Højeffektiv termodynamisk kredsproces med ”Isolated System Energy Charging” (ISEC)
Formålet med projektet er at demonstrere en forbedring af energieffektiviteten for varmepumper med op til 50 % ved hjælp af en ny teknologi hvor varmepumperne anvendes sammen med en optimal brug af lagerbeholdere som derved vil reducere gennemsnitstemperaturen i varmepumpen. Tilbagebetalingstiden for merinvesteringen forventes at være under 3 år.
Projektets formål er at udvikle og demonstrere, hvordan en højeffektiv varmeenhed baseret på den traditionelle termodynamiske kredsproces i en varmepumpe vil kunne opnå et energibesparelsespotentiale på op til 50 % ved hjælp af et nyudviklet ”Isolated System Energy Charging (ISEC)” koncept.
Ved opvarmning af én beholder ad gangen, vil kondenseringstemperaturen (eller fordampningstemperaturen) af varmepumpen kunne bringes til variere. Dette betyder, at der opnås en kondenseringstemperatur, som kun er lidt højere end medietemperaturen under opvarmningsforløbet.
Ved ISEC konceptet benyttes to eller flere beholdere. En beholder vil da blive opvarmet mens den anden tank, der tidligere blev opladet, tappes for varme. Når den anden beholder er blevet afladet, er den første beholder fuldt opladet, og systemet skifter til at aflade den første beholder, samtidig med at den beholder bliver opladet. Set fra varmekilden og varmeaftagerens side ændrer forholdene sig ikke ved introduktion af ISEC konceptet. Projektaktiviteterne spænder fra teoretiske beregninger, design og konstruktion af de enkelte komponenter, den overordnede styring, konstruktion under forsøgsfasen og konstruktion af faktiske systemer i demonstrationsfasen.
Der er udviklet et ISEC-koncept bestående af et varmepumpesystem tilkoblet to eller flere beholdere. Én beholder vil da blive opvarmet (opladet) samtidig med, at den anden beholder, som tidligere er opladet, tappes for varme (aflades). Når nummer to beholder er blevet afladet, er den første beholder fuldt opladet med varme, og systemet skifter til at aflade den første beholder samtidig med, at nummer to beholder oplades. Set fra varmekildens og varmeaftagerens side ændrer forholdene sig ikke ved introduktion af ISEC-konceptet.
Hovedudfordringerne i projektet har været opbygning af ISEC-varmepumpesystemet og styring heraf. Udfordringerne har også omfattet varmepumpedelen, hvor varmeveksler-koblingen til varmepumpen er optimeret. Endvidere er varmepumpekredsen optimeret med fokus på at opnå en mere enkel opbygning.
Projektets aktiviteter spænder fra teoretiske beregninger, design og konstruktion af enkelte delkomponenter til overordnet styring og konstruktion i forsøgsfasen. Ved at samarbejde mellem virksomheder, som alle besidder en bred faglighed, er der i projektet opnået resultater som intet firma, institut eller universitet havde kunnet opnå alene. Teknologisk Institut har haft rollen som koordinerende og styrende partner.
Årsagen til at dette koncept ikke er blevet anvendt tidligere er, at varmepumper normalt anvendes til at producere den nødvendige mængde varme, når der er behov for det. Det nye ISEC koncept optimerer i stedet varmeproduktionen over en længere tidsperiode ved at separere produktion og forbrug.
I projektet er det lykkedes at demonstrere en forbedring af effektiviteten med op til 17 % i laboratorietest, men der er ingen planer om at markedsføre konceptet i den nuværende form. Der er i løbet af projektet blevet udviklet et relateret produkt i form af et brugsvandsvarmemodul, som forventes solgt i DK, NL, DE, PL m.fl.
Key figures
Kategori
Dokumenter
Deltagere
Partner | Tilskud | Eget bidrag |
---|---|---|
Teknologisk Institut | 1.38 mio. | 2.49 mio. |
innotek | 0.35 mio. | 0.26 mio. |
METRO THERM A/S | 0.22 mio. | 0.34 mio. |
Svedan | 0.43 mio. | 0.29 mio. |
ARLA FOODS AMBA | ||
ALFA LAVAL COPENHAGEN A/S | 0.31 mio. | 0.63 mio. |
Bjerringbro Fjernvarme | 0.07 mio. | 0.05 mio. |
Danmarks Tekniske Universitet (DTU) | 0.82 mio. | 0.15 mio. |