Nyt fordampersystem giver 30 % forbedring af energieffektiviteten

Nyt fordampersystem forener de gode egenskaber fra direkte ekspansion (DX) og oversvømmet system (flooded), og anvender ammoniak som kølemiddel. Ved at gøre dette bliver ulemperne ved de to systemer undgået.  Og ved at optimere sammenhængen mellem flow, fordampning af kølemidlet, mængden af kølemiddel og trykforholdene kan energieffektiviteten forbedres med 30 % i forhold til praksis i dag, men dog afhængigt af driftsforholdene. 

På grund af det reduceret overhedning og fyldning (low charge system) og den gode effektivitet kan det forventes, at det udviklede koncept kan reducere prisen for selve entreprisen på industrielle anlæg betydeligt, men også at det bliver efterspurgt på markedet for kommercielle anlæg. 

Kompressoren er hjertet i køleanlæg og varmepumper. Den suger kølemidlet fra anlæggets lavtryksside. Hvis trykket er for lavt, så øges elforbruget. Derfor er det vigtigt at sugetrykket optimeres for ikke at ødelægge den samlede økonomi for anlægget. 

Der er opbygget en testopstilling på Teknologisk Institut i Aarhus med en 400 kW ammoniakchiller, og hvor lavtrykssiden er bygget på en innovativ måde, så der kan køres direkte ekspansion (DX) eller oversvømmet drift (flooded). Ved aktiv oversvømmet drift ledes blandingen igennem separatoren og ved aktiv direkte ekspansion ledes den overhedet gas direkte retur til kompressoren. Dette setup har gjort det muligt, under kontrollerede forhold, at have begge udløb aktive under oversvømmet drift. I forbindelse med indreguleringen af lavtrykssiden, hvor veksleren var sat til at køre i modstrøm og oversvømmet, var den ene udløb kun blevet lukket halvt og en lille gasstrøm har kunnet passere. Den lille gasstrøm som kunne passere var overhedet og ved at ændre cirkulationstallet (altså den andel kølemiddel, som passerer i væskeform i forhold til den andel kølemiddel, som passerer i dampform) blev overhedningsgraden ændret tilsvarende. Dette var startskuddet på at udnytte disse effekter til at opnå et meget kompakt og effektivt fordampersystem. 

Projektet har udviklet et fordampersystem. hvor det er muligt at anvende en lille overhedning og samtidig være i stand til at håndtere små mængder væske ud af en eller flere kanaler og sikre, at væsken ledes retur til indløbet via et bypass på fordamperen. Forsøg har vist at det er muligt at forøge fordampertemperaturen betydeligt og dermed gøre det muligt at udnytte fordamperens overflade mere effektivt. Effektfaktoren (COP) er blevet øget med 12 %. Denne stigning er relativ for hvis kondenseringstemperaturen var lavere, så vil der kunne opnås en større stigning i COP.  

Projektet har været ledet af Teknologisk Institut under seniorprojektleder Lars Olsen og Claus Madsen, og i samarbejde med Alfa Laval og Svedan Industri Køleanlæg A-S.