ammoniak (nh 3 /r717) als koudemiddel
DESCRIPTION
Ammoniak (NH 3 /R717) als koudemiddel. Ja natuurlijk !!. Geschiedenis. CO 2 NH 3. CO 2 NH 3. NH 3. 1987. 1950. 1930. 1834 Ethyl-ether. S O 2 HC’s. HC’s CFK. Montreal protocol. CFC HCFK. HFK HFO ? HC’s CO 2 NH 3. HC’s HFK HFO. HCFK HFK. CFC HCFK. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Ammoniak (NH3/R717)
als koudemiddel
Ja natuurlijk !!
AmmoniakAl meer dan 100 jaar een duurzame oplossing
Geschiedenis
1834Ethyl-ether
CO2 NH3
SO2 HC’s1930
CO2 NH3
HC’s CFK1950
NH3
CFC HCFK
1987Montrealprotocol
1990CFC HCFK
NH3 HFK
1997Kyoto protocolCO2 NH3
HCFK HFK
CO2 NH3
HC’s HFK HFO2013
HFKHFO ?HC’sCO2NH3
• De juiste systeemkeuze• Infrastructuur• Minimalisatie koudemiddel inhoud• De NH3 installatie als warmtebron
“Optimalisatie” NH3 systemen
In de ontwerp fase:
In de gebruiks fase:
• Oliehuishouding• Niet condenseerbare gassen• Vocht
Definitie optimaal: zo gunstig mogelijk
Systemen met NH3
• Natuurlijke circulatie• Pompcirculatie• Directe expansie
• Direct• Indirect
Pomp circulatieBadverdamping met gebruik van een koudemiddelpomp waarbij de verdamper volledig “nat” wordt gebruikt.
• Grote flexibiliteit van opstelling• Verdampers met kleine Δt mogelijk (fruitbewaring)• Heetgas ontdooiing eenvoudig• 0-100% regelbaar• Lage condensatietemperatuur mogelijk • Eenvoudige oliehuishouding
Relatief grote vullingen, echter wel afhankelijk van componentenselectie.
Pomp circulatie
Pomp circulatie
Circulatievoud
Nat retourDroge zuig
Afscheider
Koudemiddelpomp
Wanneer ?• Grote mate van fexibiliteit• De beste prestaties• Vulling geen bezwaar• Persgasontdooiing
Vanaf ca. 150 kW en groter
Pomp circulatie
Natuurlijke circulatieBadverdamping zonder gebruik van een koudemiddelpomp waarbij de verdamper volledig “nat” wordt gebruikt.Statische vloeistofhoogte als drijvende kracht voor de circulatie. • Voornamelijk gebruikt in indirecte systemen
– Glycol / temper– CO2 koudedrager en cascade– Koud water systemen
• 0-100% regelbaar• Lage condensatietemperatuur mogelijk• Eenvoudige oliehuishouding• Uitermate geschikt voor minimalisatie vulling
Natuurlijke circulatie
Vloeistof
Nat retour
Droge zuig
Afscheider
Verdamper
• Badverdamper• Bovengeplaatste afscheider• Natuurlijke circulatie• Gefilmd vanaf de boven zijde• Oplopende capaciteit, 100% is nominaal
Test systeem bij TNOCamera
Licht
Inspuiting
Natuurlijke circulatie
Wanneer ?• Beperkte vulling gewenst• Geen NH3 in gekoelde ruimte (indirect systeem)• Koeling van vloeistoffen
Vanaf ca. 50 kW en groter
Directe expansieSlechts enkele systemen gerealiseerd, soms met succes….
Waarom moeilijk? De eigenschappen van NH3 !
• Minerale olie mengt zich normaal niet met NH3
• Door zuiggasoververhitting wordt de persgastemperatuur snel te hoog
• Vloeistof / gasmengsel vormt geen nevel• NH3-druppels vloeien samen• Voor oververhitting is maar weinig vloeistof nodig • In deellast moeilijk stabiel te krijgen• Vocht in NH3 grote invloed
Wanneer ?Bij behoefte aan avontuur !!
Directe expansie
• Opstelling machinekamer• Leidingloop • Plaats koelers en condensors
- Statische hoogte- Leidingweerstanden- Koudemiddelvulling
InfrastructuurOptimalisatie begint al op de tekentafel
VerdamperdrukΔP in kPa -10 -40
10 0,86 2,72
15 1,31 4,26
20 1,75 6
MachineKamer800 kW
200 kW 400 kW 400 kW 200 kW
LD vloeistof 78 literNat retour (50% vloeistof) 452 literTotaal 530 liter
DN 100 DN 125 DN 100DN 125
DN 25 DN 40 DN 25DN 40
Machine kamer
800 kW
200 kW 400 kW 600 kW 800 kW
LD vloeistof 161 literNat retour (50% vloeistof) 760 literTotaal 921 liter
DN 100 DN 125 DN 150 DN 200
DN 25 DN 40 DN 50 DN 65
Vulling- 43%
Vulling
Condensor
Luchtkoeler Warmte-wisselaar
Expansieorgaan
Leidingwerk
OliekoelerCompressor / olieafscheider
Economiser /tussenkoeler
Afscheider /vloeistofvat
Appendages
Grote invloed op vulling
Gemiddelde invloed op vulling
Geringe invloed op vulling
Minimalisatie koudemiddelinhoudInvloed selectie componenten
Verbeterde afscheidings principes
• Kleinere diameter benodigd• Grote vrijheid positionering aansluitingen
Horizontale meervoudige Afscheiding (HAM)
Natuurlijke circulatie NH3 – GlycolDistributiecentrum België
• Hoogwaardige afscheiding• Minimalisatie van vulling
Compacte oplossingen met demister afscheiding
Verbeterde afscheidings principes
Warmte terugwinning
Door zijn hoge persgas temperatuur is NH3 het perfecte koudemiddel voor het opwekken van warmte.
Warmtebronnen:• Desuperheater • Condensor • Oliekoeling • Onderkoeler
Wamte opwekking:• Water voor reiniging• Vloer verwarming• Comfort verwarming• Drogen
Energiebewust ontwerpen
Warmte terugwinning
DE-SUPERHEATER
OLIEKOELER
CONDENSOR
Warmte terugwinning
Add-on warmtepomp
-7
+35
+80
koude
warmte
warmte
• Selectie goede olieafscheider• Olie met één (hoge) verdampingstemperatuur en laag pour point toepassen, let op verschillende oliefracties• Aftappen op hoogste temperatuur• Olievoorraadvat verwarmen• Olieretoursysteem eenvoudig en inzichtelijk• Noteren: wat gaat erin en wat wordt afgetapt
Olieproblemen voorkomenOnderhoud
OliesoortenNiet oplosbaar in NH3:
• Mineraal paraffinische en nafteenhoudend• Hydrotreated (Reflo A68, CPI 1009-68) -> AANBEVOLEN • PAO (Polyalphaolefin, Reniso SYNTH 68*)
Oplosbaar in NH3 (DX systemen):
• PAG (polyalkylene glycol, Reniso PG 68)
* Ook bruikbaar voor R724
Een goede olie heeft een laag pour point (stolpunt) en een hoog flash point.
NH3 Afscheider
lt
LT
warmtewisselaar
DBP
Condensor
Terugvoeren BDP
warmtewisselaar
Condensor
NH3 Afscheider
Terugvoeren ORVW
ORVW
Niet condenseerbaar gas
Pc Pe (kW) Oliekoeler (kW) Qo (kW) COP30 84,2 27,6 366 4,3532 88,8 33,5 361 4,0734 93,7 39,7 356 3,836 98,7 46,2 350 3,5438 103,9 53,1 343 3,340 109,3 60,2 335 3,04
Oorzaken:
• Slechte inbedrijfstelling • Uiteenvallen van het koudemiddel door hoge
persgastemperaturen• Servicewerkzaamheden• Lekkages aan het koelsysteem
Gevolgen voor energieverbruik en koelvermogen:
Niet condenseerbaar gas
Maatregelen:
• Air purger installeren• Periodiek onderhoud door gekwalificeerd personeel
Oorzaken:
• Water van afpersen componenten• Bouwfase (condensatie en slecht vacumeren)• Aanzuigen lucht bij draaien in vacuum• Onzorgvuldig afblazen NH3 in water• Interne lekkages warmtewisselaars• Slechte kwaliteit NH3 of olie vullen• Servicewerkzaamheden• Lekkages aan het koelsysteem
Water in NH3
Water in NH3
Water in NH3
Water lost op in NH3
1% water in NH3 resulteert in:1% toename in energieverbruik2% afname van koelvermogen Overige nadelige bijwerkingen:• Veroudering en uiteenvallen smeerolie (verzuring)• Corrosie• Problemen met kleppen• Asafdichting problemen
Maatregelen:
• System cleaner / Ammonia dryer toepassen• Periodiek onderhoud en controle kwaliteit NH3
Water in NH3
www.wijbenga.nl