kondensator sein. Kühlsätze mit Wärmepumpen betrieb sollen für Kühl-und Heizbetrieb zertifiziert werden. Die folgenden Geräte sind vom Programm ausgeschlossen: Kältekompressoren, die von anderen als von Elektromotoren angetrieben werden, Geräte mit freier Kühlung, Wärmerückgewinnungseinrichtungen und keine Wärmepumpengeräte 60 Hz. Teilnehmende Firmen müssen alle Serienmodelle innerhalb des Anwendungsbereiches des Programms zertifizieren. Standardklassifizierungen basieren auf den Standardklassifizierungsbedingungen und werden durch Tests belegt, die in Übereinstimmung mit folgenden Standards durchgeführt werden: 3.1 Kühlleistung Europäischer Standard pr EN Wärmeleistung für Geräte mit Wärmepumpen Europäischer Standard pr EN 14511

16 Eurovent EN Zertifizierungsprogramm Europäischer Standard EN o A study partly funded by the European Commission through SAVE Programme was performed and an index called ESEER Seasonal energy efficiency ratio- has been defined. This index similar to IPLV Integrated part load value - used by ARI in the US, takes into account several parameters in order to establish an average use of chillers throughout Europe: weather data, building load characteristics, operational hours etc. Therefore the ESEER is realistic tool, much better than full load EER, to be used to compare average efficiency of two chillers. However it must be kept in mind that ESEER cannot be used to calculate exact energy consumption for a particular use in a particular geographic position. In order to compute ESEER the three part load EER for 25%, 50% and 75% load are combined with full load EER. This global single figure is published in the Eurovent Directory of certified products together with cooling capacity and power input for standard conditions at full load. The operating temperatures and average weighting coefficients for Europe are given in the table below. Method of calculation has been established for chillers not able to operate at fixed part load. Operative ESEER temperatures and coefficients for air cooled and water cooled chillers in Europe o o ESEER = A.EER100% + B.EER75% + C.EER50% + D.EER25% With the following weighting coefficients: A = 0.03 B = 0.33 C = 0.41 D = 0.23

17 Temperatur Profil Österreich Design Temperature Profiles for Augus Dry Bulb Wet Bulb Temperature ( C ) Hour

18 ESEER Werte nach Eurovent Prozentuelle Volllastkapazität, % Prozentuelle Volllastleistung, % Entladungssequenz B B B B Kühlkapazität, kw Gerätegesamtleistung, kw Wirkungsgrad EER Verdampferdaten Flüssigkeitseintrittstemperatur, C Flüssigkeitsaustritttemperatur, C Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit, L/s Verunreinigungsfaktor, (sqm-k)/kw Verflüssigereigenschaften Eintrittslufttemperatur, C XA502 Europäische saisonale Energieleistungsrate (EUROVENT) ESEER: 4.34 COP

19 Betriebskosten nach Eurovent t h Gesamt h % % % 25-0% kwh Ve rb ra uc h EUR/ k W Jänner Februar März April , Mai , Juni , Juli , , August , , September , Oktober November Dezember ,703 4, EUR % % % % 25-0% EL.Leistun g KW

20 Invest Vergleich Carrier Vergleich von Systemen mit Flüssigkeitskühlern - Ergebnistabelle Absorber Luft WC Kältedaten Leistung Kälteanlage [kw] 1, ,000 Betriebsstunden [h/a] 2,000 2,000 2,000 Mittlere Teillast [%] Leistungsaufnahme/Verbrauch ELT-Leistung KM [kw] ELT-Leistung Verfl./RKW [kw] ELT-Leistung Kälteträger [kw] ELT-Leistung Kühlträger [kw] ELT-Leistung gesamt [kw] Heizleistung [kw] 1, Wasserbedarf [m^3/a] 4, Abwasseraufkommen [m^3/a] 1, Kapitalbedarf Kälteeinheit [EUR] 131, , ,955 Verflüssiger/RKW [EUR] 51,445-45,939 Nebenaufwendungen [EUR] 189,666 83, ,377 Rohrleitungen Kälteträger [EUR] 50,525 49,319 50,498 Isolierung [EUR] 25,263 24,660 25,249

21 Invest per kw Thermischerleistung Lüftgekühlt KWS mit Scrollverdichter bis 40 kw Lüftgekühlt KWS mit Scrollverdichter bis 100 kw Lüftgekühlt KWS mit Scrollverdichter bis 240 kw Lüftgekühlt KWS mit Schraubenverdichter ab 260 kw Lüftgekühlt KWS mit Schraubenverdichter ab 500 kw Lüftgekühlt KWS mit Schraubenlverdichter ab 800 kw / kw / kw / kw / kw / kw 94.- / kw

22 Energiesparen in Ägypten?? Design Temperature Profiles for January Temperature ( C ) Dry Bulb Wet Bulb Hour

23

24

25 Brunnengraben in Nigeria Ich hoffe, das Jahr 2009 wird für uns nicht so enden,vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!