Energieffektivisering gennem modelbaseret regulering og online ...

For stempelkompressorer med mange cylindre er der ofte mulighed for at udkoble
cylindre parvis, således at kapaciteten, også selvom der kun er en kølekompressor,
kan justeres i forhold til behovet.
For tørkølere, køletårne eller havvandsvekslere er fordelen ved at udnytte hele kølefladen
at man kan minimere massestrømme af de medier, der skal afgive og optage
den varme, der ønskes fjernet. Dermed bliver det nødvendige arbejde til pumpe/blæser
ligeledes minimalt. Det forudsætter at pumper og blæsere kan omdrejningsreguleres.
En strategi som førnævnte, er dog langt fra den gængse. Hvis man har flere individuelt
styrbare celler (af tørvekslere eller køletårne) i et køleanlæg, er strategien i
bedste fald snarere at celler indkobles sekventielt, således at det udnyttede varmeoverførende
areal er nogenlunde proportionalt med belastningen end at samtlige celler
nedreguleres til lav last. Tilsvarende vil det krævede arbejde til pumper og blæsere
for at transportere de varmeoverførende medier være nogenlunde proportionalt
med kølebehovet.
I værste fald kobler man ikke en gang celler ud men alle kører blot på et fast omløbstal
og med høj cirkulationsrate af vand uanset om der er behov for det eller ej.
Da effektbehovet til transport af et varmebærende medium igennem et givent system
er proportional med flowet i 3. potens er der overordentlige store gevinster forbundet
med at kunne reducere disse mængder for at opnå mindst muligt behov for arbejde til
køleprocessen.
5.1.2.1 Eksempel med udnyttelse af 3 i stedet for 2 enheder
Som et eksempel betragtes et køleanlæg bestående af 3 ens køletårne (3 styk Vestas
Aircoil OCT04HB01-1-120), som skal nedkøle en processtrøm fra 40 til 26 C.
Processen kræver en køleeffekt på 1935 kW. Kølingen foregår ved at kølevand cirkuleres
gennem køletårnet og direkte ind i en modstrømsvarmeveksler, som derved
nedkøler processen. Så længe vådtemperaturen er under 14 C (svarende til en lufttemperatur
på cirka 18 C og 65% RF), er der tilstrækkelig kapacitet på køletårnene til
at to tårne alene kan klare opgaven.
I Figur 2 er vist behovet for el i tilfældet hvor alle 3 køletårne udnyttes og i tilfældet
hvor kun de to tårne benyttes for varierende vådtemperatur. I begge tilfælde er flowet
af luft og kølevand optimeret så det samlede effektbehov bliver mindst muligt.
Endvidere er på den højre akse vist elbehovet med 3 tårne i drift i forhold til elbehovet
med 2 tårne i drift (”El-andel 3 i forhold til 2 tårne”). Denne kurve viser at elbehovet
med 3 tårne i drift kun kræver mellem 46% og 37% af elbehovet når kun 2 tårne
er i drift. Dvs. besparelsespotentialet alene ved dette skift er på mellem 54% og 63%
i den pågældende driftssituation.
Af Figur 2 ses, med 3 tårne kan varmen fjernes ved en vådtemperatur på 10 C med
et samlet elbehov på cirka 20 kW. Med kun 2 tårne skal vådtemperaturen være helt
nede på -7 C for at opgaven kan klares med det samme elbehov.
I Figur 3 er vist elbehovet for eet af køletårnene ved de to aktuelle lastsituationer
sammen med kurver for forholdet mellem køleeffekt og elbehov.
8