Inspectii Performante Oct 2009 - abtehnic.ro · • Presiunea si temperatura de Vaporizare si Condensare • UA si diferenta medie de temperatura in vaporizator si condensator •

ClimaCheck Sweden AB Klas Berglöf [email protected] www.climacheck.com

Instalatie fixat cu conexiune Ethernet sau GSM/GPRS

Unitate de inspectie mobila

Performanta in 20 minute fara echipament preinstalat

Inspectii Performante Oct 2009

“Analizand Performanta” Refrigerarii

• Inspectii Performante – necesare si cerute

– Posibilitatea reducerii raportului dintre cost si pierderi

• “Metoda Interna” = Metoda ClimaCheck

– Software si Hardware – Cercetari Aplicabile

• Precizie si limite ale metodei

• Experiente

2

Refrigerarea este pretutindeni! utilizeaza 15-20% din totalul de energie electrica

3

Metoda consta in primirea aprobarii internationale

• Mai mult de 40 de fabricanti din 10 tari

– Producatori Suedezi, Germani, Britanici, Italieni, Cehi, Tailandezi, Coreeni, Finlandezi si Australieni ++

– Aer Conditionat, Frig, Pompe de Caldura si Dezumidificatoare

– Metoda utilizata in dezvoltarea produsului, testarea prototipului si apoi testat pe piata

• Supermarket

– Toate cele trei lanturi de supermarketuri de top din Suedia au solicitat documentatie de dare in exploatare cu“Metoda ClimaCheck ” a supermarketurilor si a depozitelor frigorifice.

– TESCO din Marea Britanie utilizeaza pe teren testarea unui nou depozit prototip. Prima instalatie a fost fixata la magazinul Metro din Milano si au fost realizate mai multe inspectii pe teren.

• Validat de fabrica Carrier Lyon. A fost utilizat de asemenea de catre Trane, Johnson Controls, DuPont +++++

• Instalatori/Consultanti/Contractori Intretinere (400+) in 20 de tari 4

5

Inspectie performanta – optimizare Dare in exploatare – minimizare cost garantie Intretinere preventiva Testare Pre retrofit – post retrofit Suport decizie – expansiune

Metoda poate fi Aplicata Local sau la Distanta – Temporar sau Permanent

DIN-instalatie fixa montata

5

R22 abundent

si recuperator

Metoda Propusa de “3-oil systems” Spania

Procedura R-22 Retrofit

HFC +

POE in

Analize pre-retrofit Nu investesc in

sisteme neproductive

Analize post-retrofit optimizare

7

Usor de aplicat– la “punctele” standard de lucru in 20 de minute

2 senzori presiuni

Intrare Electrica

7 temperaturi pe suprafata

8

Aplicarea senzorilor la sistemul standard

8

• 2 presiuni

• 7 temperaturi

• 1 sistem masurare

putere electrica

9

Ciclul de Refrigerare Simplu

9

P

h

m Vaporizare

Laminare

Condensare

Comprimare

m

m m

m

10

Metoda Analizarea Performantei Teoriei utilizand

metoda ”cutia neagra” pe compresor

10

Cresterea entalpiei agentului frigorific

Puterea electrica absorbita

Pierderi de caldura (relativ mici si previzibile)

(ex. Puterea electrica absorbita = cresterea entalpiei + pierderile de caldura prin carcasa)

Dar despre eroarea in estimarea pierderii de caldura?

33kW

Conditii +5/50°C R407C

T = +15°C

T = 85°C

Pierdere de caldura Entalpie Debitul masic Capacitate % Crestere Rata kg/s kW 5 48.5 0.653 100 7 48.5 0.641 98.2

40% eroare in Pierderea Caldurii rezulta in <2% Capacitatea Erorii

Pierderile de caldura sunt previzibile • Cercetarea vasta si validarea arata ca:

– Pierderile de caldura calorica a compresoarelor sunt foarte mici si vizibile in comparatie cu puterea absorbita

ηT = diferenta entalpiei agentului frigorific* debit masic/ Puterea

electrica absorbita

• Pierderile au fost intre 3-10% in sondaj

ηT este intre 90 si 97% indiferent de proiectare si conditii de functionare

ηT = 93% in mod implicit (in cel mai rau caz eroarea este de

la + 3 pana la - 4%)

• ASERCOM a stabilit intr-un raport ca 2-8% din pierderile de caldura sunt de la carcasa

• Pentru compresoare deschise sau compresoare cu compresor de

racire suplimentar, informatia este introdusa

12

Controlul instalatiei trebuie intotdeauna sa fie definit

• Ar trebui ca puterea accesoriilor sa fie inclusa in

COP pompe/ventilatoare/incalzitor de ulei

• Ar trebui ca pierderile de caldura / absorbtia de

caldura din tevi si de pe suprafetele schimbatorului

de caldura sa fie incluse

• Acestea nu sunt de omis si nu sunt nici corecte si

nici gresite ,numai important a nu se compara

mere cu pere (a se compara cu SR EN14511)

13

-10°C

-10°C

+5°C

Ciclul Practic Simplu Presiune

Entalpie

P1

Supraincalzire

1 9 8

7 6 5 4 3 2 P2

Supraincalzire la refulare

Supraincalzire in condensator

Sub-racire in condensator

Sub-racirea lichidului

-5°C

Eficienta Motorului (Compresoare Deschise)

• Energia de Intrare la Compresorul Deschis este

Puterea Electrica minus Pierderile la Motor

• Eficienta Motorului este Inscrisa pe anexa

“Constante” in Climacheck

Aceste valori pot fi utilizate în cazul în care nu exista informatii disponibile

Precizia masuratorilor

• Evaluarea extinsa a erorii de sensibilitate este facuta de SP (Institutul de Testare si Cercetare Suedez) in 1989 intr-un raport pentru Institutul de Cercetare Constructii (in Suedeza).

• Precizia hardware ClimaCheck

– Senzori • Presiune 1% sau mai mult

• Temperatura Pt1000 Clasa A (±0.15 K + 0.002 [t])

• Energie/Contor Energie Clasa 1 (redenumit in clasa B) 1%

• Transformatoare de curent ± 1%

– Logger • Comunicare digitala cu contor de energie fara erori suplimentare

• Temperatura de 0.2 K pentru o gama larga

• Analog ± 0.1%

16

Rezultate Esentiale

• Capacitate de racire (precizie ± 7%) • Capacitate de incalzire (precizie ± 7%) • COP (precizie ± 5%) • Eficienta compresor • Supraincalzire si subracire • Functionalitatea de Control

• Presiunea si temperatura de Vaporizare si Condensare • UA si diferenta medie de temperatura in vaporizator si

condensator • Debitul agentilor intermediari bazate pe diferenta de

Capacitate si temperatura

17

Listate sunt doar informatiile cheie – modelul standard format din > 40 de rezultate care sa permita analiza detaliata a fiecarei componente

Software-ul ClimaCheck

18

Doua “componente” independente

19

Baza cu date importate Instructiuni pentru sablon calcul – afisare rezultate

Selectare dupa hardware si sablon

Selectare dupa sistemul proiectat

Prezentarea datelor este esentiala pentru analize

20

Flexibilitate cu “module” preconfigurate

• Sursa de date

– Conectati ClimaCheck la datele de intrare

• Logger- Inregistrator cronologic de date

• Fisiere

– Fisierele ClimaCheck (locale si pe internet)

– Fisiere Excel

– Fisiere de pe Internet

– Fisiere Text

• Sisteme de Management a Constructiei si Control Industrial

21

Registre de lucru generate de sabloane

• Sablon standard care acopera majoritatea sistemelor

– Standard pentru configurarea automata a dispozitivelor

hard

– Sistem standard si configurare care nu necesita experienta

foarte limitata cu calculatorul

• Sisteme speciale (o gama larga disponibila)

– Nu incepe invatarea cu sistemele complexe

– Primul pas de identificare corecta a sablonului este esential

– Asigurati-va ca sunt disponibile suficiente canale si senzori

22

Cand poate fi utilizat sablonul standard

• Compresor, condensator, supapa de expansiune si vaporizator

– Compresor deschis, ermetic sau semiermetic

– Compresor racit cu pierderi de caldura cunoscute/estimate

– Grupuri atunci cand toate compresoarele sunt tratate ca unul sau

daca compresoarele sunt masurate unul cate unul si apoi

comparate manual

• Sistem cu subracire

• Sistem cu preracire la refulare (exista in cazuri speciale)

• Sistem cu recuperator caldura pe aspiratia compresorului

(exista in cazuri speciale)

23

Cand solicita-ti un sablon special?

• Economizor

• In doua trepte

• Instalatii cu racire ulei

• CO2 transcritic

• Evaluarea simultana a sistemelor cu mai multe

compresoare

• Evaluarea simultana a sistemelor cu doua circuite

24

25

Teza de Master analiza a 164 inspectii

25

• Institutul Royal de Tehnologie este universitatea

tehnica lider din acest domeniu in Suedia

• Economii a 164 ”Inspectii de Performanta”

• Cazuri individuale cu 40% economii si identificari ale problemelor critice

• Toate sistemele sunt ”pregatite” pentru inspectii

26

Studiu Suedez a 164 instalatii

26

• 87 % din sistemele inspectate nu sunt optimizate

• 10% din economiile de energie se realizeaza

printr-o ”simpla” optimizare

• Sistemele au fost declarate ca fiind gata pentru

inspectii • In plus posibilitatea pentru optimizarea

sistemelor si identificarea controalelor Sursa: Master Thesis by John Arul Mike Prakash, KTH Stockholm 2006

27

13% din 164 de sisteme au fost OK!

Inspectiile au fost planificate si contractantul informat Mare diferenta intre teorie si practica!

Sursa: Master Thesis by John Arul Mike Prakash, KTH Stockholm 2006

28

Variatie Mare a COP

28

% Variation in COP (vs.) Nominal capacity kW

-40

-30

-20

-10

0

10

0 200 400 600 800 1000Nominal capacity kW

% v

aria

tion

in C

OP

Sursa: Master Thesis by John Arul Mike Prakash, , KTH Stockholm 2006

29

Posibilitate semnificativa pentru a economisi Energie

29

Performanta Energetica in Directiva Cladirilor (EPBD) solicitarea Analizelor de Performanta pentru toate tipurile de Aer Conditionat cu Capacitate de

Racire peste 12 kW

10% Economii de Energie la Aerul Conditionat si Refrigerare in Europa ≈ Generarea Energiei Electrice in Denemarca sau Portugalia

sau in total

Turbina Eoliana pentru EU25.

Ca acest lucru sa fie posibil este sustinut de Date de la Tezele de Master de la Institutul Royal de tehnologie din Stockholm Posibilitatea Optimizarii Energiei prin Imbunatatirea la fata locului a Metodelor de

Analiza in Refrigerare Teze de Master de John Arul Mike Prakash,

30

Dezvoltare – productie – dupa piata

30

Micsorarea procesului de dezvoltare – toti parametrii sunt prezentati in timp real

Analiza detaliata a fiecarei componente si interactiunea lor

Timpul de testare mai scurt in productie ca stabilitate nu este atat de critic

Analize detaliate > puncteaza fiecare problema

Risc scazut de garantie

Scaderea costului pentru a arata clientului cind factorii externi afacteaza sistemul

Cresterea increderii clientului

31

Masuratori pe teren de la cele mai mici la cele mai mari

31

Inspectie, testare, service optimizare preventiva

32

Procesul de racire cu recuperare de caldura

32

33

Pornire Sarcina partiala Incarcare completa

Eficienta comp.

34

Pornire

Sarcina partiala Incarcare completa

35

COP +10% incarcare completa

Efic. Compresor 48% - 64% Atunci cand este partial incarcat sau

complet

Suprainc. 0.8 K la sarcina part. critica

8 compresoare nu necesita partea de incarcare > economisire a peste 5000 Euro

100%

67%

Dif. de Temp. 9.3 K

Iesire agent – vaporizare

Bine≈ 3-5 K

Dif. de Temp. 9.3 K

Iesire agent – condensare

Bine ≈ 1-4 K

36 36

37

Dimensiunea nu este importanta 2 trepte 27 MW Termoficare * 4

38

Comprimare centrifugala in doua trepte

38

39

Integrarea in BMS-ul existent

Resultat intr-un singur HP + 3 MW dupa dP in “demistor” detectat

40

Comprimare centrifugala in doua trepte

40

Ulei colmatat demistor

4 K scadere presiune

41

Supermarket-ul Italian Metro Baranzate din Milano salveaza 16 000 Euro pe an

41

Drift som tidigare

Ajust. Controlului

27% mai mare COP

Consumul de energie pe perioada de testare a aratat o ameliorare corespunzatoare

42

Grup Compresor in Supermarket Comp 2 Eficienta Scazuta

Eficienta Izentropica Masurata in functie de compresia ideala

Capacitate Putere

Lichid Vapori

Supraincalziti

Vapori Umezi

o o

o

P,T

P,T

T

COP = Capacitate Putere

Ideal

Comp. Ef. = Comp. ideala Putere

S = Const

44

Eficienta Tipica de Parcurgere, R407C

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

Evaporating Temperature °C

Compresoare scroll mari

Compresoare scroll mici Eficienta Izentropica

40°C Temperatura de Condensare

Temperatura de Vaporizare °C

45

Comp 2 Eficienta Scazuta

Eficienta Medie Comp.

Grup Compresor in Supermarket Comp 2 Eficienta Scazuta

Ef. Comp. 1, 3 si 4

Sarcina totala

Stab. Stab. Stab.

Sarcina totala Sarcina totala

Compresoare performante > 100% !

Compresoare performante > 100% !

Evap dT Mare

Au incercat sa creasca cu scaderea supraincalzirii

Mult lichid in vaporizator +ulei > reduce subracirea

> lichid care intra in compresor

Reducerea debitului cu lichid de racire > Eficienta Compresor > 100%

Supermarket chiller

HX

TEV

P

h HX

Fara HX

Caldura delta h

Model cu temperaturi suplimentare 2 si 5 pentru analizele sistemului

1

2

3

4 5

6

1 2 3

4 5 6

Racire delta h

50

Proiectarea dT SecC fara vaporizare este de 4-5 K aici 10-11 K

51

Demontat Distributie redusa in Vaporizator Poate sa apara oricand, exista circuite multiple (nu doar schimbatoare de caldura cu placi). Pot fi pe agent frigorific sau pe partea secundara. Risc crescut: A.Cand schimbatoarele de caldura sunt supradimensionate B.Cand are loc congelarea la temperaturi foarte scazute se creste/ descreste vascozitatea in procesul de transfer de caldura se mareste numarul de circuite si se reduce pierderea de presiune pe partea de agent frigorific. C. A se evita depunerea de gheata pe schimbatorul de caldura

54

Testul de scurgere a compozitiei agentului frigorific Functionarea ventilatorului sau a pompelor

verificare corelatie intre punctul de fierbere si apa/aer

Oprire compresor cu functionarea

pompelor sau a ventilatoarelor

55 55

• Economizor

• In doua trepte

• Ulei de racire

• CO2 transcritic

• Evaluarea simultana a sistemelor cu mai multe

compresoare

• Evaluarea simultana a sistemelor cu doua circuite

Cand solicitati un sablon special?

56

Economizor

56

Economizor

TEV

HX

Injectie Vapori

Surub/Scroll

TEV

Ventil Electromagnetic

Condensator

Vaporizator m

i m +

i

P

h

m

i

i m +

Subracitor in Schimbatorul de Caldura Creste Capacitatea de Racire

Pi

Mai mult debit masic la Condensator ofera mai multa capacitate de incalzire

58

Sistemele cu economizor adesea nu sunt optime

Total

Econo. pentru suprainc. Vap. pentru suprainc. COP Conens. pentru subracire

Incarcare Incaracre

58

59

Sistem cascada CO2 cu R134a

60

Metoda este putin limitata (sistemele complexe pot fi facute usor de inteles)

Instalatie industriala cu amoniac si suruburi + ulei de racire

60

61

Multumim pentru atentie

Intrebari