Beta 1


Title Soldrevet fjernkøling
Author Ho, Su Cheong
Supervisor Elmegaard, Brian (Termiske Energisystemer, Institut for Mekanisk Teknologi, Danmarks Tekniske Universitet, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark)
Knudsen, Søren Vesterby (Rambøll)
Institution Technical University of Denmark, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark
Thesis level Master's thesis
Year 2010
Abstract Airconditioning of business buildings in Denmark has been seen more frequently in the last few years. Even though airconditioning is not a vital service in Denmark compared to other warmth conuntries, the needs of cooling has been rising through years because of the enormous development of computer equipments and expanded glass areal in the new buildings. But there are other reasons, like the better growth of economic and the relation between indoor climate and work output, that gives the interest of airconditioning [15]. The conventional airconditioning system for business buildings is normally operated by a vapor-compression refrigeration. The power consumption will therefore be a big part of the total energy budget and at the same time it will also contribute to the climate change. Therefore there has been some interest of finding new concepts for airconditioning in business buildings. In this project, a concept of a solar-driven district cooling has been made. Thereby it is chosen to set up a simplified model of the solar heating system and the absorption cooling system from the concept. The model is made in "Engineering Equation Solver"(EES v.8.483). The solar heating system consist of solar panels and two accumulation tanks, which transfer the heat energy to an absorption chiller. It is chosen to put most focus on the absorption chiller for this report. Therefor the absorption cycle is model first in EES. It is normally to use water (H 2 O) and lithuim bromide (LiBr) as working pairs for absorption chillers that is only used for airconditioning. The temperature of the chilled water is normally at 7 o and the return temperature is 13 o . Different graphs of the performance of the chiller (COPth ) as a function of the heat source temperature, the outdoor temperatur and the solution heat exchanger are made i the report. The model for the absorption cycle is then verified by comparing the graphs with some corresponding graphs from a literature and a scientific paper. The model of the absorption chiller is then expanded by adding the calculation of the solar radiation, the effectivity of the solar panels and the heat storage. The model is builded in a way, that can simulate a solar-driven absorption chiller for the whole year and calculate the total energy consumption. The model is used for analysing of three cases. First case is with a cooling load profile of a town hall. The second case is a load profile of a serverroom and the third case is a combination of case 1 and 2. There has been made a sensitivity analysis of the different parameters in the model to get a view of the influences each parameter has on the results. A comparison of the power consumption and CO 2 -emission for a conventional airconditioning system and the solar-driven absorption chiller model has been made. The results for the conventional airconditioning system is made by using a simulation software called "Pack Calculation II"fra IPU. Finally a rough estimation of the pay back time is made for the solar-driven absorption chiller to se if there is an opportunity to invest this system.
Abstract Komfortkøling (aircondition) til erhvervsbygninger i Danmark har vaeret relativ synlig i de seneste år. Selvom komfortkøling ikke har vaeret en livsnødvendig serviceydelse i Danmark i forhold til de varme lande, har behovet alligevel vaeret stigende i gennem årene på grund af den store udvikling af computerudtyr og udvide glasarealer i de nye bygninger. Men andre grunde, som stigende økonomisk vaeskst og sammenhaengen mellem indeklima og arbejdsydelse, har ledt til store interesser inden for komfortkøling [15]. Den traditionelle aktive kølemetode til erhvervsbygninger er som regl et klimaanlaeg, der er baseret på kompressionskøling. Elforbruget vil derfor vaere en stor del af energibudgettet og samtidig vil det også bidrage en del til klimaforandringen. Interessen for nye koncepter til komfortkøling af erhvervsbygninger er defor stigende. I dette projekt er der lavet et koncept til et soldrevet fjernkølingssytem. Derved er der valgt, at opstille en simplificeret model af solvarmeanlaegget og absorption- skøleanlaegget fra konceptet. Modellen er lavet i "Engineering Equation Solver"(EES v.8.483). Solvarmeanlaegget består af solfangere og to akkumuleringstanke, som derved overfører varmeenrgi til et absorptionskøleanlaeg. Der er valgt, at saette mest fokus på absorptionskøleanlaegget til rapporten. Derfor bliver absorptionskredsløbet først modelleret i EES. På grund af komfortkøling er det normal at benytte H 2 O-LiBr som køle- og absorbtionsmidlet. Temperaturen til det kolde vand fra absorptionskøleanlaegget er fastsat til 7 oC og en returtemperatur på 13 oC. Der er lavet forskellige grafer af varmeforholdet COPth ved at variere på varmekildetemperaturen til generator, udetemperaturen og varmevekslerens effektivitet. Absorptionsmodellen bliver derved verificeret ved at sammenligne disse grafer med tilsvarende grafer fra en litteratur og en videnskabelig artikel. Den opstillede model af absorptionskøleanlaegget bliver derved udvidet ved at tilføje beregninger til solindfaldet, solfangeres effektivitet og varmelageret. Modellen er opbygget til at kunne lave en årlig simulering af denne soldrevet absorptionskøleanlaeg og derved udregne det samlede energiforbrug. Modellen bliver brugt til at analysere tre forskellige cases. En case med køleprofil for et rådhus, et serverrum og en kombination af begge køleprofiler. Der er også lavet en sensitivitetsanalyse af de forskellige paramentre man kan variere med i modellen. Der er lavet en sammenligning af elforbruget og CO 2 emissionen for en ettrins kompressionskøleanlaeg og for den opstillede soldrevne absorptionskøleanlaeg. Der er brugt softwaren "Pack Calculation II" fra IPU til at simulere årsenergiresultater for kompressionskøleanlaegget for de tre samme cases. Til sidst er der lavet en grov udregning af tilbagebetalingstiden for at vurdere muligheden til investering af et soldrevet absorptionskøleanlaeg til fjernkøling.
Imprint Technical University of Denmark (DTU) : Kgs. Lyngby, Denmark
Pages 134
Fulltext
Original PDF Rapport.pdf (6.44 MB)
Admin Creation date: 2010-06-16    Update date: 2010-10-28    Source: dtu    ID: 263808    Original MXD