Op weg naar een energievriendelijke koeling in vijf stappen
Op weg naar een energievriendelijke koeling in vijf stappen
Marcel Laes (CimPro), Tim Vancouillie (E-Luse)
Bij tal van industriële bedrijven is het energieverbruik van de koelinstallatie een aanzienlijk deel van de energierekening. Een compressor van 125 kW, die gemiddeld 3.000 uur per jaar actief is heeft reeds een energierekening 75.000 EURO/ jaar, gebaseerd op een energieprijs van 0.2 EURO/kWh. Veel bedrijven zijn zich niet bewust dat door een slimme regeling deze rekening aanzienlijk kan dalen. Tevens bezitten veel bedrijven reeds heel wat data, die hun echter geen informatie levert. Hieronder een stappenplan, hoe dit kan aangepakt worden.
Stap1 : Breng het profiel van uw huidige koelinstallatie in kaart
Een compressie-koelcyclus bestaat uit 4 stappen:
- Een compressor die het gas van de verdamper naar de condensor perst
- Een condensor waar de warmte wordt afgegeven aan de omgeving
- Een expansieventiel waar de vloeistof expandeert
- Een verdamper waar de warmte wordt opgenomen en de omgeving koelt
Meestal worden de industriële installaties bestuurd door een geautomatiseerd PLC systeem met een grafische presentatie van de verschillende procesparameters. Om de werking van de huidige koelinstallatie te evalueren dient men zoveel mogelijk parameters te meten en deze informatie in een spreadsheet te noteren.
Hieronder een lijst van parameters die relevant zijn om de werking van uw koelinstallatie in kaart te brengen:
Stap 2 : Benchmark de huidige koelinstallatie op het Mollier diagramma
Een koelcyclus is een thermodynamisch cyclus. Deze cyclus kan gevisualiseerd worden op een Mollier diagram. Dit is een diagram in functie van enthalpie en specifiek voor de koeltechnische sector de logaritmische druk. Hierop kunnen de verschillende thermodynamische toestanden eenduidig vastgelegd worden, indien bijvoorbeeld de temperaturen en drukken gekend zijn. Het vermogen gebruikt door de koelinstallatie wordt voornamelijk bepaald door het opgenomen elektrische vermogen van de compressor. Deze wordt beïnvloed door de inlaat- en uitlaatdruk, temperatuur en de oververhittingsgraad.
Stap 3 : Meet de performantie van de koelinstallatie door een continue meetsysteem
Om de werking van een koelinstallatie te monitoren, dienen de verschillende parameters 24h/24 te worden gemonitord. Indien de sensoren hiervoor niet aanwezig zijn, kunnen deze eenvoudig worden toegevoegd. Naast de thermodynamische parameters van de koelinstallatie dient men ook het afnameprofiel, en dus het koelproces te monitoren. Vaak is de regeling van een koelinstallatie niet aangepast aan een variërend afnameprofiel.
In een slachthuis bijvoorbeeld is er veel koelcapaciteit nodig wanneer het koelproces start van de geslachte dieren in de koelcellen. Door het monitoren van het openen/sluiten van de deuren van de koelcellen, krijgt men een zeer goed beeld van de gevraagde koelcapaciteit, en kan men eventueel piekbelastingen voorkomen. Door het toepassen van een frequentieregelaar kan men het gevraagde koelvermogen veel beter regelen in functie van de vraag.
Deze gegevens worden ingelezen in een energiedatalogger, welke deze op regelmatige tijdstippen verstuurd naar een online energie platform op het internet.
Stap 4 : Breng de performance en afwijkingen in kaart
Gebaseerd op bovenstaande online metingen kunnen volgende parameters en alarmen beschikbaar worden gesteld, hier wordt data info:
Parameters:
Alarmen:
Stap 5 : Stel de regelparameters in en evalueer de aanpassingen
Bovenstaande metingen dienen gedurende een paar maanden te worden uitgevoerd om de werking van de koelinstallatie met verschillende belastingen en gedurende verschillende seizoenen te kunnen monitoren. Hierna worden in samenwerking met de koeltechnicus de verschillende regelparameters in de PLC aangepast. Het beperken van de persdruk van de compressor met 1 bar, kan een besparing opleveren van tienduizenden euro’s per jaar. Deze kennis is meestal aanwezig bij de eindklant of de leverancier van de koelinstallatie.
Nadat deze aanpassingen werden uitgevoerd op de koelinstallatie keert men terug naar stap 4, om de aanpassingen te evalueren. Energiemonitoring is een zogenaamd PDCA ( Plan , Do , Check , Act ) proces. Elke aanpassing dient opnieuw geëvalueerd te worden.
