Exhibition Hall 4A. Fachprogramm. Technical Programme

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1 Exhibition Hall 4A Fachprogramm Technical Programme 1

2 Optimierte Anlageneffizienz durch dynamische COP-Messung Michael Gilgenbach, Application Manager

3 Inhalt 1. Bewertung einer Kälteanlage 2. Schlüsselpunkte der COP-Berechnung 3. Was ist der ideale COP? 4. COP-Berechnung 5. Was ist der COSP? a) Zusammensetzung b) Berechnungspunkte 6. Methoden der COP-Kalkulation 7. Berechnungspunkte bei einer transkritischen Booster Anlage 8. COP-Messung einer transkritischen CO 2 -Booster Anlage 3

4 Bewertung einer Kälteanlage Viele Anlagenbetreiber sind daran interessiert ob Ihre Kälteanlagen effizent oder ineffizent betrieben werden. Wie kann bestimmt werden ob die Kälteanlage effizent arbeitet? Können Kälteanlagen nur anhand ihreres Energieverbauchs untereinander vergleichen? Welches sind die verwertbaren Werte für einen Vergleich bei einer Kälteanlage? COP = Wirkarbeit aufgenomme_ Arbeit

5 Bewertung einer Kälteanlage Ebenso besteht ein großes Interesse daran zu sehen welche bestmögliche Leistung mit den entsprechenden Anlagen erreicht werden kann. Die COP-Messung bietet hier die beste Vergleichsmöglichkeit. Der COP-Messregler AK-LM350 kann dem Betreiber/Anlagenbauer die erforderlichen Daten zu Verfügung stellen. Es können somit auch problemlos mehere Anlagen und Anwendungen untereinander verglichen werden. COP MT Pack COP LT Pack COSP System

6 Welches sind die Schlüsselpunkte um die Effizienz einer Anlage zu bewerten? Es gibt drei Schlüsselpunkte die hierbei in Betracht gezogen werden können. Q0 COP = Power 1.COP : Wie viel Kälteleistung kann erzielt werden, mit 1 kw elektrischer Aufnahmeleistung 2.Qo : Wärmeleistung die dem Kühlgut entzogen wird 3.P : elektrische aufgenommene Leistung, die für die zu erbringende Wärmeleistung Qo notwending ist Basierend auf diesen Werten wird dem Anlagenbauer somit die Optimierung der Kälteanlage ermöglicht.

7 Was ist der ideale COP? Bei der COP-Berechnung ist es möglich einen theoretisch möglichen idealen COP für die Kälteanlage zu bestimmen. Dieser kann jedoch in der Realität aufgrund von Verlusten nie erreicht werden. Q0 COPIdeal = P isentrop Aber die Differenz zwischen dem aktuellen COP und dem idealen COP kann somit als Bezug genommen werden, wie effizent die Anlage betrieben wird.

8 COP-Berechnung Refrigeration performance Für die COP-Berechnung einer Kälteanlage ist es notwendig die Werte des log p h Diagramms zu verwenden. Die reale Verdichtung erfolgt polytrop. Sie wird durch Messung der Heißgastempertatur ermittelt und fließt direkt in die COP-Berechnung mit ein. Ein richtige Montage des Heißgasfühlers ist somit essenziell. Verdichtungsendtemperatur beeinflusst die COP-Berechnung Falsche S d Fühlermontage Q c Q o Isentrope Verdichterleistung P isentrop P aktuell Aktuelle zugeführte Verdichterleistung

9 Was ist der COSP? Er ist der Koeffizient für die Systemleistung! Bei der COSP-Berechnung für ein System ist die Definition sehr ausschlaggebend. Im AK-LM350 ist die Definition folgende: Jede (erzeugte) Wirkenergie vs. aufgenommener elektrischer Leistung COSP = QoLT + Qo Power LT MT + QTW + Q + Power HT HR Qo LT = Kältelast LT Qo MT = Kältelast MT Q TW = zurückgewonne Wärmeleistung für Brauchwasser Q HR = zurückgewonne Wärmelesitung für Heizungswasser

10 Methoden für die COP-Kalkulation Der Algorithmus des AK-LM350 ist für 2 Methoden der COP Messung nutzbar : Methode A (mit Energiezähler): Hier werden die Energiezähler und die Daten der Hubvolumen der einzelnen Kompressoren erforderlich um den Massenstrom zu berechnen. Es werden Energiezähler für Verflüssigerlüfter und für die Pumpen der WRG benötigt. Method B (ohne Energiezähler): Bei dieser Methode werden Temperaturmessungen und die Daten der Hubvolumen der einzelnen Kompressoren erforderlich um den Massenstrom zu berechnen. Methode A ergibt die genaueren Werte, ist aber auch die aufwendigere Variante Anwendungsbeispiel : CO 2 Booster

11 Berechnungspunkte bei der Boosteranwendung : COP MT COP LT Idealer COP MT Idealer COP LT Kälteleistung, MT Kälteleistung, LT WRG bei Brauchwasser WRG für Heizungswasser COSP, Systemleistung Nicht genutzte Wärmeenergie

12 Refrigeration performance, KPIs Berechnungspunkte (KPI s) bei der Boosteranwendung : COP MT Verbund System KPI Beschreibung Kommentar MT Verdichter COP Coefficient of performence Inklusive Bypassventil-Last & LT Kältelast Ideal COP Power (kw) Cool Cap. (kw) Maximal theoretisch erreichbarer COP Method A: Energieverbrauch MT- Verbund Method B: Errechneter Energieverbrauch Errechnete Kälteleistung für aktuelle Kältelast Kann niemals erreicht werden, aber dient Anhaltspunkt für die Optimierung Aktuelle Energieaufnahme der Kompressoren Totale Kältelast für MT Kompressoren

13 Berechnungspunkte Refrigeration performance, (KPI s) KPIs bei der Boosteranwendung : System KPI Beschreibung Kommentar MT Verdampfer COP Coefficient of performence Berechnung nur für MT-Verdampfer, Kühlräume, Möbel Keine LT- oder Bypassventillast Ideal COP Power (kw) Cool Cap (kw) Maximal theoretisch erreichbarer COP Errechneter Energieverbrauch für die Verdampfer Errechnete Kälteleistung für die Verdampfer Selber Wert wie für die Kompressoren Verbrauch nur für die MT-Verdampfer. LT- Last fließt nicht mit ein Totale Kältelast nur für MT-Verdampfer

14 Refrigeration performance, KPIs Berechnungspunkte (KPI s) bei der Boosteranwendung : COP LT Verbund System KPI Beschreibung Kommentar LT Verdichter COP Coefficient of performence Ideal COP Power (kw) Cool Cap (kw) Maximal theoretisch erreichbarer COP Method A: Energieverbrauch MT- Verbund Method B: Errechneter Energieverbrauch (absorb. Gasleistung) Errechnete Kälteleistung für aktuelle Kältelast Kann niemals erreicht werden, aber dient Anhaltspunkt für die Optimierung Aktuelle Energieaufnahme der Kompressoren Totale Kältelast für LT Kompressoren.

15 Berechnungspunkte Refrigeration performance, (KPI s) KPIs bei der Boosteranwendung : System KPI Beschreibung Kommentar LT Verdampfer COP Coefficient of performence Berechnung nur für LT-Verdampfer, Kühlräume, Möbel Ideal COP Power (kw) Cool Cap (kw) Maximal theoretisch erreichbarer COP Errechneter Energieverbrauch für die Verdampfer Errechnete Kälteleistung für die Verdampfer Selber Wert wie für die LT-Kompressoren Verbrauch nur für die LT-Verdampfer. MT- Last fließt nicht mit ein Totale Kältelast nur für LT-Verdampfer

16 Berechnungspunkte Refrigeration performance, (KPI s) KPIs bei der Boosteranwendung : COSP System System KPI Beschreibung Kommentar System COP, Sys Coefficient of performance des Systems! Für beide Stufen inkl. WRG Power Gesamt-Energieverbrauch MT + LT Verbrauch (bei beiden Methoden) Q loss Q tw (kw) Q hr (kw) Errechnete Wärmeenergie die über den Gaskühler abgeführt wird Errechnete Wärmemenergie die an das Brauchwasser übertragen wurde Errechnete Wäremmenergie die an das Heizungswasser übertragen wurde Zeigt wieviel Wärmeenergie nach der WRG über den Gaskühler abgeführt werden

17 Hauptmerkmale der Danfoss COP-Berechnung : Bereits vorhandene Sensoren der Anlage werden verwendet Zwei Methoden der COP-Berechnung wählbar (mit und ohne Energiezähler) Wird die COP-Berechnung ím ADAP-KOOL Netzwerk integriert, wird die Berechnung nur ausgeführt, wenn die Kompressoren betrieben werden. Massenströme des Systems werden auf den aktuellen Messdaten berechnet. Diese werden für die Kältelast- & WRG-Berechnungen verwendet Unterstützte Anwendungen : CO 2 -Booster (mit & ohne WRG & Parallelkompression), CO 2 -Booster mit WRG & Sole, Kaskadenanlagen, einstufige standard Kälteanlagen

18 AK-LM350 & AK-ST500 Service-Tool Ausschnitt von einer Live-Anlage. Es werden verschiedene Durchschnittswerte berechnet : -1 Minute -1 Stunde -24 Stunden -Alle Daten können mittels ADAP- KOOL System verwaltet und ausgelesen werden.

19 COP-Messung einer transkritischen CO 2 -Booster Anlage MT-Verbund Zeitraum : Februar September 2014 Idealer COP MT COP MT LT-Verbund Idealer COP LT COP LT 19

20 COSP System Q hr Heizung Q loss abgeführte Wärmeenergie über den Gaskühler 20

21 Zusammenfassung Vorteile/Nutzen: Ermöglicht den Effizienzvergleich einer Anlage mit der theoretisch erreichbarem maximalen Effizienz Früherkennung bei Effizienzverschlechterung Minimierter Energieverbrauch Minimierte Servicekosten Optimierung der Reglerparameter AK-LM350 Limitierung: Die Genauigkeit der Berechnung ist abhängig von : Montageort der Sensoren! Richtige Eingabe des Kompressorfördervolumen! COSP System Und ob Energiezähler verwendet werden!

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Besuchen Sie uns in Halle 4 / Stand 102

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