Bessere Kälte Energieeinsparung aus einem anderen Blickwinkel

Transkript

1 Bessere Kälte Energieeinsparung aus einem anderen Blickwinkel 2012 / Raymond Burri

2 Blickwinkel aus verschiedenen Positionen Kompressoren von Kälteanlagen und Wärmepumpen verbrauchen in der Schweiz rund 14% (ca GWh) der elektrischen Energie. Elektromotoren mit hoher Effizienz für grössere Maschinen, waren daher bereits in der Vergangenheit für diese Anlagen ein wichtiges Thema. Andererseits gilt es bei diesen Systemen den Fokus auf die gesamte Anlage zu erweitern, denn durch mangelhaften Unterhalt, falsche Betriebsweise oder unsachgemässe Auslegung, mangelhafte Steuerung und Regelung wird sehr viel Energie verschwendet.

3 Kälteanlage Wärmepumpe, eine Energietransport Einrichtung

4 Wie geht man es an Es macht deshalb Sinn den Ersatz bestehender Komponenten mit in den Energievergleich einzubeziehen. Verflüssigerfläche vergrössern, Verdunstungsverflüssiger einsetzen Verdampferfläche vergrössern Kleinere Druckverluste wählen Pumpen können den neuen Verhältnissen angepasst werden Freecooling Systeme einsetzen (besonders effizient sind Thermosyphon Freecoling Systeme)

5 Berechnung der Leistungsziffer COP Beurteilung der Energieeffizienz der Kältemaschine mit: Kälteleistung Leistungsziffer COP = Elektrische Leistung (Kühlmaschine) Kondensatorleistung (Heizleistung) Leistungsziffer COP = Elektrische Leistung (Wärmepumpe)

6 COP, in Funktion von Verdampfungs- & Kondensationstemperatur Leistungsziffer COP Kondensationstemperatur in C Verdampfungstemperatur in C Basis: Industrieller Schraubenverdichter, Kältemittel Ammoniak (NH 3 )

7 Schraubenverdichteraggregat für Prozesskühlung Baujahr 1998 Motor Wirkungsgrad 93%, ist Upgrade auf höhere Effizienz sinnvoll? Wie oft unter Teillast in Betrieb? Allenfalls Umrichter mit neuem Motor sinnvoll Steht eine Revision an? Revisionskosten allenfalls in neuen Motor investieren Mit wie viel Investition kann wie viel Energie eingespart werden? Was kann optimale Wartung bringen? Wärmetauscher reinigen, System auf Kältemittelseite korrekt entlüften bringt rasch 5 8 % Energieeinsparung

8 Bei Teillast sind Drehzahl geregelte Antriebe im Vorteil Quelle: Sabroe

9 In der Praxis, auf das richtige Pferd setzen? m 2 Solar Kollektoren Auf dem Dach? Neues Kühlsystem mit einer kombinierten Wärmepumpe?

10 Bringt Effizienz und Einsparung Neues Kühlsystem + Wärmepumpe Energieeinsparung MWh/25y Spez. Kosten 45 CHF/MWh Sonnen Kollektoren Energieeinspeisung MWh/25y Spez. Kosten 150 CHF/MWh

11 Analyse der aktuellen Energieflüsse

12 Kältesystem Ausgangslage Kurz Information Anlage zur Schokolade Produktion, Produktionsgebäude von x Prozess- Kühlmaschinen DX 7 x Klimamaschinen direkt Kühlung DX Kälte Leistung Wärme Rückgewinnung Kältemittel Füllmenge kw kg R22. R404A, R407c kw kg R22. R134a, R404A, R407c Klimachiller (1999) kw 800 kw (48 C) 290 kg NH 3 Total kw 800 kw (48 C) kg R22. R134a, R404A, R407c, NH 3

13 Nach der Modernisierung Temperatur Niveau Kälte Leistung Wärme Rückgewinnung Kältemittel Füllung Prozess-Kühlung -1/-6 C kw 180 kw (60 C) 400 kg NH 3 Klima-Kühlung 11/5 C kw kg NH 3 Wärmepumpe 33 C 550 kw (60 C) 170 kg NH 3 Klima-Chiller (1999) 15/10 C kw 800 kw (48 C) 290 kg NH 3 Total kw kw kg NH 3

14 Prinzip Kältemaschine und Hochdruck Wärmepumpe NH3 +30 C NH3 +70 C TIC Wasser +65 C Wasser +55 C Evaporativ Verflüssiger NH3 +30 C PIC NH3-10 C Verdampfer

15 Neue Energiezentrale Schraubenverdichter für Prozess-& Klimakälte Natürliches Kältemittel Ammoniak

16 Effiziente Rückkühlung 4 Evaporativ Kondensatoren auf dem Dach

17 Massive Einsparung fossiler Brennstoffe und Elektrizität Kombination der Kälte- und Wärmeversorgung mit neuer Motortechnik und Drehzahlregelung - 16% - 47% - 47%

18 Konklusion Eine richtig geplante und individuell angepasste Anlage ist die beste Garantie für eine Energie und Ressourcen schonende Kühlung oder Heizung durch eine Wärmepumpe Diese ist auf Grund der tieferen Betriebskosten bereits nach kurzer Zeit die günstigere Alternative und zahlt die Mehrinvestition um ein vielfaches zurück Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Wärmepumpen 3.2 MW, Wasservorlauf 90 C