Transcript CO2 som köldbärare

användning av CO2 som köldbärare
CO2 som köldmedium för lågtemperatur har utvecklats snabbt under de senaste åren. Indirekta vätskekylarapplikationer med sekundära kylmedel och köldbärare bestående av vattenbaserade saltlösningar har också fått global popularitet både i hög- och lågtemperatur vid industriella applikationer samt i konsumentvaruhandeln (stormarknader).
20-24%
Energibesparing
med CO2 , som ersättare
för saltlösning resp. glykol
som sekundär köldbärare
i fryshusapplikationer *
En uppenbar nackdel med vätskekylanläggningar är den
låga energieffektiviteten – vätskekylaggregat körs i
allmänhet på en lägre förångningstemperatur på grund av
extra temperaturtapp mellan köldmediet och de sekundära värmeväxlarna. Pumparna för de sekundära medierna
förbrukar också stora mängder energi.
Det är här som den perfekta användningen av CO2 som
en sekundär köldbärare har utvecklats.
I en typisk utformning av låg-/medeltempererade pumpcirkulationssystem med CO2 som sekundär köldbärare kan
tre huvudområden nämnas för möjliga energibesparingar:
1. Minskning av pumpenergi
2. Ökning av förångningstemperaturen
3. Minskning av tranmissionsförluster
1. Minskning av pumpenergi
Den mekaniska pumpenergi som krävs är relaterad till
massflödet av den vätska som är i omlopp. Med vattenbaserade salt- eller glykollösningar är volymflödet mycket
högre eftersom endast vätskans specifika värmefaktor kan
användas för att ta bort värmeöverskottet från anläggningen. Med CO2 används den latenta värmefaktorn, vilket är
mycket högre än den specifika värmefaktorn, vilket
resulterar i ett betydligt lägre vätskeflöde. Jämförelse av
den nödvändiga tillförda energin mellan CO2 och vissa av
de mest använda typerna av saltlösningar och glykol
framgår av diagrammet nedan. Ett annat viktigt påpekande är att pumpenergin från centrifugalpumpar återgår till
Pumpar för CO2 pumpcirkulation behöver i genomsnitt endast 10% av den
föreskrivna effekten för normala salt- och glykollösningar.
vätskesystemet i form av extra värme. Detta måste också
kylas bort av kylaggregatet, vilket betyder ytterligare ökad
energiförbrukning för kylsystemet.
2. Ökning av sugtryck
Med antagandet att likvärdiga vätskekylare används för både
saltlösningar och CO2 applikationer, påverkas förångningstrycket av temperaturskillnaderna i förångare och i de
sekundära värmeväxlarna. Det kan antas att CO2 -temperatur
i systemet är i grunden konstant, eftersom CO2 fungerar som
flyktig vätska och tryckfall har endast en mindre påverkan på
temperaturökningen. Vattenbaserade lösningar måste
dessutom ha en temperaturskillnad mellan inlopp och
utlopp. För standardlösningar är den vanligaste temperaturdifferensen 4 K. Om CO2 temperaturen hålls på dessa
köldbärares medeltemperatur blir det direkta, teoretiska
resultatet en 2 K högre förångningstemperatur. I praktiken är denna skillnad än större, eftersom det interna värmeövergångstalet för CO2 är mycket högre än för t ex. saltlösningar.
Heat Transfer Efficiency Faktor HTEF. Jämförelse som baseras på praktiska
förutsättningar, flödesmätningar.
3. Minskning av transmissionsförluster
Förluster i rörsystemet kan bidra ganska kraftigt till energiförbrukningen på installationen och kan i vissa fall uppgå till
mellan 5-15 % av kylbehovet. En viktig bidragande orsak till
dessa förluster är transmissionsförluster i rörsystemet. Det
gäller i synnerhet för cirkulationspumpade system där både
tillopp och returledningar är kalla och kräver isolering.
Självklart är det också så att med ökad diameter ökar
värmeförlusterna. Det råder därmed ingen tvekan om att
både när det gäller transmissionsförluster och investeringar i
rörledningar inklusive isolering, så är CO2 överlägset alla
andra saltlösningar och HFC köldmedier. Pumpcirkulationssystem med CO2 använd som en flyktig vätska, har en stor
potential för energibesparing i ett antal tillämpningar.
Förutom att vara mer energieffektiv är CO2 -system relativt
enkla och ger möjligheter till ytterligare optimering.
Allt som behövs för att åstadkomma detta i praktiken är ett
nytt perspektiv.
Kontakta ditt lokala Danfosskontor eller besök den lokala webbsidan www.danfoss.se för att få veta mer om CO2 .
* För denna jämförelse var ett fryshus på 500 kW högtemperatur och 500 kW mellantemperatur utvalt. Hycool användes på mellantemperatursystemet och
Propylenglykol användes för högtemperaturinstallationen. Besparingar på mellan 20 till 24% är resultatet om man istället använder CO2 som cirkulerande
vätska. Fullständiga jämförelsedata finns att få från ditt lokala Danfoss kontor
Köldmedier - Applikation
Minskad energi vid högre tryck