Split- vs ventilationsaggregat

Transkript

1 Split- vs ventilationsaggregat Split- vs ventilation units Gällande energibesparingspotential. Existing energy potential

2 Innehåll/Contents 2 Inledning/Introduction... 3 Förutsättningar/Conditions... 3 Byggnaden/Building:... 3 Fördelning/Distribution:... 3 Kylaggregat/Chiller:... 4 Fläkt/Fan:... 4 Verkningsgrad/Efficiency:... 4 Kylaggregat/Chiller... 5 Fläkt, flöde 1/Fan, flow Energieffektivisering 1/ Energy efficiency Värme/Heat... 6 Värmepump, prestanda/heat pump, performance:... 6 Värmepump, energi/heat pump, energy... 6 Fläkt, flöde 2/Fan flow Energieffektivisering 2/ Energy efficiency Energieffektivisering 3/ Energy efficiency Diskussion/Discussion... 8 Slutsats/Conclusion... 8

3 3 Inledning/Introduction Vi ska göra en jämförelse mellan ett kylaggregat på 12 kw, som är gränsen för en energideklaration (DVS alla kylaggregat som har en kyleffekt på 12 kw eller mindre behöver inte tas upp i energideklarationen) och en frånluftsfläkt/aggregat när det gäller energianvändningen (el) under ett år. We will do a comparison between a chiller of 12 kw, which is the limit for an energy declaration (ie all chillers with a cooling power of 12 kw or less need not be included in energy declaration) and an exhaust fan/unit in terms of energy (electricity) for one year. Förutsättningar/Conditions Byggnaden/Building: Kontor Area: 300 m 2 Personer: 20 stycken, 15 m 2 /person, 100 W/person Belysning: W Övrigt: W, Datorer, skärmar, etc Ventilation: 245 l/s, 0,35 l/s m l/s person. Drifttid: 12 h/dag, 5 dagar i veckan (även under semester) Kylning sker delvis i ventilationen, men medparten sker i lokalen. offices Area: 300 m 2 Persons: 20 comments, 15 m 2 /person, 100 W/person Lighting: W Other: W, computers, monitors, etc. Ventilation: 245 l / s, 0.35 l / s m2 + 7 l / s person. Operating time: 12 h / day, 5 days a week (even during holidays) Cooling takes place partly in ventilation, but mean parts take place in the room. Fördelning/Distribution: Ventilation: W Lokal: W Belastning: W, internt i lokalen (Personer, belysning och övrigt) Ventilation: Room/Local: Load: W W W, internally in the room (Persons, lighting and other)

4 Kylaggregat/Chiller: Beteckning: exempelvis KFR-120DW/S Kyleffekt: 12 1 kw Komp.effekt: 4,4 kw, isen tropiska η=0,44 EER: 2,73 Kyltid: 700 h/år 4 Designation: Cooling power: Comp.power: eg KFR-120DW / S 12 1 kw 4.4 kw, isentropic η=0.44 EER: 2.73 Cooling time: 700 h / year Fläkt/Fan: SFP: 1, ( 1 kw/1 m 3 /s, 1,7 cos φ = 0,85) Drifttid: h/år, 12 (h/dygn) x 5 (dagar/veckan) x 365 (dagar/år). SFP: 1, ( 1 kw/1 m 3 /s, 1.7 cos φ = 0.85) Operating hours: 3120 h / year, 12 (h /day) x 5 (days / week) x 365 (days / year). Verkningsgrad/Efficiency: I båda fallen (kompressor och fläkt) antas faktiska driftfall. Vilket innebär att cos φ = 0,85 (fläkt) och den isen tropiska verkningsgraden är = 0,44/0,63, kyla/värme (kompressor). 1 Inne temp: 27 C DB och 19 C WB Ute temp: 35 C DB och 24 C WB In both cases (compressor and fan) we assumed ideal case. Which means that cos φ is = 0.85 (fan) and the isentropic efficiency is = 0.44/0.63, cooling/heating (compressor). 1 Inside temp: 27 C DB and 19 C WB Outdoor temp: 35 C DB and 24 C WB

5 Kylaggregat/Chiller Energi kompressor: kwh/år, 700 (h) x 4,4 (kw). Kylenergi: kwh/år (28 kwh/m 2 ), varav kwh/år (15 kwh/m 2 ) för interna laster, kwh/år (5 kwh/m 2 ) för ventilationen och kwh/år (8 kwh/m 2 ) för transmission. Vilket motsvarar (enbart el): Energy compressor: kwh /year, 700 (h) x 4.4 (kw). Cooling energy: kwh / year (28 kwh/m 2 ), of which kwh / year (15 kwh/m 2 ) for internal loads, kwh / year (5 kwh/m 2 ) for ventilation, and kwh / year (8 kwh/m 2 ) for transmission. Which is equivalent to (electricity only): Fläkt, flöde 1/Fan, flow 1 Flöde: 987 l/s, (3080 (kwh/år)/3120 (h/år)). Vid ett SFP på 1. Det motsvarar ett aggregat på 493 l/s vid ett SFP på 2. Vilket är dubbelt mot vad som troligen krävs i lokalen som vi har som exempel. Flow: 987 l / s, (3080 (kwh / year) / 3120 (h / year)). When SFP is 1. This corresponds to an aggregate of 493 l / s at SFP 2. This is twice of what is probably needed in the room that we have as an example. Energieffektivisering 1/ Energy efficiency 1 Om vi kan energieffektivisera kylaggregatet med en höjning av EER med 10 % 2 (enligt undersökningen ligger förbättringen, COP, i snitt på 14 % för aggregat av denna storlek), vad innebär det? 2 Energy Optimisation Potential through Improved Onsite Analysing Methods in Refrigeration By John.Arul Mike Prakash If we can energy efficient the chiller an increase the EER by 10% 2 (according to the study is improvement, COP, an average of 14% for units of this size), what does it mean? 2 Energy Optimisation potential through Improved Onsite Analysing Methods in Refrigeration By Mike John.Arul Prakash EER höjs från 2,73 till 3. Vilket innebär att effekten till kompressorn sjunker från 4,4 kw till 4 kw. Energibesparingen blir då 280 kwh/år. EER increased from 2.72 to 3. Thus, the power of the compressor drops from 4.4 kw to 4 kw. The energy saving is then 280 kwh / year. 5

6 Vilket motsvarar en SFP sänkning på fläkten från 1 till 0,9 eller för aggregatet från 2 till 1,8 eller från 2 till 1,6 vid 245 l/s. 6 Corresponding to an SFP reduction of the fan from1 to 0.9 or for the unit from 2 to 1.8 or 2 to 1.6 at 245 l / s. Värme/Heat Om vi tänker oss att vi använder kylaggregatet som värmepump, vad innebär det? If we imagine that we use the chiller as a heat pump, what does it mean? Värmepump, prestanda/heat pump, performance: Värmeeffekt: 13,3 kw Komp.effekt: 4,3 kw, isen tropiska η=0,63 COP: 3,1, (vid 7 C ute) Drifttid: h/år, h 40 % effekten, h 6 % av effekten (vi nyttjar de interna lasterna). Heating output: Comp.power: COP: Operating hours: 13.3 kw 4.3 kw, isentropic η= , (at 7 C outside) 4500 h / year, hour 40 %l power, 1680 h 6 % power (we use the internal loads). Värmepump, energi/heat pump, energy Energi kompressor: kwh/år, (h) x 2,25 (kw) (h) x 0,32 (kw). Motsvarar 76 kwh/m 2 (varav el 25 kwh/m 2 ). Med de interna lasterna blir det 112 kwh/m 2. Det innebär att under dagtid går värmepumpen ca 6 % och under natten 40 %. Vilket motsvarar (enbart el): Energy compressor: kwh /year, (h) x 2.25 (kw) (h) x 0.32 (kw). Equivalent to 76 kwh/m 2 (of which electricity is 25 kwh/m 2 ). With the internal loads, it will be 112 kwh/m 2. This means that during the day the heat pump is on about 6 % and 40 % during the night. Which is equivalent to (electricity only):

7 Fläkt, flöde 2/Fan flow 2 Flöde: l/s, (7 342 (kwh/år)/3 120 (h/år)). Vid ett SFP på 1. 7 Det motsvarar ett aggregat på l/s vid ett SFP på 2. Vilket är 5 gånger större än behovet i för lokalen. Flow: l / s (7 342 (kwh / year) / (h / year)). When SFP is 1. This corresponds to a unit of l / s at an SFP of 2. Which is 5 times greater than the need in the room. Energieffektivisering 2/ Energy efficiency 2 Vi utgår från att vi kan höja COP med 10 %, vad kommer det att innebära? We assume that we can increase the COP by 10%, what will it mean? COP går från 3,1 till 3,4, vilket gör att kompressoreffekten sjunker från 2,25 /0,32 (40%/6%) kw till 2,06 /0,29 (40%/6%) kw. Besparingen blir då 625 kwh/år. COP increase from 3.1 to 3.4, which means that the compressor power drops from 2.25/0.32 (40%/6%)kW to 2.06/0.29 (40%/6%)kW. The saving is 625 kwh / year. Vi utgår från de ursprungliga värdena för ventilationsaggregatet, 245 l/s. Energibesparingen motsvarar en SFP sänkning på aggregatet från 2 till 1,2. We start from the original values of the ventilation unit, 245 l / s. The energy saving is equivalent to a reduction in the SFP from 2 to 1.2. Energieffektivisering 3/ Energy efficiency 3 Den totala besparingen för både kylan och värmen blir 905 kwh/år, motsvarar ett aggregat på 245 l/s och SFP på 0,8. The total savings for both cooling and heating is 905 kwh / year which correspond to a unit of 245 l / s with SFP of 0.8.

8 Diskussion/Discussion Med detta relativt enkla exempel framkommer det att ur ett energiperspektiv är det mer ekonomisk och effektivt att lägga kraften och tiden på kylaggregat än att lägga tiden på fläktarna. I båda fallen kan effektivisering också åstadkommas genom behovsstyrning. 8 With this relatively simple example it becomes clear that from an energy perspective, it is more economical and efficient to add the power and speed on the chillers than spending time on the fans. In both cases, efficiency is also achieved through demand control. Skillnaden är att den el som tillförs tilluftsfläkten kommer systemet till godo. Då ersätts den med ett annat energislag under uppvärmningsperioden. Fördelen är under den period då det är varmare ute än inne är att kyleffekten minskar. The difference is that the electricity supplied to the supply air system will benefit. Then it will be replaced with another type of energy during the heating period. The advantage is in the period when it is warmer outside than inside, and the energy in this operating condition must be dissipated. Det finns ett antal olika driftfall där det kommer aggregatet eller kylmaskinen tillgodo. Men totalt är det så att besparingen är större på kylmaskinen. Däremot får man tänka sig för om det är stora anläggningar med återvinning, en energieffektivisering gör att den möjliga återvinningen sjunker något och kanske måste ersättas med ett annat energislag, likt tilluftsfläktens energi. There are a number of different operating conditions which will benefit the unit or chiller. But overall, it is so that the saving is greater in the chiller. However you have to think about whether there are large facilities with recovery, energy efficiency makes it possible that the recovery decreases slightly and may need to be replaced by another energy form, like the supply fan energy. Slutsats/Conclusion I detta exempel är kylaggregatet så pass litet att det inte behöver tas upp i energideklarationen. I ett kontor eller i en galleria och definitivt i en livsmedelsbutik ska kraften och mätningsresurserna läggas på kylinstallationerna och de installationer som gör att kylan kan minskas på något sätt. Denna besparingspotential är minst dubbelt så stor som vad elen till fläktarna utgör, men även större än vad hela ventilationen utgör. In this example, the refrigeration unit is so small that there are not needed to be included in the energy declaration. In an office or in a mall, and definitely in a grocery store should the work and measurement resources add into refrigeration installation that make the cooling can be reduced. This savings is at least twice as large as what the electricity to the fans are, but also larger than the hole ventilation is.