Beta 1


Title Evaluering af driftsstrategier for transkritiske CO2 køleanlæg
Author Fredslund, Kristian
Vanggaard, Morten
Skovrup, Morten Juel (IPU, Danmarks Tekniske Universitet, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark)
Egelund, Arne Jørgensen (Termiske Energisystemer, Institut for Mekanisk Teknologi, Danmarks Tekniske Universitet, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark)
Supervisor Elmegaard, Brian (Termiske Energisystemer, Institut for Mekanisk Teknologi, Danmarks Tekniske Universitet, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark)
Institution Technical University of Denmark, DTU, DK-2800 Kgs. Lyngby, Denmark
Thesis level Master's thesis
Year 2010
Abstract I projektet er der blevet udviklet en ny reguleringsalgoritme for regulering af et transkritiske CO2-anlæg. Den nye regulering vil kunne medføre forbedring af COP fra 5 til 10%, afhængigt af hvordan systemet er opbygget mht. reguleringsmuligheder. Der er udviklet et matematisk model, som er blevet brugt til simuleringer og analyser omkring et transkritisk anlæg, for at undersøge anlæggets drift under forskellige driftsbetingelser. Den nye reguleringfilosofi går ud på at hæve trykket en smule, og acceptere end højere kompressorydelse, men samtidig sænke blæsernes hastighed, for derved at spare mere energi. Simuleringer har vist at det vil være muligt at spare energi selv på eksisterende anlæg, så længe det er muligt at regulere anlæggets ydelse, f.eks. ved frekvensstyring. Den nye regulering kan reducere energiforbruget signifikant, især ved dellast stituationer. Udover dette er der gennem projektet designet og bygget en forsøgsstand for at kunne validere de matematiske simuleringer. P.g.a. Komponentfejl har det ikke været muligt at gennemføre de ønskede forsøg på forsøgsstanden. Forsøgsstanden er designet og instrumenteret således at det vil være muligt at foretage detaljerede forsøg og logge resultaterne. Blæserregulering for blæserne på et transkritisk CO2-anlæg har ikke tidligere være inddraget i simuleringer for anlægsydelse. De fleste tidligere analyser[2] har lavet den antagelse, at blæsernes effekt er så lille at den kan negligeernes. Dette projekts detaljerede simuleringer og analyser har vist at denne antagelse er forkert, da der er realiseret besparelser helt op til 15% i nogle situationer.
Abstract A new control strategy for transcritical operation of CO2 refrigeration systems has been developed. The proposed regulation will be able to improve the system COP by 5 to 15%, depending on system characteristics. A mathematical model of a CO2 system has been developed and used to simulate different system conditions and calculate system performance. The control philosophy is to increase the gas cooler pressure, and pay a small price on compressor power, and lower the fan speed, to reap a larger energy saving. Simulations have shown that it will be possible to improve plant performance even on existing plants, as long as the compressors can be controlled e.g. by frequency control. The control can reduce the energy consumption significantly, especially at partload operation. Furthermore, a test plant has been designed and built to test and validate the mathematical simulation results. Due to equipment failure; the required tests have not been conducted as extensively as initially planned. The test plant is designed and instrumentet to facilitate easy and detailed measurements of system parameters and gas cooler performance. Control of the fans of a transcritical CO2 system has not previously been included into modelling because of an assumption that the fan power was insignificant compared to the compressor power[2]. The detailed studies and calculations done in this project have proven this assumption to be wrong.
Note Projektet er gennemført med støtte fra Dansk Køleteknisk Fond, og med støtte/vejledning fra Danfoss.
Imprint DTU Mekanik : Kgs.Lyngby
Series MEK-TES-EP-2010-16
Fulltext
Original PDF Master_Projekt.pdf (15.90 MB)
Admin Creation date: 2011-06-27    Update date: 2011-06-28    Source: dtu    ID: 277889    Original MXD