Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Driftoptimering av värmepumpssystem Fredrik Karlsson SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Per Fahlén.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Driftoptimering av värmepumpssystem Fredrik Karlsson SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Per Fahlén."— Presentationens avskrift:

1 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Driftoptimering av värmepumpssystem Fredrik Karlsson SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Per Fahlén Chalmers Tekniska Högskola

2 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Två projekt inom eff-Sys Integrerad styrning av kyl- och värmepumps- anläggningar (t.o.m ) Driftoptimering av värmepumpssystem – behovsstyrning av värme och varmvatten ( till )

3 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Bakgrund Optimal drift av värmepumpssystem kräver optimering av: –Värmekälla och värmesänka –Värmepumpens drift i förhållande till behovet –Värmepumpens interna drift Fas 1 Fas 2 Fas 3

4 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Systemgränser för arbetet Fas 1 – Integrerad styrning av kyl- och värmepumpsanläggningar

5 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Systemgränser för arbetet Fas 2 – Driftoptimering av värmepumpssystem

6 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Systemgränser för arbetet Fas 3 – Arbetet framöver

7 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Syfte och mål Syftet är att undersöka förutsättningarna för att optimera värmepumpssystemets drift med hjälp av ett överordnat styrsystem och nya komponenter. Optimeringen omfattar det totala systemet, dvs värmepumpens interna drift och värmepumpens drift i förhållande till värmebehovet

8 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Relevans Kyl-och värmepumpssystem förbrukar ca TWh el per år En effektivitetsökning på 10 % skulle alltså ge en reduktion av elanvändningen med ca 1,5 TWh Den totala elproduktionen från vindkraft 2001 var 0,4 TWh Antal sålda värmepumpar i Sverige per år

9 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Metodik •Litteraturstudie •Laboratorieprov •Bedömning av energibesparingspotential •Optimeringsmetod undersökt genom simuleringar •Varmvattenberedning undersökt genom laboratorieprov •Värmesystemets inverkan undersöks genom kunskapssammanställning

10 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Litteraturstudie - resultat Effektivare värmepumpar kan fås med •Varvtalsstyrda kompressorer •Varvtalsstyrda pumpar/fläktar •Elektroniskt styrda expansionsventiler Varvtalsstyrda kompressorer kan vara effektivare pga: •Bättre drift vid dellast •Färre cykler av/på •Minskat behov av avfrostning •Minskat behov av tillskottseffekt

11 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Laboratorieprov - experimentvärmepump

12 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Laboratorieprov - provmetod Dellastprov enligt prCEN/TS •Varvtalsstyrning •Intermittent styrning •Driftpunkterna definieras av temperaturen på inkommande köld- och värmebärare •Full last definieras som drift med frekvensen 80 Hz •Dellasten definieras sedan utifrån värmeeffekten vid fullastprovet •Dellasten regleras med varvtalet för varvtalsstyrning och med tiden av/på vid intermittent styrning

13 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Laboratorieprov - resultat Resultat från liknande prov med annan kompressor ej utvecklad för varvtalsstyrning

14 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Optimering av värmepumpssystemet Detta kan delas upp i två delar: •Optimal reglering –Hitta det bästa sättet att hålla processparametrarna på önskade nivåer •Optimal driftpunkt –Hitta den bästa driftpunkten

15 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Optimeringsmetoder On-line •För processer utsatta för störningar och där processparametrarna förändras över tiden Off-line •Kan användas för processer med långsamma förändringar av processparametrar och få störningar

16 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Optimering on-line Långsamma, ofrekventa störningar och snabb dynamik i processen Stationär optimering –Direkta metoder »Ingen matematisk modell av processen »Ofta enkel att implementera »Långsam metod –Indirekta metoder »Kräver matematisk modell av processen »Svårare att implementera »Snabbare metod Snabba, frekventa störningar Dynamisk optimering

17 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Optimera – med avseende på vad?

18 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Aktuell optimeringsmetod Nelder-Meads Simplexmetod

19 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Optimering - målfunktion Optimering utan bivillkor Optimering med bivillkor

20 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Optimering utan bivillkor

21 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Sammanfattning / Slutsatser •Stor potential för ökad energieffektivitet genom att använda varvtalsstyrda kompressorer •Ytterligare förbättrad energieffektivitet kan uppnås genom att utveckla mer energieffektiva pumpar/fläktar •Den föreslagna optimeringsmetoden visar lovande resultat men kräver ytterligare utvärdering

22 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Fortsättning av projektet •En eller flera optimeringsmetoder tas fram •Optimeringsmetod(er) undersöks för olika värmesystem genom simuleringar •Den eller de mest lovande koncepten undersöks med fysisk värmepump+reglersystem mot realtidsimulerat hus+värmesystem •Effektivare komponenter och optimeringsmetod undersöks även för luftvärmepump bl.a för att få med avfrostningsfunktionen i analysen

23 SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Projektdeltagare SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Installationsteknik, CTH Elforsk Nibe IVT Thermia Värme Danfoss JEFF Electronics Wilo Grundfos Uponor Wirsbo Carrier LK Lagerstedt & Krantz REHAU Thermopanel Energimyndigheten


Ladda ner ppt "SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Driftoptimering av värmepumpssystem Fredrik Karlsson SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Per Fahlén."

Liknande presentationer


Google-annonser