Ik dank mijn ouders, dit niet alleen voor mijn financiële steun gedurende de opleiding, maar ook voor hun advies

Mededeling “Deze eindverhandeling was een examen; de tijdens de verdediging vastgestelde fouten werden nadien niet gecorrigeerd. Gebruik als referentie in publicatie is toegelaten na inwinning

van

het

advies

van

KHBO-promotor,

vermeld

op

de

titelbladzijde.”

Woord vooraf

Om mijn opleiding, industrieel ingenieur elektromechanica, te voltooien is het maken van een eindwerk een noodzaak. Ik deed een poging om met al mijn praktische en theoretische kennis, die ik gedurende de voorbije vijf jaren verworven heb, dit eindwerk tot een goed einde te brengen. Graag zou ik enkele mensen oprecht willen bedanken die hierbij hun steentje hebben bijgedragen. Ik dank mijn ouders, dit niet alleen voor mijn financiële steun gedurende de opleiding, maar ook voor hun advies. Mijn binnenpromotor Dumon Filip en de andere docenten van het KHBO-Oostende die mij gedurende de afgelopen vijf jaar de nodige praktische en theoretische kennis hebben toegebracht wil ik bedanken. Ook zou ik graag mijn stageplaats, AZ St.-Jan AV, bedanken. Mijn buitenpromotor Van Houtryve Stan, Laloo Dirk en het ander personeel die mij deskundig advies, steun en raad gaven. Tenslotte een woordje van dank aan de volgende bedrijven voor hun technische ondersteuning en medewerking: -

Ingenium, met in het bijzonder Vandemaele Bart

-

Daeninck & Deweerdt

-

York

-

Deckx

Een laatste dankwoord gaat naar alle vrienden en medestudenten die mij op eender welke manier hebben geholpen om dit eindwerk tot een goed einde te brengen. Dankuwel allemaal!

Abstract

In deze verhandeling wordt een studie weergegeven van de absorptiekoelinstallatie, opgesteld in het AZ Sint-Jan AV. Deze installatie staat in voor de seizoensgebonden koeling ter vervanging van compressiekoelmachines. Bij aanvang van dit eindwerk waren nog steeds de oude compressiekoelmachines actief. Hiervan werd aan de hand van meetwaarden een Mollierdiagram opgesteld en de C.O.P. berekend. Het nieuw project, de absorptiekoelinstallatie, is een milieuvriendelijk project waarbij de koelmachines aangedreven worden met heet water verkregen uit de restwarmte door afvalverbranding van de Intercommunale voor Vuilverwijdering en -verwerking in Brugge en Ommeland (IVBO). In noodgevallen kan men terugvallen op een stand-by CV-ketelpark. De absorptiekoelmachine voert zijn warmte af via een koelwatercircuit. In dit project wordt als koelwater gebruik gemaakt van kanaalwater afkomstig uit de vaart Brugge Oostende. Voor een efficiënte werking van de koelmachines worden eisen gesteld door de fabrikant. Deze

eisen

worden

verwerkt

in

de

verscheidene

circuits

die

doorheen

de

absorptiekoelmachine stromen. Van dit alles wordt een zeer uitvoerige studie weergegeven. Er wordt een theoretisch kristallisatiediagram

van de absorptiekoelmachines opgesteld

a.d.h.v. de designwaarden met daarbij een bespreking van de invloedsparameters. Door middel

van

metingen

op

deze

nieuwe

installatie

worden

ook

een

praktisch

kristallisatiediagram opgesteld met de bijhorende bespreking ervan. De gevolgen van de verschillende ingangsparameters op de C.O.P. wordt aangetoond. Ook de werkelijke C.O.P. van deze installatie wordt bepaald aan de hand van meetwaarden. Uiteindelijk wordt de C.O.P. van de oude compressiekoelinstallatie vergeleken met die van de nieuwe absorptiekoelinstallatie.

Inhoudsopgave

H1: COMPRESSIEKOELMACHINE VERSUS ABSORPTIEKOELMACHINE.................... 1 1.1. Algemeen .................................................................................................................... 1 1.2. Compressiekoelmachine .............................................................................................. 2 1.2.1. Werking ............................................................................................................ 2 1.2.2. Rendement....................................................................................................... 3 1.2.3. Beschrijving van de essentiële onderdelen van de compressiekoelmachine..... 4 1.2.3.1. De compressor (van A B)............................................................... 5 1.2.3.2. De condensor (van B E)................................................................. 5 1.2.3.3. Het expansieventiel (van E F) ........................................................ 6 1.2.3.4. De verdamper (van F A) ................................................................ 6 1.3. Absorptiekoelmachine.................................................................................................. 6 1.3.1. Werking ............................................................................................................ 6 1.3.2. Rendement....................................................................................................... 7 1.3.3. Milieuvoordelen ................................................................................................ 7 1.3.4. Aandachtspunten.............................................................................................. 7 1.3.5. Beschrijving van de absorptiekringloop............................................................. 8 1.4. Bemerkingen.............................................................................................................. 13 H2: SITUATIE IN HET AZ ST.-JAN AV............................................................................. 14 2.1. Inleiding ..................................................................................................................... 14 2.2. De verschillende ijswater-verbruikers ......................................................................... 14 2.2.1. Luchtbehandelingsgroepen............................................................................. 14 2.2.1.1. De inblaasgroepen (IG) (zie fig. 2.1)................................................. 14 2.2.1.2. De extractiegroepen (EG) (zie fig. 2.2) ............................................. 17 2.2.2. Koeling van medisch apparatuur..................................................................... 17 2.3. De rol van het IVBO-water circuit ............................................................................... 18 2.4. Het stand-by CV-ketelpark ......................................................................................... 19 2.5. Beschrijving van het CV-water circuit ......................................................................... 19 2.6. Beschrijving van het circuit van warm sanitair water................................................... 20

H3: DE “WESTINGHOUSE” CENTRIFUGAALKOELINSTALLATIE................................ 21 3.1. Inleiding ..................................................................................................................... 21 3.2. Hydraulisch schema................................................................................................... 22 3.3. Algemeen................................................................................................................... 22 3.4. Elke koelmachine is hoofdzakelijk samengesteld uit .................................................. 22 3.4.1. De compressor ............................................................................................... 22 3.4.2. De condensor ................................................................................................. 23 3.4.3. De verdamper................................................................................................. 23 3.5. De complete installatie ziet er derhalve uit als volgt ................................................... 23 3.6. De koelwaterinstallatie ............................................................................................... 24 3.6.1. Twee kringen van vier koeltorens ................................................................... 24 3.6.2. Drie condensors ............................................................................................. 25 3.6.3. De koelwaterpompen...................................................................................... 26 3.6.4. De koelwaterleidingen .................................................................................... 26 3.6.5. Temperatuursregeling van het vertrekwater naar de condensor ..................... 26 3.6.6. Een “flow-switch” ............................................................................................ 27 3.6.7. Een cascade-regeling van de koeltorens ........................................................ 28 3.6.8. Een niveauregeling met hoog- en laag peil beveiliging ................................... 28 3.6.9. Beveiligingen tegen vorstgevaar in de koeltorens ........................................... 29 3.6.10. Beveiliging van verzacht watertoevoer naar koeltoren .................................... 30 3.7. Het ijswatercircuit ....................................................................................................... 30 3.7.1. Drie verdampers van de koelmachines........................................................... 30 3.7.2. Twee ijswaterpompen..................................................................................... 30 3.7.3. Stalen ijswaterleidingen .................................................................................. 30 3.7.4. Een “flow switch” ............................................................................................ 31 3.7.5. Temperatuursregeling van het ijswater ........................................................... 31 3.7.6. Zeven uitzettingsvaten met veiligheidsventielen ............................................. 31 3.8. Hydrofoorgroep bestaande uit: .................................................................................. 31 3.8.1. Een wachttank van 5.000 l.............................................................................. 31 3.8.2. Pompgroep..................................................................................................... 32 3.8.3. Horizontale hydrofort charlatteketel ................................................................ 32 3.9. Pneumatische regeling............................................................................................... 32 3.10. Opstellen van een log p-h diagram van de installatie ................................................. 32 3.10.1. Doel................................................................................................................ 32

3.10.2. Principeschets ................................................................................................ 33 3.10.3. Werkwijze ....................................................................................................... 36 3.10.4. Meetresultaten................................................................................................ 37 3.10.4.1. Temperatuurmetingen ...................................................................... 37 3.10.4.2. Drukmetingen................................................................................... 38 3.10.5. Opmerkingen.................................................................................................. 39 3.10.6. Mollierdiagram ................................................................................................ 39 3.11. Bepalen van alle nodige parameters van de punten A, B, E en F............................... 40 3.11.1. Thermodynamische tabellen........................................................................... 40 3.11.2. Tabel .............................................................................................................. 40 3.11.3. Bepalen van de parameters van punt A.......................................................... 41 3.11.3.1. Reeds gekend.................................................................................. 41 3.11.3.2. Bepalen van de verdampertemperatuur (tv) horend bij de verdamperdruk (pv) ..................................................................... 41 3.11.3.3. Bepalen van de nuttige oververhitting SH (= superheat)................... 41 3.11.3.4. Bepalen van de enthalpie hA ............................................................ 42 3.11.3.5. Bepalen de entropie SA .................................................................... 42 3.11.3.6. Bepalen van het specifiek volume υA:............................................... 43 3.11.4. Bepalen van de parameters van punt B.......................................................... 43 3.11.4.1. Reeds gekend.................................................................................. 43 3.11.4.2. Bepalen van de condensortemperatuur (tc) horend bij de condensordruk (pc) ..................................................................... 43 3.11.4.3. Bepalen van de oververhitting ∆θ aan de perszijde .......................... 44 3.11.4.4. Bepalen van de enthalpie hB ............................................................ 44 3.11.4.5. Bepalen van de entropie sB ............................................................. 45 3.11.5. Bepalen van de parameters van punt E.......................................................... 45 3.11.5.1. Reeds gekend.................................................................................. 45 3.11.5.2. Bepalen van de onderkoeling SC (= subcool)................................... 45 3.11.5.3. Bepalen van de enthalpie hE ........................................................... 46 3.11.6. Bepalen van de parameters van punt F .......................................................... 46 3.11.6.1. Reeds gekend.................................................................................. 46 3.11.6.2. Bepalen van de enthalphie hF .......................................................... 46 3.12. Bepalen van de koudefactor ε en de c.o.p. van de installatie...................................... 46 3.12.1. Doel

......................................................................................................... 46

3.12.2. Bepalen van de hoeveelheid warmte opgenomen door de verdamper, q2...... 47

& .................... 47 3.12.3. Bepalen van het massadebiet van het koelmiddel (freon 12), m 3.12.4. Bepalen van het condensorvermogen, Pcond ................................................ 47 3.12.5. Bepalen van het elektrisch vermogen, Pelektr ................................................ 47 3.12.6. Bepalen van de koudefactor ε ........................................................................ 48 H4: OMSCHRIJVING VAN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE............................ 49 4.1. Inleiding ..................................................................................................................... 49 4.2. Absorptiekoelkringloop van de “York” absorptiekoelmachine ..................................... 49 4.2.1. Inleiding .......................................................................................................... 49 4.2.2. Verdamper...................................................................................................... 50 4.2.3. Absorber......................................................................................................... 50 4.2.4. Generator ....................................................................................................... 52 4.2.5. Condensor...................................................................................................... 52 4.3. Hoofdbestanddelen .................................................................................................... 53 4.3.1. Hogedrukgedeelte ......................................................................................... 53 4.3.2. Lagedrukgedeelte........................................................................................... 53 4.3.3. Pekelpomp (LiBr)............................................................................................ 54 4.3.4. Koudemiddelpomp (water).............................................................................. 54 4.3.5. Pekelwarmtewisselaar .................................................................................... 55 4.3.6. Ontluchtsysteem............................................................................................. 55 4.3.7. Breekschijf...................................................................................................... 55 4.4. Het computerbedieningspaneel van de “York” absorptiekoelmachine ........................ 55 H5: BESPREKING VAN HET HEETWATERCIRCUIT DOORHEEN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE...................................................................................... 57 5.1. Inleiding ..................................................................................................................... 57 5.2. Principe...................................................................................................................... 57 5.3. Hoofdcomponenten.................................................................................................... 58 5.4. Het maximum toegelaten heet water debiet door de generator .................................. 58 5.5. Productie heet water d.m.v. IVBO .............................................................................. 60 5.5.1. Principeschets ................................................................................................ 60 5.5.2. Hoofdcomponenten ....................................................................................... 60 5.5.3. Warmtewisselaars .......................................................................................... 61

5.5.4. Primaire circuit van warmtewisselaar met IVBO water .................................... 62 5.5.5. Continue regeling van de heet water hoeveelheid naar de warmtewisselaars 62 5.5.6. Secundair circuit van warmtewisselaar met heet-water circuit door koelmachines ....................................................................................................................... 64 5.5.7. Afstelling van maximum generatordebiet i.f.v. het aantal actieve koelmachines ................................................................................................. 65 5.5.7.1. Bij werking van één koelmachine ..................................................... 65 5.5.7.2. Bij werking van twee koelmachines .................................................. 66 5.5.7.3. Bij werking van drie koelmachines.................................................... 67 5.6. Productie heet water d.m.v. een stookketel uit de stookplaats.................................... 68 5.6.1. Principeschets ................................................................................................ 68 5.6.2

Hoofdcomponenten ........................................................................................ 68

5.6.3. Afstelling van maximum generatordebiet i.f.v. het aantal actieve koelmachines ................................................................................................. 68 5.6.3.1. Bij werking van één koelmachine ..................................................... 69 5.6.3.2. Bij werking van twee koelmachines .................................................. 70 5.6.3.3. Bij werking van drie koelmachines.................................................... 70 5.7. Ingebouwde Capaciteitsregeling per koelmachine...................................................... 71 5.7.1. Werking ......................................................................................................... 71 5.7.1.1. 100% capaciteit................................................................................ 72 5.7.1.2. 80% capaciteit.................................................................................. 72 5.7.1.3. 0% capaciteit.................................................................................... 73 5.7.2. Functie van de regelkraan net voor de mengkraan (=Samson-klep) ............... 73 5.7.2.1. Beide koelmachines hebben een gelijke capaciteit .......................... 74 5.7.2.2. Beide koelmachines hebben een verschillende capaciteit ................ 75 5.7.2.3. Voorbeeld 1: koelmachine 1 (0% capaciteit) en koelmachine 2 (100% capaciteit) ............................................................................. 75 5.7.2.4. Voorbeeld 2: koelmachine 1 (20% capaciteit) en koelmachine 2 (100% capaciteit) ............................................................................. 77 5.7.3. Cascade regeling van de koelmachines.......................................................... 78 5.8. Energiemeters ......................................................................................................... 79

H6: BESPREKING VAN HET KOELWATER-CIRCUIT DOORHEEN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE..................................................................................... 80 6.1. Inleiding

......................................................................................................... 80

6.2. Principe

......................................................................................................... 80

6.3. Doel

......................................................................................................... 81

6.4. Principeschets + hoofdcomponenten ......................................................................... 81 6.5. Watervangconstructie met twee automatische fijnroosters ......................................... 82 6.6. Pompstation

......................................................................................................... 83

6.6.1. Algemeen ....................................................................................................... 83 6.6.2. Natte kelder .................................................................................................... 84 6.6.3. Droge pompkelder .......................................................................................... 84 6.7. Technisch gebouw koeling ......................................................................................... 86 6.7.1. Controlemeting van het kanaalwater-debiet.................................................... 86 6.7.2. Onderverdeling in drie deelcircuits.................................................................. 86 6.7.3. Mengregeling van de intredetemperatuur van het koelwater in de absorber ... 87 6.7.4. Mengregeling van de loostemperatuur van het koelwater ............................... 89 6.7.5. Functie van de in serie werkende circulatiepompen........................................ 90 6.7.5.1. Beschrijving...................................................................................... 90 6.7.5.2. Verklaring waarom voor extra in serie opgestelde frequentiegestuurde pompen gekozen wordt .................................................................... 91 6.7.5.3. Alternatieven .................................................................................... 92 6.7.6. Ingebouwd borstelreining-systeem ................................................................. 93 6.7.6.1. Werking............................................................................................ 93 6.7.6.2. Detectie van verstopte pijpleidingen ................................................. 94 6.7.7. Nog enkele niet besproken beveiligingen........................................................ 95 6.7.7.1. Flow-switch ...................................................................................... 95 6.7.7.2. Analoge drukverschilmeter ............................................................... 95 6.7.7.3. Overstortventiel ................................................................................ 95 6.7.8. Leidingen spoelen .......................................................................................... 96 6.8. Loosconstructie ......................................................................................................... 96 6.8.1. Zuurstof gehalte in te lozen water ................................................................... 97

H7: BESPREKING VAN HET GEKOELD WATER-CIRCUIT DOORHEEN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE.................................................................................... 98 7.1. Inleiding

......................................................................................................... 98

7.2. Principe

......................................................................................................... 98

7.3. Principeschets + hoofdcompenenten ......................................................................... 99 7.3.1. Principeschets ................................................................................................ 99 7.3.2. Hoofdcompenten .......................................................................................... 100 7.4. Het maximum toegelaten ijswater debiet door de verdamper ................................... 101 7.5. Werking

....................................................................................................... 102

7.5.1. Opstart van de frequentiegestuurde pompen................................................ 102 7.5.2. Opstart van de absorptiekoelmachine en de secundaire pomp net voor de verdamper .................................................................................................... 102 7.5.3. Regeling van de ijswaterhoeveelheid naar de verbruikers ............................ 104 7.5.3.1. koelvraag-debiet < V& = 275m³/h..................................................... 104 7.5.3.2. koelvraag-debiet = V& = 275m³/h..................................................... 105 7.5.3.3. V& = 688m³/h > koelvraagdebiet > V& = 275m³/h .............................. 106 7.5.3.4. V& = 1100m³/h > koelvraagdebiet > V& = 688m³/h ............................ 107 7.5.3.5. koelvraagdebiet > V& = 1100m³/h .................................................... 108 7.5.4. Stilleggen van het ijswatercircuit................................................................... 108 7.5.4.1. Uitschakelen van de frequentiegestuurde pompen......................... 108 7.5.4.2 7.6. Energiemeter

Uitschakelen van de secundaire ijswaterpomp............................... 108 ....................................................................................................... 109

7.7. Nog enkele niet besproken beveiligingen en opmerkingen....................................... 109 7.7.1. Liquid flow switch.......................................................................................... 109 7.7.2. Drukverschilmeter......................................................................................... 109 7.7.3. Tichelmann................................................................................................... 110 H8: DESIGNWAARDEN EN BEDRIJFSLIMIETEN VAN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE.................................................................................. 111 8.1. Designwaarden van de “York” absorptiekoelmachine............................................... 111 8.1.1. Designtemperaturen van het water in de verschillende deelcircuits doorheen de absorptiekoelmachine.............................................................................. 111 8.1.2. De design werkingstemperaturen in de verschillende compartimenten van de

koelmachine bepalen we als volgt ................................................................ 111 8.1.3. De design-werkingstemperaturen van het koelmiddel en koudemiddel in de koelmachine ................................................................................................ 113 8.2. Bedrijfslimieten van de “York” absorptiekoelmachine ............................................... 113 8.2.1. Bedrijfslimieten van het water in de verschillende deelcircuits doorheen de absorptiekoelmachine................................................................................... 113 8.2.2. Bedrijfslimieten van het koelmiddel en koudemiddel in de koelmachine ....... 114 H9: OPSTELLEN VAN HET KRISTALLISATIEDIAGRAM VAN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE.................................................................................. 115 9.1. Doel

....................................................................................................... 115

9.2. Inleiding

....................................................................................................... 115

9.3. Kristallisatielijn ....................................................................................................... 116 9.4

Hoofdoorzaken voor kristallisatie.............................................................................. 116 9.4.1. Te sterke LiBr-concentratie van de naar de absorber terugkerende oplossing117 9.4.2. Te lage temperatuur van de verdunde oplossing .......................................... 117 9.4.3. Het stoppen van de machine, zonder zijn zogenaamde verdunningsperiode 118 9.4.4. Het aanwezig zijn van te veel niet-condenseerbare gassen.......................... 118

9.5. Signalisatie van kristallisatie..................................................................................... 118 9.5.1. Koel- en koudemiddelstand bij 25% koellast................................................. 119 9.5.2. Koel- en koudemiddelstand bij 100% koellast ............................................... 120 9.6. Afregelen van de koelen koudemiddel kringloop bij vollast..................................... 120 9.7. Voorkomen van kristallisatie..................................................................................... 121 9.7.1. Overstortventiel in verdamper....................................................................... 121 9.7.2. Stabilisatieventiel gestuurd door vlotterschakelaar en thermostaat ............... 122 9.7.3. Ontluchtsysteem........................................................................................... 122 9.8. Dekristallisatie-inrichting........................................................................................... 123 9.9. Effect van te lage koelwatertemperatuur op de kringloop ......................................... 125 9.10. Effect van de belasting op de kringloop.................................................................... 126 9.11. Opstellen van het kristallisatiediagram bij vollast a.d.h.v. de designwaarden ........... 126 9.11.1. De designwaarden........................................................................................ 126 9.11.2. Kristallisatiediagram ..................................................................................... 126 9.11.3. Opstellen werkingsdiagram........................................................................... 126 9.11.3.1. Traject van de zoutoplossing.......................................................... 126

9.11.3.2. Traject van de koelstof (=water) ..................................................... 127 9.11.3.3. Algemeen....................................................................................... 127 9.11.3.4. Samenvattende tabel ..................................................................... 128 9.12. Opstellen van het kristallisatiediagram bij vollast a.d.h.v. de meetwaarden .............. 128 9.12.1. De meetwaarden .......................................................................................... 128 9.12.2. Kristallisatiediagram...................................................................................... 129 9.12.3. Bespreking .................................................................................................. 129 H10: OPSTELLEN VAN EEN T-S DIAGRAM .................................................................. 130 10.1. Inleiding

....................................................................................................... 130

10.2. Voorstelling

....................................................................................................... 131

10.3. Cyclus van de koelstof (water) ................................................................................. 132 10.3.1. Bepalen van alle nodige parameters van de punten 5, 6, 7 en 8................... 132 10.3.1.1. Condensatie: 7-8............................................................................ 132 10.3.1.2. Expansie: 8-5 ................................................................................. 133 10.3.1.3. Verdamping: 5-6............................................................................. 134 10.3.1.4. Pomp: 6-7 ...................................................................................... 135 10.3.2. Samenvattende tabel.................................................................................... 136 10.4. Cyclus van het absorptiemiddel (LiBr + H2O – oplossing) ........................................ 137 10.4.1. Bepalen van alle nodige parameters van de punten 1, 2, 3 en 4................... 137 10.4.1.1. Generator: 1-2................................................................................ 137 10.4.1.2. Expansie: 2-3 ................................................................................. 138 10.4.1.3. Absorber: 3-4 ................................................................................. 138 10.4.1.4. Pomp: 4-1 ...................................................................................... 139 10.4.2. Samenvattende tabel.................................................................................... 140 10.5. Opmerking

....................................................................................................... 140

H11: BEPALEN VAN DE C.O.P. + INVLOED VAN DE INGANGSPARAMETERS.......... 141 11.1. Doel

....................................................................................................... 141

11.2. Visgraatdiagram ....................................................................................................... 141 11.3. Bepalen van de koudefactor van Carnot ε ab,C bij de designwaarden ........................ 142 11.4. Invloedsparameters op de koudefactor van Carnot ε ab,C ........................................ 144 11.4.1. Effect van de generatortemperatuur op de koudefactor van Carnot ε ab,C ..... 144

11.4.1.1.Maximum generatortemperatuur ..................................................... 144 11.4.1.2. Minimum generatortemperatuur ..................................................... 144 11.4.1.3. Besluit ............................................................................................ 145 11.4.2. Effect van de condensortemperatuur op de koudefactor van Carnot ε ab,C .... 145 11.4.2.1. Lage condensortemperatuur .......................................................... 146 11.4.2.2. Besluit ............................................................................................ 146 11.4.3. Effect van de verdampertemperatuur op de koudefactor van Carnot ε ab,C ... 147 11.4.3.1. Maximum verdampertemperatuur................................................... 147 11.4.3.2. Minimum verdampertemperatuur.................................................... 148 11.4.3.3. Besluit ............................................................................................ 148 11.4.4. Samenvattende tabel.................................................................................... 149 11.5. Bepalen van de koudefactor van de werkelijke machine εt ........................................ 150 11.6. Bepalen van de koudefactor van de werkelijke machine ε t a.d.h.v. meetwaarden... 150 11.6.1. Bepalen van het verdampervermogen Pv .................................................... 151 11.6.1.1. Tabel met meetwaarden................................................................. 151 11.6.1.2. Berekening..................................................................................... 151 11.6.1.3. % koeling ....................................................................................... 152 11.6.2. Bepalen van het generatorvermogen Pg ...................................................... 152 11.6.2.1. Tabel met meetwaarden................................................................. 152 11.6.2.2. Berekening..................................................................................... 153 11.6.3. De werkelijke koudefactor ε t ........................................................................ 154 11.6.3.1. Berekening..................................................................................... 154 11.6.3.2. Vergelijking met theorie.................................................................. 154 11.7. Opstellen van de warmtebalans a.d.h.v. meetwaarden ............................................ 155 11.7.1. Warmtebalans .............................................................................................. 155 11.7.2. Bepalen van het absorbervermogen Pa + condensorvermogen PC ............... 156 11.7.2.1. Tabel met meetwaarden................................................................. 156 11.7.2.2. Berekening..................................................................................... 157 11.7.3. Toegevoerde warmte.................................................................................... 158 11.7.4. Afgevoerde warmte ...................................................................................... 158 11.7.5. De fout ....................................................................................................... 158

11.8. Bepalen van het totaal rendement van Carnot η C ,t a.d.h.v. meetwaarden ............... 158

H12: VERGELIJKING ABSORPTIEKOELINSTALLATIE MET COMPRESSIEKOELINSTALLATIE ................................................................................................ 160 12.1. Vergelijking van de koudefactor ε t ........................................................................... 160 12.2 Voordelige milieu-aspecten bij absorptiekoelinstallatie ............................................. 160 12.2.1. Probleemstelling ........................................................................................... 160 12.2.2. Demonstratieproject energietechnologieën: subsidiëring .............................. 161 12.2.3. Ozonvriendelijk koelen koudemiddel .......................................................... 161 12.3. Elektrische energie................................................................................................... 162 12.3.1. Energiefactuur in geval van compressiekoelmachines.................................. 162 12.3.2. Energiefactuur in geval van nieuwe absorptiekoelmachines ......................... 162 12.3.3. Absorptiekoelinstallatie uitbreiden met een warmtekrachtkoppeling (WKK) .. 163 12.4. Warmte-energie ....................................................................................................... 164 12.4.1. Heet water kosten bij absorptiekoelinstallatie ............................................... 164 12.4.2. Werking op stookplaats ................................................................................ 164 12.5. Kanaalwaterkosten bij absorptiekoelinstallatie ......................................................... 165 12.5.1. Factuur verpompen kanaalwater .................................................................. 165 12.5.2. Extra kosten ................................................................................................. 165 12.6. Voordelen van de absorptiekoelinstallatie t.o.v. compressiekoelmachine................. 165 12.7. Nadelen van de absorptiekoelinstallatie t.o.v. compressiekoelmachine.................... 166

Lijst met illustraties

H1: COMPRESSIEKOELMACHINE VERSUS ABSORPTIEKOELMACHINE.................... 1 Fig. 1.1. Maximale dampspanning als functie van de temperatuur ....................................... 2 Fig. 1.2. Principeschema compressiemachine ..................................................................... 3 Fig. 1.3. Essentiële onderdelen compressiemachine............................................................ 4 Fig. 1.4. Log p-h diagram compressiekoelmachine .............................................................. 5 Fig. 1.5. Principewerking van de verdamper en absorber..................................................... 9 Fig. 1.6. ............................................................................................................................. 10 Fig. 1.7. ............................................................................................................................. 11 Fig. 1.8. ............................................................................................................................. 12 H2: SITUATIE IN HET AZ ST.-JAN AV............................................................................. 14 Fig. 2.1. Luchtbehandeling: inblaasgroep........................................................................... 16 Fig. 2.2. Luchtbehandeling: extractiegroep......................................................................... 17 H3: DE “WESTINGHOUSE” CENTRIFUGAALKOELINSTALLATIE................................ 21 Fig. 3.1. De acht koeltorens geplaatst op de 15e verdieping van het beddenhuis vleugel DE............................................................................................................ 25 Fig. 3.2. ............................................................................................................................. 27 Fig. 3.3. Principeschets van de complete “Westinghouse” koelinstallatie zoals die ontworpen is......................................................................................................... 34 Fig. 3.4. Vereenvoudigde principeschets van de “Westinghouse” koelinstallatie ................ 35 Fig. 3.5. Een koelproces voorgesteld in een Mollierdiagram............................................... 36 H4: OMSCHRIJVING VAN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE............................ 49 Fig. 4.1. Koudemiddel- en koelmiddelkringlopen ................................................................ 51 Fig. 4.2. Vooraanzicht en hoofdonderdelen YIA absorptiekoelmachine .............................. 53 H5: BESPREKING VAN HET HEETWATERCIRCUIT DOORHEEN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE...................................................................................... 57 Fig. 5.1. Principeschets van de productie van heet water d.m.v. IVBO............................... 60 Fig. 5.2. De twee actieve warmtewisselaars....................................................................... 61

Fig. 5.3. Continue regeling van de heet water hoeveelheid naar de warmtewisselaars i.f.v. de capaciteitsregeling van elke koelmachine (Principeweergave voor één actieve warmtewisselaar) ........................................ 63 Fig. 5.4. Debiet in secundair circuit bij werking van één koelmachine bij vollast ................. 66 Fig. 5.5. Debiet in secundair circuit bij werking van twee koelmachines bij vollast.............. 67 Fig. 5.6. Principeschets van de productie van heet water d.m.v. een stookketel uit stookplaats ........................................................................................................... 68 Fig. 5.7. Debiet in secundair circuit bij werking van één koelmachine bij vollast ................. 69 Fig. 5.8. Debiet in secundair circuit bij werking van twee koelmachines bij vollast.............. 70 Fig. 5.9. Debiet in secundair circuit bij werking van drie koelmachines bij vollast ............... 71 Fig. 5.10.Capaciteitsregeling bij 100% capaciteit ................................................................ 72 Fig. 5.11.Capaciteitsregeling bij 80% capaciteit .................................................................. 72 Fig. 5.12.Capaciteitsregeling bij 0% capaciteit .................................................................... 73 Fig. 5.13.Beide koelmachines werkend bij gelijke capaciteit ............................................... 74 Fig. 5.14.Voorbeeld 1: beide koelmachines werkend bij verschillende capaciteit (zonder regelkraan) ............................................................................................. 76 Fig. 5.15.Voorbeeld 1: beide koelmachines werkend bij verschillende capaciteit (met regelkraan) .................................................................................................. 77 Fig. 5.16.Voorbeeld 2: beide koelmachines werkend bij verschillende capaciteit (met regelkraan) .................................................................................................. 78 H6: BESPREKING VAN HET KOELWATER-CIRCUIT DOORHEEN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE..................................................................................... 80 Fig. 6.1. Principeschets van het koelwatercircuit ................................................................ 82 Fig. 6.2. Watervangconstructie met twee automatische fijnroosters ................................... 83 Fig. 6.3. Droge pompkelder................................................................................................ 85 Fig. 6.4. Mengregeling van de intredetemperatuur van het koelwater in de absorber ......... 87 Fig. 6.5. Mengregeling van de loostemperatuur van het koelwater..................................... 89 Fig. 6.6. Principeschets van het ingebouwd borstelreiniging-systeem ................................ 93 Fig. 6.7. Borstelreiniging-systeem in de absorber............................................................... 94 Fig. 6.8. Loosconstructie .................................................................................................... 96

H7: BESPREKING VAN HET GEKOELD WATER-CIRCUIT DOORHEEN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE.................................................................................... 98 Fig. 7.1. Principeschets van het gekoeld water circuit ........................................................ 99 Fig. 7.2. Drie parallelle frequentiegestuurde pompen ....................................................... 100 Fig. 7.3. Opstart van de drie parallelle frequentiegestuurde pompen................................ 102 Fig. 7.4. Aansluitingen ijswaterleidingen aan koelmachine ............................................... 103 Fig. 7.5. Koelvraag-debiet < debiet geleverd door secundaire pomp voor verdamper ...... 104 Fig. 7.6. Koelvraag-debiet = debiet geleverd door secundaire pomp voor verdamper ...... 106 Fig. 7.7. Koelvraag-debiet > debiet geleverd door secundaire pomp voor verdamper ...... 107 Fig. 7.8. Uitschakelen van de frequentiegestuurde pompen ............................................. 108 H9: OPSTELLEN VAN HET KRISTALLISATIEDIAGRAM VAN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE.................................................................................. 115 Fig. 9.1. Gevoeligste plaats voor kristallisatie: koudste deel van warmtewisselaar ........... 115 Fig. 9.2. Kristallisatie door te sterke LiBr-concentratie van generator ............................... 117 Fig. 9.3. Kristallisatie door te lage temp. Van verdunde oplossing.................................... 117 Fig. 9.4. Koel- en koudemiddelstand bij 25% koellast....................................................... 119 Fig. 9.5. Koel- en koudemiddelstand bij 100% koellast..................................................... 120 Fig. 9.6. Dekristallisatie-inrichting..................................................................................... 124 H10: OPSTELLEN VAN EEN T-S DIAGRAM .................................................................. 130 Fig.10.1.

............. ....................................................................................................... 130

Fig. 10.2. T-s diagram....................................................................................................... 131

Bijlagen

Bijlage 1

: Hydraulisch schema “Westinghouse” compressiekoelinstallatie

Bijlage 2

: De “Westinghouse” koelkringloop uitgezet op het log p–h diagram van freon 12

Bijlage 3

: Kristallisatiediagram bij vollast opgesteld a.d.h.v. designwaarden

Bijlage 4

: Kristallisatiediagram opgesteld a.d.h.v. meetwaarden

Tegen achterflap: Hydraulisch schema “York” absorptiekoelinstallatie

Lijst van de gebruikte verkortingen en symbolen

∆h

: enthalpieverschil

∆P

: drukval

∆T

: temperatuursverschil

a.d.h.v.

: aan de hand van

bv.

: bijvoorbeeld

ca.

: circa

c.o.p.

: Coëfficiënt Of Performance

CV

: Centrale Verwarming

d.m.v.

: door middel van

ε

: koudefactor

εt

: koudefactor van de werkelijke absorptiekoelmachine

ε ab ,C

: koudefactor van Carnot van de absorptiekoelmachine

ε comp

: koudefactor van de kringloop werkend als compressor

ε motor

: koudefactor van de kringloop werkend als motor

cw

: specifieke warmtecapaciteit van water

EG

: Extractiegroep

Fig.

: figuur

h

: enthalpie (= totale warmte-inhoud per kg koelmiddel)

hA

: enthalpie in punt A

hB

: enthalpie in punt B

hE

: enthalpie in punt E

hF

: enthalpie in punt F

H2-gas

: waterstofgas

H2O

: water

IG

: Inblaasgroep

i.p.v.

: in plaats van

IVBO

: Intercommunale voor Vuilverwijdering en -verwerking in Brugge en Ommeland

LiBr

: Lithiumbromide

& m

: massadebiet van het koelmiddel

m.a.w.

: met andere woorden

m.b.v.

: met betrekking van

MRI

: Magnetic Resonantie Imaging

η C ,t

: totaal rendement van Carnot

ηm,mot

: motor-compressor rendement

nl.

: namelijk

NMR

: Nuclear Magnetic Resonantie

p

: druk

PC

: condensorvermogen

pA

: druk in het punt A

pc

: condensordruk

Pcond

: condensorvermogen

Pelektr

: elektrisch vermogen

pF

: druk in het punt F

pL

: lage druk

pH

: hoge druk

Pa

: absorptievermogen

PC

: condensorvermogen

Pg

: generatorvermogen

Pk

: koelvermogen

Pv

: verdampervermogen

ρw

: dichtheid van water

pijsverdamp-in

: druk van het ijswater dat de verdamper binnenstroomt

pijsverdamp-uit

: druk van het ijswater dat de verdamper uitstroomt

pkoelcond-in

: druk van het koelwater dat de condensor binnenstroomt

pkoelcond-uit

: druk van het koelwater dat de condensor uitstroomt

pv

: verdamperdruk

q2

: de hoeveelheid warmte opgenomen door de verdamper

resp.

: respectievelijk

sA

: entropie in punt A

sB

: entropie in punt B

sE

: entropie in punt E

sF

: entropie in punt F

SC

: subcool

SH

: super heat

T

: temperatuur

tA

: temperatuur in het punt A

tB

: temperatuur in het punt B

tE

: temperatuur in het punt E

tF

: temperatuur in het punt F

te

: temperatuur juist voor de expansie

Ta

: absorbertemperatuur

Tc

: condensortemperatuur

Tg

: generatortemperatuur

T0

: verdampertemperatuur

t.e.m.

: tot en met

t.o.v.

: ten opzichte van

tijsverdamp-in

: temperatuur van het ijswater dat de verdamper binnenstroomt

tijsverdamp-uit

: temperatuur van het ijswater dat de verdamper uitstroomt

tkoelcond-in

: temperatuur van het koelwater dat de condensor binnenstroomt

tkoelcond-uit

: temperatuur van het koelwater dat de condensor uitstroomt

tp

: perstemperatuur (= temperatuur juist na de compressor)

tv

: temperatuur in de verdamper

tz

: aanzuigtemperatuur (= temperatuur juist voor de compressor)

V&

: volumedebiet

W

: arbeid

Inleiding

Wanneer er over een koelmachine wordt gesproken, gaat het in verreweg de meeste gevallen om een compressiekoelmachine die gebaseerd is op een zogenaamd mechanischkoelsysteem. De absorptiekoelmachine is een apparaat waarin een zogenaamd chemischkoelsysteem is ondergebracht. Doordat deze wijze van koelen zeldzaam is, leek het interessant om dit onderwerp dieper te gaan bestuderen. Dit eindwerk geeft dan ook een studie weer van de complete absorptiekoelinstallatie van het AZ Sint-Jan AV, die bij aanvang van mijn thesis in opbouw was. Deze uiterst milieuvriendelijke installatie dient ter vervanging van oude compressiekoelmachines die freon 12 bevatten. Er wordt een vergelijk met de oude installatie gedaan en de invloedsparameters op de C.O.P. van de absorptiekoelinstallatie wordt belicht. De werkwijze ziet er als volgt uit: -

Metingen oude compressiekoelinstallatie

-

Informatie inwinnen over absorptiekoeling in een brede context + bestuderen ervan

-

Studie van de situatie in het ziekenhuis qua ijswaterverbruik, verwarmen van het ziekenhuis, opwekken van warm sanitair water,…

-

Studie van alle deelcircuits doorheen de koelmachine en de regeling ervan zoals in het AZ Sint-Jan AV.

-

De invloedsparameters belichten en de beperkingen, “zwakke schakels” aanhalen.

H1: COMPRESSIEKOELMACHINE VERSUS ABSORPTIEKOELMACHINE

1.1.

Algemeen

Wordt er over waterkoelmachines gesproken, dan denkt men in eerste instantie aan koelmachines met zuiger-, schroef- of centrifugaalcompressoren. De compressiekoelmachines werken tegenwoordig op een HFC of ammoniak als koelmiddel. Zoals bekend stijgt het kookpunt (verdampingspunt) van een vloeistof naarmate de druk hoger

wordt.

Bij

een

waterkoelmachine

werkende

met

HFK

R407C

ligt

de

verdampingstemperatuur op ongeveer 2°C, hetgeen overeenkomt met een druk van ongeveer 595 kPa absoluut. In de absorptiekoelmachine is het koelmiddel geen HFK maar water. Zoals bekend kookt water onder atmosferische omstandigheden bij 100°C. Om het water nu bij 2°C te laten koken dient de druk sterk verlaagd te worden. Met andere woorden de absorptiekoelmachine zal dus onder vacuüm moeten werken om het koelmiddel te laten verdampen.

__________

Studie van de absorptiekoelinstallatie in het AZ AV __________

1

Fig. 1.1: maximale dampspanning als functie van de temperatuur

Fig. 1.1 geeft aan dat bij 2°C de verdampingsdruk 660 Pascal absoluut is. Dit betekent dat er een grote onderdruk in de koelmachine moet heersen alvorens het koelmiddel kan gaan verdampen. Om deze onderdruk te bereiken, is de absorptiekoelmachine voorzien van een ontluchtingspomp (vacuümpomp)

die tevens tijdens bedrijf van de koelmachine de niet

condenseerbare gassen vanuit een verzameltank afpompt naar de atmosfeer.

1.2.

Compressiekoelmachine

1.2.1. Werking Gewoonlijk wordt koude geproduceerd door het verdampen van een koelmiddel, dat door een compressor wordt aangezogen. De compressor brengt het gasvormige koelmiddel op zo'n hoge druk, dat het in een condensor weer vloeibaar wordt bij een __________


2

hogere temperatuur. Het vloeibare koelmiddel stroomt dan door een expansieventiel (smoorventiel), waardoor het weer op lage druk wordt gebracht. Hierdoor verdampt een deel van de vloeistof waardoor de temperatuur daalt. Het vloeistof/damp mengsel gaat dan naar de verdamper, waarop de kringloop opnieuw begint.

Fig. 1.2: principeschema compressiemachine

1.2.2. Rendement Er is kracht nodig om de compressor aan te drijven. Die kracht kan geleverd worden door een elektromotor. De benodigde energie is afhankelijk van het verschil tussen de temperatuur in de verdamper en die in de condensor en in mindere mate ook van het type compressor. De verhouding tussen benodigde kracht (elektriciteit) en geleverde koude (thermische energie) noemt men de c.o.p. (coëfficiënt of performance). Deze c.o.p. bedraagt voor koelmachines met luchtgekoelde condensors voor airconditioning meestal 2 tot 3; dat wil zeggen, dat met 1 kWh elektriciteit 2 tot 3 kWh koude wordt __________


3

geproduceerd. Met een watergekoelde condensor wordt een hogere waarde van 4 á 5 gehaald. Dit is te danken aan het kleinere verschil in temperatuur tussen verdamper en condensor. Voor invriezen is, door het grote temperatuurverschil, veel meer kracht nodig en is de c.o.p. dus beduidend slechter.

1.2.3. Beschrijving van de essentiële onderdelen van de compressiekoelmachine.

Fig. 1.3: essentiële onderdelen compressiemachine

__________


4

Fig. 1.4: log p-h diagram compressiekoelmachine

1.2.3.1.

De compressor (van A B) De compressor verplaatst dampvormig koelmiddel van het lage druk- naar het hoge drukgedeelte van het koelcircuit. Daarbij wordt de damp nagenoeg isentropisch gecomprimeerd, waardoor de temperatuur stijgt, en men dus na de compressor met oververhitte damp te maken heeft. De druk en de temperatuur moeten voldoende hoog zijn, zodat in de condensor de condensatiewarmte zou kunnen worden afgevoerd.

1.2.3.2.

De condensor (van B E) De condensor is een warmtewisselaar waar de oververhittingswarmte en de condensatiewarmte van het koelmiddel wordt afgevoerd naar de omgevingslucht.

__________


5

1.2.3.3.

Het expansieventiel (van E F) Vóór

het

expansieventiel

heeft

men

gewoonlijk

ondergekoeld

vloeibaar

koelmiddel. In het expansieventiel gebeurt de overgang van het koelmiddel op hoge druk naar koelmiddel op lage druk. Bij deze expansie daalt de druk, zodat bij constant blijvende enthalpie er een deel van het koelmiddel reeds verdampt. Dit gedeelte noemt men “flash-gas”.

1.2.3.4.

De verdamper (van F A) De verdamper is in zijn geheel geplaatst in de ruimte die op een lagere temperatuur moet worden gebracht. Aan die ruimte wordt warmte onttrokken, waardoor het koelmiddel verdampt. De hoeveelheid warmte die de verdamper opneemt, hangt af van het contactoppervlak, de warmtetransmissiecoëfficiënt en het temperatuurverschil tussen het koelmiddel en het te koelen medium. De opgenomen warmtehoeveelheid noemt men het koelvermogen van de verdamper. De maximale warmtehoeveelheid die kan worden opgenomen door de verdamper daarentegen noemt men de koelcapaciteit.

1.3.

Absorptiekoelmachine

1.3.1. Werking Bij absorptiekoelmachines wordt gebruik gemaakt van het effect, dat een vloeistof bij verdamping warmte opneemt en bij condenseren op een hogere temperatuur weer afgeeft. Maar het bijzondere is, dat men bij de absorptiekoeling geen compressor nodig heeft! Er wordt gewerkt met chemische aantrekkingskrachten, absorptie, en met warmte als energiebron. De meeste absorptiekoelmachines werken met water en het zout Lithium Bromide.

__________


6

1.3.2. Rendement In een absorptiekoelinstallatie wordt energie direct in de vorm van warmte aan de koudecyclus toegevoerd. Hoewel het energetisch rendement (=de verhouding tussen warmteverbruik en koudeproductie) van een absorptiemachine lager is dan dat van een compressie-installatie, wordt dit nadeel gecompenseerd door de mogelijkheid om restwarmte te kunnen benutten. Absorptiekoelmachines worden geleverd voor diverse vormen van warmtetoevoer: CV–water, heet water van 120 tot 140 °C, stoom, hete uitlaatgassen van een gasturbine of een oven of direct gestookt met een gas- of oliebrander. Een direct gestookte absorptiekoelmachine of een tweetraps unit op stoom haalt een c.o.p. van ca. 1,2; bij toevoer van c.v.-water op 90 °C is dit gewoonlijk slechts 0,7.

1.3.3. Milieuvoordelen Met absorptiekoeling kan een interessante besparing op energieverbruik worden bereikt als er afvalwarmte of een brandbaar gas, dat anders afgefakkeld moet worden, beschikbaar is. Een op aardgas gestookte absorptiekoelmachine levert in het algemeen geen besparing op t.o.v. een watergekoelde compressorkoelmachine. Het milieuvriendelijke koelmiddel in een absorptiekoelmachine is gunstig, maar dit voordeel wordt minder relevant door de ontwikkeling van milieuvriendelijkere koelmiddelen voor compressiekoelmachines. Absorptiekoelmachines kunnen in principe ook als warmtepomp werken en dan veel energie in de verwarming besparen. De bereikbare temperaturen voor warmtelevering zijn over het algemeen echter beperkt.

1.3.4. Aandachtspunten De absorptiekoelmachine met lithiumbromide is beperkt in het toepassingsgebied. De laagst bereikbare koudwatertemperatuur is 4,5 °C want anders onstaat kristallisatie. Dat is prima voor airconditioning en koudwatersystemen in de industrie, maar niet voor invriezen, koelcellen en ijswatersystemen. Hiervoor zijn de slechts in kleine __________


7

aantallen gebouwde absorptiekoelmachines op ammoniak wel geschikt, hierbij kan men tot -50°C gaan. Afgezien

van

enkele

kleine,

gasgestookte

modellen

werken

de

meeste

absorptiekoelmachines met koelwater om de warmte in condensor en absorber af te voeren. Als het koelwater met een koeltoren teruggekoeld moet worden, moet rekening gehouden worden met het waterverbruik door verdamping in de koeltoren. Het goed regelen van de temperatuur van het water uit de koeltoren is van wezenlijk belang bij absorptiekoelmachines op Lithium Bromide. Een te lage temperatuur levert het risico op, dat het zout in de absorber gaat kristalliseren. De normale temperatuur van het koeltorenwater is ca. 28 °C.

1.3.5. Beschrijving van de absorptiekringloop De lage druk, die nodig is om water bij lage temperatuur te laten koken, kan op eenvoudige manier binnen kleine grenzen worden gehandhaafd door gebruik te maken van een absorbent. Dit absorbent, bv. een zout, heeft het vermogen in zich om water aan te trekken als de waterdampdruk boven een bepaalde waarde stijgt. Als voorbeeld kunnen we een zoutstrooier nemen. Wordt deze in een vochtige omgeving geplaatst, dan neemt deze vocht op, hetgeen tot uiting komt in het niet meer strooibaar zijn van het zout. De hoeveelheid waterdamp die door het zout wordt opgenomen, neemt toe met het vochtgehalte van de omringende lucht. De zoutoplossing die in een absorptiekoelmachine wordt gebruikt is Lithium Bromide. Lithium Bromide neemt in geconcentreerde oplossing een bepaalde hoeveelheid waterdamp op. Het voordeel van een zoutoplossing in water is dat deze gemakkelijk te verpompen is, waardoor absorberen en afstaan van de waterdamp in de verschillende compartimenten van de koelmachine op eenvoudiger wijze kunnen plaatsvinden.

__________


8

De kringloop van een absorptiekoelmachine is gebaseerd op twee principes:

-

De LiBr-oplossing is in staat waterdamp te absorberen.

-

Het koelmiddel (water) zal koken door warmtetoevoer van het gekoeld watercircuit. Dit koken zal alleen plaatsvinden als in de verdamper een hoog vacuüm (lage druk) wordt gehandhaafd.

De twee principes zijn in een absorptiekoelmachine toegepast ter verkrijging van de benodigde koeling.

Fig. 1.5: principewerking van de verdamper en absorber

In fig. 1.5 is in principe de werking van de verdamper en absorber weergegeven. In het rechter compartiment (de verdamper) komt het koelmiddel (water) aan de kook door warmte, die onttrokken wordt aan het te koelen water. De

waterdamp

wordt

afgezogen

en geabsorbeerd

door

de

zoutoplossing.

Bij het absorberen komt warmte vrij die wordt afgevoerd door het koelwater.

__________


9

Om een betere verdamping van het koelmiddel te verkrijgen, wordt dit rondgepompt en via sproeipijpen verneveld. (zie fig.1.6)

Fig. 1.6

Door het continu toestromen van waterdamp zal de concentratie van de Lithium Bromide oplossing dalen en daardoor ook het absorptievermogen. Om het proces in de absorber in stand te houden moet het opgenomen water weer worden afgestaan. Dit vindt plaats in de generator. Hiervoor is een pompje aangebracht die continu een hoeveelheid verdunde oplossing naar de generator pompt. In de generator wordt, door warmtetoevoer, de LiBr-oplossing geconcentreerd door uitdampen van het water (zie fig. 1.7)

__________


10

Fig. 1.7

De uitgedampte waterdamp moet weer worden gecondenseerd, hetgeen in de condensor gebeurt, waarna het water opnieuw teruggevoerd wordt naar de verdamper, fig. 1.8 Het uitkoken van water en het condenseren van de waterdamp in de condensor gebeurt op een hoger drukniveau, (6,5 kPa absoluut), zodat de temperatuur waarbij de waterdamp condenseert hoger is en deze dus gemakkelijk kan worden afgegeven aan het koelwater.

__________


11

Fig. 1.8

Hier zijn de vier compartimenten weergegeven. Het water (al dan niet in dampvorm) doorloopt alle compartimenten, terwijl de Lithium Bromide oplossing alleen tussen de absorber en generator verplaatst wordt. De combinatie van absorber en generator is te vergelijken met de compressor van een compressie koelmachine.

__________


12

1.4.

Bemerkingen

-

De c.o.p. van een absorptiekoelmachine is beduidend lager dan die van een gewone compressiekoelmachine. Je bent dus genoodzaakt om veel meer energie in de machine te stoppen om een zelfde hoeveelheid koude te produceren. Een absorptiekoelmachine is dus enkel voordeliger wanneer men als primaire energie (=warmte) restwarmte kan benutten.

-

De geluidsemissie van een absorptie-installatie is aanzienlijk lager dan die van een compressiemachine.

__________


13

H2: SITUATIE IN HET AZ St.–JAN AV

2.1.

Inleiding

In dit hoofdstuk wordt duidelijk gemaakt waarvoor het geproduceerde ijswater van de permanente en seizoensgebonden koelmachines gebruikt wordt. Zowel de rol van het IVBO–water en het hiervoor in stand-by CV–ketelpark komen aan bod. Eveneens de wijze waarop men het ziekenhuis verwarmt alsook hoe men deze voorziet van warm sanitair water worden in dit hoofdstuk besproken.

2.2.

De verschillende ijswater–verbruikers

2.2.1. Luchtbehandelingsgroepen 90% van het geproduceerde ijswater wordt gebruikt voor de werking van de inblaasgroepen (IG). Deze bevatten een koelbatterij waardoor een ijswatercircuit , afkomstig van de koelmachines, stroomt. De lucht die door deze koelbatterij geblazen wordt, wisselt warmte uit met dit ijswatercircuit waardoor de lucht gekoeld wordt. In het ziekenhuis zijn twee soorten luchtbehandelingsgroepen, nl.: de inblaasgroepen (IG) en de extractiegroepen (EG). Hieronder worden beide groepen kort beschreven. Voor

2.2.1.1.

de

werking

van

de

extractiegroepen

is

geen

ijswater

nodig.

De inblaasgroepen (IG) (zie fig. 2.1) Deze inblaasgroepen hebben twee functies: -

Koelen van ruimtes

-

Regelen van de luchtvochtigheid in de ruimtes.

__________


14

De lucht kan worden ontvochtigd door deze te koelen a.d.h.v. een koelbatterij. Om de gekoelde en dus ontvochtigde lucht op de gewenste temperatuur te brengen wordt

deze

terug

verwarmd

a.d.h.v.

een

naverwarmingsbatterij.

De

luchtvochtigheid wordt geregeld omdat het in vele lokalen een noodzaak is een relatieve vochtigheid van 50 à 55% te bereiken. Indien deze relatieve vochtigheid te laag is zou men te maken hebben met statische elektriciteit door wrijving, wanneer deze te hoog zou zijn heeft men te maken met overslag. De inblaasgroepen (IG) nemen buitenlucht of in bepaalde gevallen menglucht. Deze lucht wordt gefilterd, verwarmd, soms bevochtigd, soms gekoeld en naverwarmd. Bijgevolg bestaan deze toestellen uit een fijnfiltersectie, een voorverwarmingsbatterij, soms een bevochtigingssectie, soms een koelbatterij, een naverwarmingsbatterij en een ventilator. De naverwarming voor de patiëntenkamers van het beddenhuis gebeurt door een thermostaat–gestuurde sanivent in de venstertablet.

__________


15

__________


16

2.2.1.2.

De extractiegroepen (EG) (zie fig. 2.2) De extractiegroepen (EG) zuigen de verwerkte lucht uit de betrokken lokalen. In de meeste gevallen wordt deze extractielucht naar buiten geblazen. In sommige gevallen wordt de warmte ervan gerecupereerd en in andere gevallen wordt er een deel van herbehandeld en terug ingeblazen met een hoeveelheid verse lucht.

Fig. 2.2: luchtbehandeling: extractiegroep

2.2.2. Koeling van medisch apparatuur Het overige geproduceerde ijswater wordt gebruikt voor de rechtstreekse koeling van medisch apparatuur. De warmtewisselaars bevatten een primair circuit met geproduceerd ijswater afkomstig van de koelmachines dat warmte uitwisselt met een secundair circuit dat water of olie bevat. Dit secundaire circuit koelt dan het medisch apparatuur. Vooral in de dienst “radiologie” zijn er een aantal 20 kW–machines die nood hebben aan koeling, zoals: -

Scanners

-

MRI (Magnetic Resonantie Imaging)

-

NMR (Nuclear Magnetic Resonantie)

-

Lineaire versnellers

-

Centrale sterilisatie.

__________


17

Bij de centrale sterilisatie wordt het ijswater gebruikt voor de koeling van het water in de waterringpomp, dat instaat voor het vacuüm trekken van de sterilisator. In de sterilisator wordt stoom geblazen. Deze ruimte wordt dan vacuüm getrokken, dit tot de sterilisator enkel nog stoom bevat. Op die manier worden alle aanwezige microben op de geneeskundige instrumenten vernietigd. Indien het water van de waterringpomp niet zou worden gekoeld, zou dit water gaan condenseren waardoor je de sterilisator onmogelijk vacuüm kan krijgen. De lineaire versnellers, scanners, MRI en NMR worden rechtstreeks gekoeld met ijswater. Wanneer we dit niet zouden doen dan zou alle ontwikkelde warmte in de lokalen terecht komen. Bij deze toestellen worden volgende onderdelen gekoeld: -

De heliumcompressor

-

De spoelen waar hoge stromen doorgestuurd worden om het constant magnetisch veld te onderhouden.

-

2.3.

De afgegeven warmte van de röntgenstralen.

De rol van het IVBO–water circuit

De nieuwe “York” absorptiekoelinstallatie (zie hoofdstuk 4) wordt aangedreven door heet water. Dit heet water is afkomstig van de restwarmte van de IVBO. Het circuit met IVBO–water moet gescheiden blijven van het heet water–circuit dat doorheen de koelmachine stroomt. Dit wordt verwezenlijkt door in het technisch gebouw koeling, (gebouw waar absorptiekoelmachines staan) drie warmtewisselaars, waarvan 1 reserve, te plaatsen die ervoor zorgt dat de warmte van het IVBO–water uit het primaire circuit uitgewisseld wordt met het secundaire water–circuit dat door de koelmachines stroomt. Daarnaast wordt het IVBO water ook gebruikt om het CV–water circuit en onrechtstreeks ook het circuit van warm sanitair water op te warmen aan de hand van warmtewisselaars die in de stookplaats opgesteld staan.

__________


18

2.4.

Het stand-by CV–ketelpark

De CV–ketelinstallatie bestaat uit drie gas aangedreven stookketels die terug te vinden zijn in de stookplaats. Wanneer de warmtetoevoer van IVBO stil ligt wordt het CV–water circuit (en het circuit van warm sanitair water) verwarmd aan de hand van twee stookketels die deel uit maken van het CV–ketelpark. In het project absorptiekoeling is bij uitvoering een hydraulische aansluiting voorzien via ondergrondse afstandsleidingen van gebouw koeling naar het gebouw van de stookplaats om de absorptiekoeling aan te sluiten op één stookketel uit het CV– ketelpark van het ziekenhuis, in het geval dat de warmtetoevoer van IVBO uit ligt. Voor

4.800

kW

absorptiekoeling

is

 1600kW   0,7

 .3koelmachines ≅ 7.000 

kW

warmtevermogen nodig. Met een ketelpark van 3 x 6.000 kW kan hier aan het betreffende CV–vermogen ruimschoots voldaan worden. Het warmwaterregime van de absorptiekoelmachine is ontworpen voor condities van 105 – 95 °C. Lagere aanvoertemperaturen van warm water zijn ook gangbaar, maar leiden tot capaciteitsverlies aan koeling voor de absorptiekoelmachines. Volgens gegevens van York (= leverancier absorptiekoeling) gelden volgende capaciteiten voor een koelmachine van 1.600 kW:

2.5.

-

Aanvoer 105°C:

1.600 kW koeling = 100%

-

Aanvoer 100°C:

1.440 kW koeling = 90%

-

Aanvoer 90°C:

1.100 kW koeling = 69%

-

Aanvoer 80°C:

750 kW koeling = 47% (= minimum aanvoertemperatuur)

Beschrijving van het CV–water circuit

Zoals eerder vermeld, wordt het CV–water circuit verwarmd d.m.v. IVBO–water die zijn warmte via drie parallelle warmtewisselaars overbrengt naar het secundaire CV– water circuit. Hierna wordt dit secundaire circuit opgesplitst in 3 verschillende __________


19

deelcircuits, waarvan één dient om het circuit van warm sanitair water op te warmen. De twee overige dienen voor het CV–water, waarvan één circuit het beddenhuis van CV–water voorziet en het andere het technisch blok, de geriatrie en de therapie. Het deelcircuit dat instaat voor de verwarming van het circuit van warm sanitair water bevat twee circulatiepompen waarvan één reserve. De twee andere deelcircuits voor CV–water bevatten elk drie circulatiepompen met telkens een verschillende capaciteit. Hiervan zijn twee reservepompen en één actieve. De pomp met de zwaarste capaciteit wordt ingezet in de wintermaanden. In de zomermaanden wordt beroep gedaan op die met de lichtste capaciteit. De verschillende CV–water verbruikers zijn:

2.6.

-

Verwarmingsbatterijen luchtgroepen

-

Radiatorkringen

-

Warm water productie

Beschrijving van het circuit van warm sanitair water

Logischer wijze is het CV–water circuit gescheiden van het circuit van warm sanitair water, dit aan de hand van warmtewisselaars. Dit secundaire circuit bevat op zijn beurt vijf boilers, elk onder een verschillende druk. De boilers onder de hoogste druk voorzien de hoogste verdiepingen van warm sanitair water, dit omdat er hoogte overwonnen moet worden. De boilers voor de lagere verdiepingen hebben een lagere druk. Hier hoeft geen hoogte overwonnen te worden. Op deze manier wordt er voor gezorgd dat de apparaten op deze lagere verdiepingen niet onderhevig zijn aan een te hoge druk waaraan ze stuk kunnen gaan. Gezien de kans op legionella groot is bij watertemperaturen tussen de 20°C en de 50°C wordt ervoor gezorgd men ervoor dat de minimum retourtemperatuur van het sanitair water steeds 60°C bedraagt.

__________


20

H3: DE “WESTINGHOUSE” CENTRIFUGAALKOELINSTALLATIE

3.1.

Inleiding

In het AZ-Sint-Jan zijn verscheidene koelmachines terug te vinden. Er zijn twee “Mc Quay” en drie “Cliref” compressiekoelmachines die instaan voor permanente koeling in het ziekenhuis. Voor de seizoensgebonden koeling maakt men nog steeds gebruik van drie “Westinghouse” compressiekoelmachines. Doordat deze laatstgenoemde koelmachines freon 12 bevatten, is het een noodzaak deze te vervangen. Freon 12 is één van de CFK’s die verboden werd omwille van de negatieve gevolgen voor het milieu. Een mogelijke oplossing voor dit probleem is de koelstof (freon 12) vervangen door een andere niet verboden koelstof. Dit zou de goedkoopste oplossing zijn maar omdat deze machines verouderd zijn, werd besloten om deze kost niet meer te doen en zou het ziekenhuis voorzien worden van een compleet nieuw koelsysteem, de absorptiekoeling. In de beginperiode van mijn eindwerk waren de “Westinghouse” compressiekoelmachines nog steeds in gebruik. De bouw van de absorptiekoelinstallatie was wel reeds in een ver gevorderd stadium. 27 jaar geleden werd een ontwerp gemaakt van een seizoensgebonden koelcircuit dat bestond uit acht koeltorens, drie circulatiepompen en drie “Westinghouse” koelmachines, waarvan twee actieve en één reserve. Een complete beschrijving van deze installatie vind je terug in punt 3.3 t.e.m. punt 3.9. Dit ontwerp werd dan ook praktisch gerealiseerd maar uiteindelijk bleek de elektrische installatie van het ziekenhuis onvoldoende krachtig te zijn om twee “Westinghouse” koelmachines tegelijk te voorzien van stroom. Finaal wordt slechts één “Westinghouse” koelmachine gebruikt, aangesloten op vier van de acht koeltorens. De overige vier koeltorens worden gebruikt voor de koeling van de twee Mc Quay koelmachines, die instaan voor de permanente koeling. Opdat de absorptiekoelmachines gekoeld worden met kanaalwater, zal er geen nood meer __________


21

zijn aan die koeltorens waardoor deze dan ook zullen worden afgebroken. De twee Mc Quay koelmachines zullen dan worden gekoeld met luchtcondensors. In dit hoofdstuk vind je een beschrijving van de compressiekoelinstallatie, voorzien van drie “Westinghouse” koelmachines, zoals hij ontworpen is. Uiteindelijk wordt maar één koelmachine gebruikt en dienen twee koelmachines als reserve.

3.2.

Hydraulisch schema

Zie bijlage 1

3.3.

Algemeen

De productie van het ijswater gebeurt in de kelder van het therapieblok waar drie centrifugaalkoelmachines opgesteld staan. Deze zijn van het merk “Westinghouse” en van het type PE 460 W. Teneinde een constante ijswatervertrektemperatuur te bekomen, gebeurt de schakeling van de machines in serie aan verdamperzijde. De watercondensoren zijn in parallel geschakeld. De normale conditie is deze waarbij twee machines in serie geschakeld zijn, waarbij de derde als reserve kan aangewend worden. Bij ontwerp van deze installatie was het evenwel zo dat voldoende capaciteit zou bekomen worden met één koelmachine.

3.4.

Elke koelmachine is hoofdzakelijk samengesteld uit:

3.4.1. De compressor Deze is in dit geval van het centrifugaal type.

__________


22

3.4.2. De condensor In de condensor, die deel uitmaakt van de koelmachine, gebeurt het

-

volgende:

Het gas (freon 12) dat op grote druk gebracht is in de compressor wordt in de warmtewisselaar (condensor) afgekoeld door koelwater dat op nagenoeg

constante

temperatuur

aangevoerd

wordt

en

het

gas

condenseert. -

Bij deze toestandverandering (van gas naar vloeistof) komt een grote hoeveelheid warmte vrij. Deze warmte wordt opgenomen door het koelwater (zie punt 3.6)

3.4.3. De verdamper In de verdamper die eveneens deel uitmaakt van de koelmachine gebeurt het volgende:

-

Freon in vloeibare toestand wordt in deze warmtewisselaar (verdamper) opgewarmd door het binnenkomende ijswater, en verdampt.

-

Bij deze toestandverandering (van vloeistof naar gas) dient een grote hoeveelheid warmte toegevoerd te worden.

-

3.5.

Deze warmte wordt onttrokken aan het ijswater dat afkoelt (zie punt 3.7)

De complete installatie ziet er derhalve uit als volgt:

-

In de koelbatterijen, geplaatst in de luchtbehandelingsgroepen van het technisch blok en het beddenhuis, wordt de lucht gekoeld door ijswater afkomstig van de koelgroepen.

-

Dit ijswater wordt in deze batterij opgewarmd.

-

Het opgewarmde ijswater wordt gekoeld in de verdamper van de koelmachine en kan terug gebruikt worden om de lucht te koelen.

-

In de verdamper van de koelgroep wordt freon verdampt. __________


23

-

Deze gasvormige freon wordt door de compressor aangezogen en op hoge druk gebracht.

-

Dit gas wordt in de condensor gekoeld door het koelwater

-

Dit koelwater neemt de warmte toegevoerd in de verdamper en de compressor op.

-

3.6.

In de koeltoren wordt het water terug gekoeld.

De koelwaterinstallatie

Deze bestaat uit:

3.6.1. Twee kringen van vier koeltorens Zoals hoger vermeld hebben de koeltorens als functie het koelwater, dat opgewarmd wordt in de condensor van de koelmachine, terug af te koelen om te herbruiken. De hoeveelheid af te voeren warmte bestaat uit de waarde van het frigorisch vermogen van de verdamper (het eigenlijk koelvermogen) vermeerderd met de warmte afkomstig van de motor van de koelmachine. Hoe gebeurt nu deze terugkoeling van het water? Bovenaan in de koeltoren wordt het water door middel van sproeiers verdeeld over de volledige uitwisseloppervlakte van de koeltoren, terwijl lucht aangezogen wordt van onder naar boven. In de vulmaterie van de koeltoren ontstaat een intiem contact tussen water en lucht zodat de lucht volledig verzadigd wordt en er een hoeveelheid water verdampt. Deze verdampingswarmte wordt onttrokken aan het water en zorgt voor de afkoeling. Uit hetgeen voorafgaat blijkt dat de terugkoeling van het water gepaard gaat met een klein verbruik aan water dat verdampt. Het warme water komt aldus aan de bovenzijde van de koeltoren binnen, terwijl het afgekoelde water in de bak van de koeltoren terecht komt waar het terug kan aangezogen worden.

__________


24

Elke koeltoren is voorzien van een waterniveauregeling (zie punt 3.6.8). De capaciteit van één kring van vier koeltorens is ruim voldoende voor het afvoeren van de warmte van één koelmachine.

e

Fig. 3.1. De acht koeltorens geplaatst op de 15 verdieping van het beddenhuis – vleugel DE

3.6.2. Drie condensors De twee kringen van vier koeltorens staan in verbinding met de drie condensors van de koelmachine. Hier gebeurt de opwarming van het koelwater. Het

debiet

dat

door

de

condensor

gestuurd

wordt,

is

quasi

constant.

De temperatuur van het vertrekwater wordt geregeld. (zie punt 3.6.5).

__________


25

3.6.3. De koelwaterpompen Per kring van vier koeltorens is een koelwaterpomp geplaatst en één in reserve. Deze pompen zorgen voor het koelwatertransport tussen condensors (geplaatst in de kelder therapieblok) en de koeltorens geplaatst op de 15e verdieping van het beddenhuis–vleugel DE

3.6.4. De koelwaterleidingen De koelwaterleidingen die de verbinding maken tussen koeltorens en condensors zijn vervaardigd uit glasvezel versterkte polyester. De leidingen geplaatst op de 15e verdieping zijn dubbelwandig en geïsoleerd.

3.6.5. Temperatuursregeling van het vertrekwater naar de condensor. Teneinde een goede temperatuurregeling te bekomen van het water, dat toegevoerd wordt naar de condensoren, is per kring van vier koeltorens een driewegklep geplaatst van het merk Samson. De opstelling van: pomp, driewegklep, temperatuursvoeler, condensor en koeltoren is weergegeven op fig. 3.2

__________


26

Fig. 3.2

De regeling gebeurt pneumatisch. De driewegklep wordt gestuurd door een temperatuurvoeler geplaatst op de watertoevoerleiding naar de condensor (zie fig. 3.2). Is de temperatuur van het water lager dan de ingestelde waarde van de voeler dan wordt meer water genomen via de by-pass. Bij stijgende temperatuur wordt meer water genomen afkomstig van de koeltorens.

3.6.6. Een “flow-switch” Een “flow-switch” geplaatst in de koelwaterleiding van iedere koelmachine verhindert het opstarten van de overeenkomstige koelmachine wanneer er onvoldoende circulatie van koelwater is. __________


27

3.6.7. Een cascade-regeling van de koeltorens Elke groep van vier koeltorens voorzien van een stappenregelaar bestaande uit:

-

Een voeler FK-T 30 geplaatst op de koelwaterleidingen boven de compressoren in de koelcentrale van het therapieblok

-

Een regelpaneel RDK 9

-

Een stappenschakelaar type SE 4DV

Het voelelement is aangesloten op de regelaar RDK9. Wanneer de temperatuur stijgt in de koelwaterleiding wordt een groter signaal aan de regelaar doorgegeven. Het uitgangssignaal van deze regelaar dient nu als ingangsignaal voor de stappenregelaar SE 4DV. Deze stappenregelaar laat nu trapsgewijs

de

koeltorenventilatoren

draaien

volgens

de

ingestelde

temperatuurwaarde op de regelaar RDK9 en de gevoelde temperatuur door de dompelvoeler.

De

temperatuur

wordt

ingesteld

op

de

regelaar

RDK9.

Samengevat wil dit zeggen: wanneer de koelwatertemperatuur lager is dan de ingestelde waarde werkt geen enkel koeltorenventilator. Bij stijgende temperatuur gaat de eerste ventilator werken, en bij verder stijgende temperatuur worden progressief de volgende koeltoren ventilatoren ingeschakeld. Bij dalende temperatuur heeft het omgekeerde verschijnsel plaats.

3.6.8. Een niveauregeling met hoog- en laag peil beveiliging. Iedere koeltoren is voorzien van een niveau regeling bestaande uit:

-

Drie elektroden: * één voor de massa * één voor starten van de vulling * één voor stoppen van de vulling

-

Niveau regelaar opgesteld in de kastjes die zich in de ruimte van de koeltorens bevinden.

-

Magnetisch ventiel op de watertoevoer.

__________


28

Wanneer het waterpeil beneden de elektrode, voor het starten van de vulling, komt, wordt er in de regelaar contact gesloten waardoor het magnetisch ventiel sturing krijgt en open gaat. Het waterpeil stijgt tot aan de bovenste elektrode waardoor het contact opnieuw opengaat en het magneetventiel opnieuw sluit. Elke groep van vier koeltorens is onderling verbonden door een evenwichtsleiding waardoor het water in alle vier de koeltorens op hetzelfde peil gehouden wordt. In één van de vier koeltorens is een mechanische vlotter voorzien als veiligheid voor het geval de magneetventielen niet werken. In één koeltoren is een supplementaire elektrode voorzien voor beveiliging tegen een te laag peil. In een andere koeltoren is een supplementaire elektrode voorzien voor de beveiliging tegen een te hoog peil. Deze beide veiligheden zijn aangesloten op een claxon opgesteld in de koelcentrale van het therapieblok. Bij werking van laag of hoog peil wordt dit eveneens gesignaleerd via het controlecentrum.

3.6.9. Beveiligingen tegen vorstgevaar in de koeltorens. Per koeltoren is een elektrische anti-vries beveiliging voorzien bestaande uit:

-

weerstand opgesteld in de waterbak met ingebouwde thermostaat van het merk “Honeywell” met voeler opgesteld in de waterbak.

Wanneer de temperatuur van het koelwater daalt beneden de 10°C laat de “Honeywell” thermostaat de eventuele werking van de verwarmingsweerstand toe. Wanneer

de

temperatuur

verder

daalt

tot

beneden

3°C,

wordt

de

verwarmingsweerstand ingeschakeld.

__________


29

3.6.10. Beveiliging van verzacht watertoevoer naar koeltoren Deze bestaat uit:

-

Een ruimtethermostaat geplaatst in de koeltoren (instelling +5°C).

-

Een

aantal

verwarmingsdraden

rond

de

leidingen

gewikkeld.

Wanneer de ruimtetemperatuur beneden 5°C daalt worden de verwarmingsdraden ingeschakeld. Als de temperatuur van het verzacht water echter boven de ingestelde waarde stijgt,

3.7.

wordt

de

stroomtoevoer

naar

de

verwarmingsdraden

onderbroken.

Het ijswatercircuit

Dit bestaat uit: 3.7.1. Drie verdampers van de koelmachines. Deze zorgen voor de koeling van het ijswater die bekomen wordt door verdamping van het koelmiddel waarbij de nodige warmte hiervoor onttrokken wordt aan het ijswater.

3.7.2. Twee ijswaterpompen De twee ijswaterpompen vervoeren het ijswater van de verdamper naar de verschillende onderstations.

3.7.3. Stalen ijswaterleidingen De stalen ijswaterleidingen maken de verbinding tussen de verschillende elementen.

__________


30

3.7.4. Een “flow switch” Een “flow switch” geplaatst in de ijswaterleiding van iedere koelmachine verhindert het opstarten van de overeenkomstige koelmachine wanneer er onvoldoende circulatie van ijswater is.

3.7.5. Temperatuursregeling van het ijswater. Deze bestaat uit:

De

-

Voeler opgesteld in het ijswatercircuit

-

Elektronische regelaar voorzien in het bedieningsbord van elke koelgroep.

regeling

van

de

ijswatertemperatuur

gebeurt

door

middel

van

de

ingebouwde capaciteitsregeling die proportioneel werkt van 10% tot 100%.

3.7.6. Zeven uitzettingsvaten met veiligheidsventielen.

3.8.

Hydrofoorgroep bestaande uit:

3.8.1. Een wachttank van 5.000 l De wachttank van 5.000 l is aangesloten op het stadswater en is voorzien van:

-

Een constant peil: het peil in de wachttank wordt quasi constant gehouden door een systeem van elektroden die bij te laag waterpeil het magnetisch ventiel open sturen en bij hoog peil het ventiel terug sluiten.

-

Een elektronische “laagniveau” voeler die bij een te laag peil een alarmsignaal doorgeeft aan een claxon en die tezelfdertijd verhindert dat de hydrofoorgroep in werking treedt.

__________


31

-

Een peilglas aan de buitenzijde van de tank die toelaat het waterpeil in de tank na te zien.

-

Een overloop met zichtbare overloop naar de kelderput.

3.8.2. Pompgroep De pompgroep wordt gestuurd door een drukschakelaar opgesteld op het ijswatercircuit, die de druk in de ijswaterleiding tussen bepaalde grenzen constant houdt. Een tweede drukschakelaar dient als beveiliging; schakelt de hydrofoorgroep uit en geeft een signaal door aan de claxon.

3.8.3. Horizontale hydrofort charlatteketel Het luchtkussen van deze ketel is aangesloten op het persluchtcircuit en wordt dus automatisch op druk gehouden.

3.9.

Pneumatische regeling

De pneumatische regeling van de twee driegwegkleppen alsook de ketel van de hydrofoorgroep zijn aangesloten op de compressoren van het lot 20b die zich in de koelcentrale van het therapie blok bevinden.

3.10.

Opstellen van een log p–h diagram van de installatie

3.10.1. Doel

De waarden van temperaturen en drukken opmeten om de doorlopen “Westinghouse” compressiekoelkringloop in een logaritmisch druk–enthalpie diagram te plaatsen.

__________


32

3.10.2. Principeschets Figuur 3.3. geeft de drie “Westinghouse” koelinstallaties weer met het bijhorende ijswater- en koelwatercircuit. De installatie is zo ontworpen dat twee koelmachines actief

zijn

en

er

één

dient

als

reserve.

Teneinde

een

constante

ijswatervertrektemperatuur te bekomen gebeurt de schakeling van de machines in serie aan verdamperzijde. De watercondensoren zijn in parallel geschakeld. Aangezien slechts 1 koelmachine van deze installatie actief is (reden zie punt 3.1. “inleiding”) kan de installatie van figuur 3.3. herleid worden naar een eenvoudigere, equivalente schets zoals in figuur 3.4.

__________


33

Deze pg. Is gereserveerd voor figuur 3.3 Fig. 3.3: principeschets van de complete “Westinghouse” koelinstallatie zoals hij ontworpen is zie apart word document.

__________


34

Deze pg. Is gereserveerd voor figuur 3.4 Figuur 3.4. Vereenvoudigde principeschets van de “Westinghouse” koelinstallatie zie apart word document.

__________


35

3.10.3. Werkwijze Om de volledige cyclus te kunnen tekenen in het log p–h diagram moet het volgende bekend zijn: -

De verdampingstemperatuur (tv) of de verdampingsdruk (pv)

-

De condensatietemperatuur (tc) of de condensatiedruk (pc)

-

De aanzuigtemperatuur (tz) of de oververhitting van het zuiggas (SH)

-

De vloeistoftemperatuur voor expansie (te) of de nakoeling van de vloeistof (SC)

-

De perstemperatuur (tp) indien we veronderstellen dat de compressie niet isentropisch is

Fig 3.5: een koelproces voorgesteld in een Mollierdiagram

__________


36

We meten in de installatie de verdamperdruk (pv = pL) en de condensordruk (pv = pH) op, alsook de temperatuur juist voor en na de compressor respectievelijk tz en tp in de punten A en B (figuur 3.5). Vóór de expansie in punt E kan worden nagekeken d.m.v. een temperatuurmeting (te) indien de koelvloeistof al dan niet onderkoeld is. Na het expansieventiel wordt toestand F bekomen die niet meetbaar is. De waarde van de temperatuur onmiddellijk na de verdamper (tv) wordt eveneens opgemeten. Door alle meetwaarden uit te zetten in een logaritmisch druk–enthalpie diagram voor de gebruikte soort koelmiddel (R 12), bekomen we het verloop van het koelkringproces.

3.10.4. Meetresultaten Onderstaande meetwaarden zijn opgemeten op vrijdag 27 augustus 2004 om 13u40. De buitentemperatuur was op dit ogenblik 16.1°C.

3.10.4.1.

Temperatuurmetingen

temperatuur van de koelvloeistof (freon 12)

symbool

graden Fahrenheit [°F]

graden Celcius [°C]

voor compressor

tz

5.6°C

na compressor

tp

60.5°C

voor expansie

te

95°F

35°C

na verdamper

tv

42°F

5.6°C

__________


37

temperatuur van het koelwater

3.10.4.2.

symbool



condensor in (=koeltoren uit)

tkoelcond_in

24.5°C

condensor uit (= koeltoren in)

tkoelcond_uit

26°C

temperatuur van het ijswater

symbool



verdamper in

tijsverdamp_in

9.5°C

verdamper uit

tijsverdamp_uit

8.5°C

Drukmetingen

druk van de koelvloeistof (freon 12)

symbool

[psi]

[bar]

verdamperdruk (= lage druk)

pv (= pL)

38psi

2.62 bar

condensordruk (= hoge druk)

pc (= pH)

110psi

7.58 bar

druk van het koelwater

symbool

[psi]

[bar]

condensor in (= koeltoren uit)

pkoelcond_in

7.2 bar

condensor uit (= koeltoren in)

pkoelcond_uit

6.7 bar

__________


38

druk van het ijswater

symbool

[psi]

[bar]

verdamper in

pijsverdamp_in

7.65 bar

verdamper uit

pijsverdamp_uit

7.25 bar

3.10.5. Opmerkingen

-

Niet alle meetwaarden zijn onder dezelfde gunstige omstandigheden opgemeten. De meeste tabelwaarden waren afleesbaar van een ingebouwde manometer of thermometer. De zuigen persleiding van de compressor waren moeilijk te bereiken en bovendien geïsoleerd. De temperatuur van de koelvloeistof (freon 12) voor en na de compressor, respectievelijk tz en tp, zijn, nadat de isolatie rond de leidingen werd verwijderd, opgemeten aan de hand van een infra-rood-thermometer. Dit resulteert in minder nauwkeurige meetresultaten voor tp en tz, die essentiële waarden zijn om het verloop van de “Westinghouse” compressiekoelinstallatie uit te zetten op het Mollierdiagram voor freon 12.

3.10.6. Mollierdiagram De meetwaarden uitgezet op het Mollierdiagram voor freon 12 geven het verloop weer van de “Westinghouse” compressiekoelinstallatie. Zie bijlage 2

__________


39

3.11.

Bepalen van alle nodige parameters van de punten A, B, E en F

-

Zie figuur 3.5.

-

Zie “Westinghouse” koelkringloop uitgezet op het Mollierdiagram (zie bijlage 2)

3.11.1. Thermodynamische tabellen We kunnen alle nodige parameters (enthalpie h, entropie s, specifiek volume υ, druk p en temperatuur t) aflezen uit de grafiek opgesteld in punt 3.10. Om nauwkeuriger te werken kan men gebruik maken van de thermodynamische tabellen om de corresponderende enthalpie-, entropie-,… waarden af te lezen.

3.11.2. Tabel Aan de hand van de meetwaarden uit punt 3.10.4, het opgestelde log p – h diagram (zie bijlage) en de thermodynamische tabellen kunnen we nu onderstaande tabel invullen:

punt

A

B

E

F

druk p [bar]

temperatuur t enthalpie h entropie s [°C] [kJ/kg] [kJ/(kg.k)]

3,63325

5,6

(gemeten)

(gemeten)

8,59325

60,5

(gemeten)

(gemeten)

8,59325

35

(gemeten)

(gemeten)

3,63325 (gemeten)

__________

5,08

353,980

1,5535

384,232

1,5998

specifiek volume υ [dm³/kg]

toestand

47,558

oververhitte damp oververhitte damp

233,497

onderkoelde vloeistof

233,497

vloeistof / damp


40

3.11.3. Bepalen van de parameters van punt A 3.11.3.1.

3.11.3.2.

Reeds gekend

-

pv = pA = pF = 3,63325 bar (gemeten)

-

tz = tA = 5,6°C (gemeten)

Bepalen van de verdampertemperatuur (tv) horend bij de verdamperdruk (pv) De druk in de verdamper hebben we opgemeten en is dus gekend, pv = 3,63325 bar. Uit de tabellen “state of saturation” kunnen we de daar bijhorende waarde van de verdampertemperatuur gaan interpoleren. We bekomen:

3.11.3.3.

druk pv [bar]

temperatuur tv [°C]

3,73945

6

3,63325 (gemeten)

5,083

3,62361

5

tv = 5,083 °C.

Bepalen van de nuttige oververhitting SH (= superheat) SH = tz – tv SH = 5,6 °C – 5,083 °C SH = 0,516782 °C Hieruit kunnen we ook bevestigen dat de toestand van het punt A oververhitte damp is.

__________


41

3.11.3.4.

Bepalen van de enthalpie hA Om de enthalpie–waarde van het punt A te bepalen wordt gebruik gemaakt van de tabellen “superheat vapour”, aangezien dit punt in het damp–gebied ligt. We weten dat de druk in de verdamper dezelfde is als die van punt A, pv = pA = 3,63325 bar en dat we een nuttige oververhitting hebben, SH = ∆θ = 0,517 °C. Aan de hand van deze gegevens kan de exacte waarde van de enthalpie in het punt A uit de thermodynamische tabel worden geïnterpoleerd. We bekomen: hA = 353,98 kJ/kg.

enthalpie hA

[kJ/kg]

druk pv [bar] ∆θ = 0 °C

3.11.3.5.

3,7394

354,028

3,63325 (gemeten)

353,638

3,5105

353,186

∆θ = 0,517 °C = SH

∆θ = 5 °C 357,35

353,98

356,95 356,48

Bepalen de entropie sA De entropie van het punt A wordt uit dezelfde tabel als de enthalpie van dit punt geïnterpoleerd. We bekomen: sA = 1,5535 kJ/(kg.k) bij een druk, pA = 3,63325 bar, en een nuttige oververhitting, SH = ∆θ = 0,517 °C.

entropie sA

[kJ/(kg.k)]

druk pv [bar] ∆θ = 0 °C 3,7394

1,55182

3,63325 (gemeten)

1,55223

3,5105

1,55271

__________

∆θ = 0,517 °C = SH

∆θ = 5 °C 1,5636

1,5535


1,5640 1,5645

42

3.11.3.6.

Bepalen van het specifiek volume υA: Het specifiek volume van het punt A wordt uit dezelfde tabel als de enthalpie en de entropie van dit punt geïnterpoleerd. We bekomen: υA = 47,558 dm³/kg bij een druk, pA = 3,63325 bar, en een nuttige oververhitting, SH = ∆θ = 0,517 °C.

specifiek volume υA

[dm³/kg]

druk pv [bar] ∆θ = 0 °C 3,7394

46,0969

3,63325 (gemeten)

47,4315

3,5105

48,9749

∆θ = 0,517 °C = SH

∆θ = 5 °C 47,286

47,558

48,651 50,229

3.11.4. Bepalen van de parameters van punt B 3.11.4.1.

3.11.4.2.

Reeds gekend:

-

pc = pB = pE = 8, 59325 bar (gemeten)

-

tp = tB = 60,5°C (gemeten)

Bepalen van de condensortemperatuur (tc) horend bij de condensordruk (pc) De druk in de condensor hebben we opgemeten en is dus gekend, pc = 8,59325 bar. Uit de tabellen “state of saturation” kunnen we de daar bijhorende waarde van de condensortemperatuur gaan interpoleren. We bekomen: tc = 35,550 °C.

__________


43

3.11.4.3.

druk pc [bar]

temperatuur tc [°C]

8,69108

36

8,59325 (gemeten)

35,550

8,47356

35

Bepalen van de oververhitting ∆θ aan de perszijde ∆θ = tp – tc ∆θ = 60,5 °C – 35,550 °C ∆θ = 24,950 °C

3.11.4.4.

Bepalen van de enthalpie hB Om de enthalpie–waarde van het punt B te bepalen wordt gebruik gemaakt van de tabellen “superheat vapour”, aangezien dit punt in het damp–gebied ligt. We weten dat de druk in de condensor dezelfde is als die van punt B, pc = pB = 8,59325 bar en dat we een oververhitting ∆θ = 24,950 °C hebben. Aan de hand van deze gegevens kan de exacte waarde van de enthalpie in het punt B uit de thermodynamische tabel worden geïnterpoleerd. We bekomen: hB = 384,23 kJ/kg.

enthalpie hB

[kJ/kg]

druk pc [bar] ∆θ = 20 °C 8,6911

380,80

8,59325 (gemeten)

380,60

8,2601

379,94

__________

∆θ = 24,95 °C

∆θ = 30 °C 388,14

384,23


387,93 387,23

44

3.11.4.5.

Bepalen van de entropie sB De entropie van het punt B wordt uit dezelfde tabel als de enthalpie van dit punt geïnterpoleerd. We bekomen: sB = 1,5998 kJ/(kg.k) bij een druk, pB = 8,59325 bar, en een oververhitting ∆θ = 24,95 °C.

entropie sB

[kJ/(kg.k)]

druk pc [bar] ∆θ = 20 °C 8,6911

1,5888

8,59325 (gemeten)

1,5889

8,2601

1,5893

∆θ = 24,95 °C

∆θ = 30 °C 1,6108

1,5998

1,6109 1,6112

3.11.5. Bepalen van de parameters van punt E 3.11.5.1.

3.11.5.2.

Reeds gekend:

-

pc = pB = pE = 8,59325 bar (gemeten)

-

tc = 35,550 °C (berekend)

-

te = 35 °C (gemeten)

Bepalen van de onderkoeling SC (= subcool): SC = tc – te SC = 35,550 °C – 35 °C SC = 0,550 °C Hieruit kunnen we ook bevestigen dat de toestand van het punt E onderkoelde vloeistof is.

__________


45

3.11.5.3.

Bepalen van de enthalpie hE De enthalpie van het punt E is dezelfde als die van het snijpunt van de expansielijn (= verticale lijn) van de koelkringloop en de verzadigde vloeistoflijn van het Mollierdiagram. Vandaar dat we de enthalpie van het punt E zullen opzoeken in de tabellen “state of saturation”. Ook de temperatuur is in beide punten dezelfde, nl. te = 35 ° en we weten eveneens dat het punt E in het vloeistof-gebied ligt. Met deze gegevens kunnen we de enthalpie van het punt E aflezen, hE = 233,497 kJ/kg

3.11.6. Bepalen van de parameters van punt F 3.11.6.1.

3.11.6.2.

Reeds gekend

-

pv = pA = pF = 3,63325 bar (gemeten)

-

tv = tF = 5,083 °C (berekend)

Bepalen van de enthalpie hF De enthalpie van het punt F is dezelfde als die van punt E, hF 233,497 kJ/kg.

3.12.

Bepalen van de koudefactor ε en de c.o.p. van de installatie

3.12.1. Doel Aan de hand van de opgestelde tabel in punt 3.11.2, de koudefactor en de c.o.p. van de installatie bepalen als we weten dat het koelvermogen Pk van één “Westinghouse” koelmachine 1600 kW is.

__________


46

3.12.2. Bepalen van de hoeveelheid warmte opgenomen door de verdamper, q2: q2 = hA - hF q2 = 353,980 – 233,497 q2 = 120,483 kJ/kg

& : 3.12.3. Bepalen van het massadebiet van het koelmiddel (freon 12), m & .∆h Pk = m

Koelvermogen:

& = m

Pk ∆h

& = 1600 m 120,483 & = 13,28 kg s m

3.12.4. Bepalen van het condensorvermogen, Pcond:

& . (hB - hE) Pcond = m

Pcond = 13,28 . (384,232 – 233,497) Pcond = 2001,74 kW

3.12.5. Bepalen van het elektrisch vermogen, Pelektr:

Pelektr = Pelektr =

(Pcond − Pk ) η m,mot

(2001,74 − 1600 ) 0,6

Pelektr = 669,57 kW

__________


47

3.12.6. Bepalen van de koudefactor ε

ε=

Pk Pelektr

ε=

1600 669,57

ε = 2,39

__________


48

H4: OMSCHRIJVING VAN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE

4.1.

Inleiding

Voor de seizoensgebonden koeling is men bezig met de bouw van een compleet nieuw koelsysteem, de absorptiekoeling. De productie van het ijswater gebeurt in het “technisch gebouw koeling” waar twee absorptiekoelmachines opgesteld staan. Deze zijn van het merk York en van het type YIA 6C4. Er is plaats en er zijn leidingen voorzien voor een derde koelmachine. In dit hoofdstuk zullen we de York absorptiekoelmachine van naderbij gaan bekijken.

4.2.

Absorptiekoelkringloop van de “York” absorptiekoelmachine

4.2.1. Inleiding Elke absorptiekoelmachine is in principe opgebouwd uit (zie figuur 4.1): -

een vloeistofpomp (1)

-

een generator (2)

-

een condensor (3)

-

een verdamper (4)

-

een absorber (5)

Het gebruikte koudemiddel is water en het koelmiddel is water met Lithiumbromide (een zoutoplossing). De absorptiekoelmachines gebruiken heetwater als energiebron, hebben één generator en worden eentrapsabsorptiekoelmachines genoemd.

__________


49

In de lagedrukzijde (gevormd door de verdamper en de absorber) heerst een onderdruk van ca. 6mm Hg (= 799,9 Pa)–ongeveer éénhonderdste van de atmosferische druk–wat een betrekkelijk hoog vacuüm is. Het koudemiddel (water) kookt daaronder bij een temperatuur die lager is dan die van de te koelen vloeistof. De absorptiekoelmachine is daardoor geschikt voor airconditioning en proceskoeling.

4.2.2. Verdamper Het koudemiddel (water) wordt van bovenaf op de verdamper (4) gesproeid, neemt de proceswarmte uit het gekoeldwater (= ijswater) op en verdampt

4.2.3. Absorber De koudemiddeldamp stroomt naar beneden en wordt door de versproeide lithiumbromideoplossing geabsorbeerd. Lithiumbromide, neemt, als alle zouten, gretig vocht op, wat het versproeien nog versneld. Het aldus ontstane mengsel bestaat uit veel water en weinig lithiumbromide, heet “zwakke oplossing” en verzamelt zich onderin de absorber (5).

__________


50

Deze pg. Is gereserveerd voor figuur 4.1 Figuur 4.1. Koudemiddel- en koelmiddelkringlopen zie apart word document.

__________


51

4.2.4. Generator De vloeistofpomp (1) pompt de zwakke oplossing door de pekelwarmtewisselaar waar de oplossing de warmte van de hete, sterke oplossing afkomstig uit de generator (een kookvat) opneemt. De warmtewisselaar verbetert de efficiëntie van de koelkringloop doordat er thans in de generator minder heetwater nodig is om de

zwakke

oplossing

op

de

vereiste

temperatuur

te

brengen.

De zwakke oplossing stroomt naar de hogedrukzijde (de generator en condensor) waar een absolute druk van ca. 70mm Hg (= 9332,6 Pa) heerst, ofwel ongeveer slechts nog ééntiende van de atmosferische druk. De zwakke oplossing wordt over de heetwatervoerende pijpen van de generator gevoerd, waar het water uitdampt en er een sterke oplossing ontstaat. Naargelang het benodigde koelvermogen wordt de hoeveelheid heetwater naar generator geregeld met een regelventiel. De sterke oplossing stroomt terug naar het lagedrukgedeelte – de absorber – waar opnieuw waterdamp wordt geabsorbeerd. Hiermee is de koelmiddelkringloop gesloten.

4.2.5. Condensor Het water dat in de generator uit de zwakke oplossing is verdampt, stijgt naar de condensor (3) , waar het koelwater dat door de pijpenbundel stroomt er de warmte uit opneemt. De damp condenseert dus en stroomt als water naar het lagedrukgedeelte terug en wordt opnieuw over de pijpen van de verdamper gesproeid. Hiermee is ook de koudemiddelkringloop gesloten.

__________


52

4.3.

Hoofdbestanddelen

Fig. 4.2: Vooraanzicht en hoofdonderdelen YIA absorptiekoelmachine

4.3.1. Hogedrukgedeelte Het hogedrukgedeelte is een ketel met daarin twee warmtewisselaars, de generator en de condensor. De machine werkt met heetwater van 115°C.

4.3.2. Lagedrukgedeelte Het lagedrukgedeelte, eveneens een ketel, is onder het hogedrukgedeelte gemonteerd. Ook het lagedrukgedeelte heeft twee warmtewisselaars, de verdamper en de absorber. __________


53

De verdamper is een pijpenbundel met: -

een koudemiddelverzamelaar

-

een koudemiddelverdeler

-

een sproeier

De te koelen vloeistof (water) stroomt door de pijpen en wordt door het verdampen van het koudemiddelcondensaat uit de condensor gekoeld. Het vloeibare koudemiddel wordt naar de verdampersproeileiding gepompt, versproeid en druppelt over de verdamperpijpenbundel in de koudemiddelverzamelaar terug. De absorber is een pijpenbundel met: -

een oplossingsverdeelleiding

-

een sproeier

De bodem van de absorber dient als verzamelaar voor de lithiumbromideoplossing. Het koelwater stroomt door de absorberpijpen en koelt de versproeide tussenoplossing,

wat

de

absorptie

van

de

waterdamp

bevordert.

4.3.3. Pekelpomp (LiBr) De pekelpomp is onder de onderste ketel – het lagedrukgedeelte – gemonteerd.

4.3.4. Koudemiddelpomp (water) De koudemiddelpomp perst het koudemiddel door de sproeiers in de verdamper. De pomp is onder het lagedrukgedeelte gemonteerd.

__________


54

4.3.5. Pekelwarmtewisselaar De onder het lagedrukgedeelte aangebracht pekelwarmtewisselaar vergroot de efficiëntie van de koelkringloop door de warmte van de hete, geconcentreerde oplossing over te brengen op de betrekkelijk koele, zwakke oplossing die naar de generator wordt gepompt. De zwakke oplossing treedt dus voorverwarmd de generator, en de geconcentreerde oplossing voorgekoeld de absorber binnen.

4.3.6. Ontluchtsysteem Dit wordt uitvoerig besproken in punt 9.7.3.

4.3.7. Breekschijf De breekschijf beschermt de machine tegen ontoelaatbaar hoge drukstoten in het heetwatercircuit die breuk van een warmtewisselaarpijp in de generator ten gevolge zou kunnen hebben. In dat geval zou het koelcircuit, dat op onderdruk is berekend, aan de druk van het heetwatercircuit bloot komen te staan met alle gevolgen van dien. De generator is aan de koudemiddelzijde berekend op een breekschijf die bij 0,5 bar overdruk bezwijkt.

4.4.

Het computerbedieningspaneel van de “York” absorptiekoelmachine

Het computerbedieningspaneel is uitgevoerd met: -

1M-pekelpompstarter

-

2M-koudemiddelpompstarter

-

3M-ontluchtpompstarter

__________


55

De volgende informatie is af te lezen op het display: -

intrede/uittrede gekoeld watertemperatuur

-

intrede/uittrede condensor watertemperatuur

-

intrede heetwatertemperatuur

-

koelmiddelen oplossingstemperatuur

-

interne drukken

-

positie capaciteitsregeling in procenten

-

bedrijfsuren

-

aantal starts

-

aantal automatische ontluchtingen

__________


56

H5: BESPREKING VAN HET HEET WATER CIRCUIT DOORHEEN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE

5.1.

Inleiding

De koelmachines staan opgesteld in het technisch gebouw koeling. Er lopen verscheidene circuits doorheen een absorptiekoelmachine: -

heet water circuit

-

koelwatercircuit

-

gekoeld water circuit

Het hydraulisch schema van de gehele installatie is terug te vinden achteraan het eindwerk (tegen achterflap). In dit hoofdstuk wordt het heet water circuit van nader bij bekeken.

5.2.

Principe

Een absorptiekoelmachine wordt aangedreven d.m.v. heet water door de generator te sturen. De absorber bevat een zwakke lithiumbromide-oplossing. Deze oplossing is een oplosmiddel dat verzadigd is met het koudemiddel (=water). Deze wordt doorgepompt naar de generator waardoor een heet water circuit loopt. Dit hete water zorgt ervoor dat het koudemiddel (=water) terug uit de verzadigde lithiumbromide-oplossing gedreven wordt waardoor we terug een sterke lithiumbromide-oplossing verkrijgen die dan terug gestuurd wordt naar de absorber.

__________


57

5.3.

Hoofdcomponenten

Het heet water circuit bestaat hoofdzakelijk uit: -

Heet water afkomstig van IVBO

of -

Heet water afkomstig van de stookcentrale

-

Capaciteitsregeling per koelmachine (zie punt 5.7)

In normale omstandigheden wordt dit heet water verkregen door afvalwarmte van IVBO. Wanneer deze warmtebron om één of andere redenen buiten werking is, kan men terugvallen op warmte opgewekt d.m.v. een stookketel uit de stookplaats van het AZ Sint-Jan AV. De capaciteitsregeling per koelmachine wordt verwezenlijkt door de hoeveelheid heetwater door de absorptiekoelmachine te regelen. Bij vollast gaat het maximum toegelaten debiet door de generator.

5.4.

Het maximum toegelaten heet water debiet door de generator

Elke koelmachine heeft bij vollast een generatorvermogen van P = 2347kW. Hieruit kunnen we het gevraagde constante, maximum debiet door de generator gaan bepalen:

-

P = m& .c w .∆T waaruit:

-

m& =

P c w .∆T

(1)

ρ w = 1000,180313 + 0,012629.t + ( −0,0058725 ).t 2 + 0,0000167085 .t 3 − 0,0000000063.t 4 Bij 100°C wordt dit:

__________


58

ρ w(100°C ) = 1000,180313 + 0,012629.100 + ( −0,0058725 ).100 2 + 0,0000167085 .100 3 − 0,0000000063.100 4

ρ w(100°C ) = 958,797 kg/m³ -

ρw =

m& V&

waaruit:

-

m& V& =

ρw

(2)

Uit (1) en (2):

1 V& = .

ρw

met:

P c w .∆T

ρ w = 958,797 kg/m³ P = 2347 kW

.c w = 4,18 kJ/kg.K ∆T = (105 − 95) = 10 °C

V& =

1 2347 . = 0,058561m³/s 958,797 4,18.10

V& = 0,058561.3600 = 210,82 m³/h We nemen als maximaal debiet:

V& ≈ 200 m³/h

__________


59

5.5.

Productie heet water d.m.v. IVBO

5.5.1. Principeschets:

Fig. 5.1: Principeschets van de productie van heet water d.m.v. IVBO

5.5.2. Hoofdcomponenten:

-

Per koelmachine een warmtewisselaar, die primair IVBO-circuit scheiden van secundair heet water circuit door de absorptiekoelmachines. Er staan er twee opgesteld en er is plaats voorzien voor een derde.

-

Primair IVBO-circuit: continue regeling van de heet water hoeveelheid naar de warmtewisselaars i.f.v. de nodige warmtehoeveelheid in het secundaire circuit (= afhankelijk van de capaciteitsregeling van elke koelmachine).

-

Secundaire heet water circuit door de absorptiekoelmachines: afstelling van het nodige heet water debiet, afhankelijk van het aantal actieve koelmachines, in het secundaire circuit bij vollast condities (= 100% capaciteit) van de actieve koelmachines.

__________


60

5.5.3. Warmtewisselaars Het circuit met IVBO–water afkomstig van de restwarmte, ontstaan door afvalverbranding, moet gescheiden blijven van het heet water–circuit dat doorheen de koelmachine stroomt. Dit wordt verwezenlijkt door in het technisch gebouw koeling (gebouw waar absorptiekoelmachines staan) twee warmtewisselaars, en er is plaats voorzien voor een derde, te plaatsen die ervoor zorgen dat de warmte van het IVBO– water uit het primaire circuit uitgewisseld wordt met een secundair water–circuit dat door de verschillende koelmachines stroomt.

Fig. 5.2: De twee actieve warmtewisselaars.

Per koelmachine staat een warmtewisselaar in, met allen een gezamenlijk secundair circuit. Een andere optie is per koelmachine een apart secundair circuit voorzien. Het nadeel van deze werkwijze is dat het heet water circuit afkomstig van de stookplaats dan moet aangesloten worden op drie verschillende secundaire circuits terwijl deze nu slechts op één secundair circuit hoeft aangesloten te worden. Om er voor te zorgen dat het IVBO-water door elke warmtewisselaar eenzelfde weerstand ondervindt, worden deze circuits volgens het Tichelmann systeem geschakeld. (De te doorlopen afstand is in elk circuit dezelfde) Voor elke warmtewisselaar is een filter gemonteerd tussen twee afsluitkranen. Net na de warmtewisselaar is nog een afsluitkraan voorzien. Dit maakt service en onderhoud mogelijk aan filter en warmtewisselaar. __________


61

5.5.4. Primaire circuit van warmtewisselaar met IVBO water I.V.B.O. heeft in de Brugse regio verschillende verbruikers van hun oververhit water. AZ Sint-Jan AV is er daar één van. Elke verbruiker kan afzonderlijk afgesloten worden van dit hoofd-I.V.B.O.-circuit door middel van twee afsluitkranen in vertrek- en terugloopleiding. De maximum gemiddelde vertrektemperatuur van het oververhit water is 115°C, de maximum druk bedraagt 14 bar. De teruglooptemperatuur van het oververhit water in dit primaire circuit bedraagt ongeveer 97°C. In het ziekenhuis stroomt het IVBO-water afkomstig van de absorptiekoelcentrale door naar de stookplaats van het ziekenhuis om het sanitair water op te warmen. Dit is mogelijk doordat voor het opwarmen van het sanitair water geen zo’n hoge temperaturen vereist zijn in vergelijking met de koelmachines. Er kan opgemerkt worden dat het IVBO water in de stookplaats een variabele temperatuur heeft, afhankelijk van de belasting van de koelmachines.

5.5.5. Continue regeling van de heet water hoeveelheid naar de warmtewisselaars Er staan twee actieve koelmachines opgesteld. Elke koelmachine benut een afgeregelde, afhankelijk van de capaciteit van die koelmachine, hoeveelheid heet water uit het secundaire circuit (circuit na de warmtewisselaar). Deze regeling wordt nader besproken in punt 5.7. Dit secundaire circuit wordt d.m.v. een warmtewisselaar opgewarmd. Het debiet in het primaire circuit (circuit voor de warmtewisselaar), afkomstig van IVBO, wordt vervolgens afgestemd op de nood aan warmte om dit secundair circuit op te warmen. Dit primaire circuit is dus ook capaciteitgeregeld maar is dan wel afhankelijk van de capaciteit van alle actieve koelmachines.

__________


62

Fig. 5.3: Continue regeling van de heet water hoeveelheid naar de warmtewisselaars i.f.v. de capaciteitsregeling van elke koelmachine. (Principeweergave voor één actieve warmtewisselaar)

Om het nodige te leveren IVBO-water in het primaire circuit af te stemmen, is tussen de vertrek- en terugloopleiding in het primaire circuit een bypass met gemotoriseerde regelventiel (1) aanwezig. Deze regelkraan (1) wordt gestuurd a.d.h.v. twee parallelle gemotoriseerde regelventielen (2) en (3), gemonteerd na elke warmtewisselaar. Regelkraan (3) is in een leiding geplaatst met kleinere diameter, dit om de warmtevraag voldoende te kunnen fijnregelen. Er wordt hier met twee regelkranen gewerkt omdat: Hoe kleiner de regelklep hoe beter de fijnregeling ervan, maar hoe groter de doorgangsweerstand en dus het energieverlies. Bij een grotere regelklep zou de

__________


63

doorgangsweerstand kleiner zijn maar zou de fijnregeling onvoldoende nauwkeurig zijn. Daardoor wordt er geopteerd voor de uitvoering van 2 kleinere regelkranen. Wanneer twee koelmachines in werking zijn, zal ook de tweede warmtewisselaar warmte uitwisselen met het secundaire circuit. Op dit ogenblik wordt regelkraan (1) gestuurd door vier regelkranen, twee per warmtewisselaar. Wanneer de koelmachines uitgeschakeld zijn en er m.a.w. geen warmtevraag is, zal nagenoeg al het IVBO-water via de bypass met regelkraan (1) terugstromen naar IVBO. Er zal nog

een zeer kleine hoeveelheid doorgelaten worden die dan via

regelkraan (3) stroomt zodat de temperatuur van het secundaire circuit niet volledig terugvalt naar kamertemperatuur. Bij de opstart van de koelmachine is dan direct heet water beschikbaar.

5.5.6. Secundair circuit van warmtewisselaar met heet-water circuit door koelmachines Zoals eerder vermeld is per koelmachine een warmtewisselaar opgesteld. In hun secundair circuit is per warmtewisselaar het volgende voorzien: -

Circulatiepomp ( V& = 206m³/h) met ervoor een vuilafscheider en erna een terugslagklep, dit alles geplaatst tussen twee aflsuitkranen om service en onderhoud mogelijk te maken. Deze pomp zorgt ervoor dat er een constant heet water debiet door generator gaat, wat een eis is van de fabrikant.

-

Om waterslag tegen te gaan wordt een windketel geplaatst in de persleiding. Indien deze windketel niet aanwezig is, zou de persleiding vacuüm gezogen worden bij het stilvallen van de circulatiepomp.

-

Regelventiel: stelt debiet van de circulatiepomp af en zorgt ervoor dat debiet door generator constant is.

Op dit secundaire circuit is het heet water circuit afkomstig van de stookplaats aangesloten. D.m.v. afsluitkranen kan een eenvoudige omschakeling gedaan worden van heet water geproduceerd door de IVBO-warmtewisselaars naar het stand-by heet water circuit geproduceerd in de stookplaats.

__________


64

5.5.7. Afstelling van maximum generatordebiet i.f.v. het aantal actieve koelmachines. Zoals in punt 5.4. berekend is per koelmachine het maximum toegelaten debiet heet water door de generator gelijk aan V& = 200 m³/h. In dit secundaire heet water circuit is dan ook een regeling voorzien waarbij ervoor gezorgd wordt dat dit berekend debiet niet overschreden wordt op het ogenblik dat de koelmachine bij vollast (=100% capaciteit) werkt. Wanneer er twee koelmachines in werking zijn zal het maximum debiet in dit secundair circuit dubbel zo groot zijn, aangezien dan twee generatoren gevoed moeten worden met heet water.

5.5.7.1.

Bij werking van één koelmachine Wanneer er slechts één koelmachine in werking is, zal één circulatiepomp met een volumedebiet van V& = 206m³/h, afgeregeld door middel van een regelkraan op een constant volumedebiet V& = 200m³/h, instaan.

__________


65

Fig. 5.4: Debiet in secundair circuit bij werking van één koelmachine bij vollast.

5.5.7.2.

Bij werking van twee koelmachines Wanneer er nu twee koelmachines werken, moet elke generator bij vollast een volumedebiet ontvangen van V& = 200m³/h. Hierdoor zal het debiet in het secundaire circuit dubbel zo groot zijn ( V& = 400m³/h). Om dit te verwezenlijken worden twee circulatiepompen geactiveerd, per koelmachine één, met elk een volumedebiet van V& = 206m³/h, afgesteld door middel van een regelkraan op

V& = 200m³/h.

__________


66

Fig. 5.5: Debiet in secundair circuit bij werking van twee koelmachines bij vollast.

5.5.7.3.

Bij werking van drie koelmachines Indien men drie koelmachines zou plaatsen, zou nog een extra circulatiepomp moeten geplaatst worden. Zo kan in het secundaire circuit een debiet van

V& = 600m³/h bekomen worden die dan drie generatoren kan voeden.

__________


67

5.6.

Productie heet water d.m.v. een stookketel uit de stookplaats

5.6.1. Principeschets:

Fig. 5.6: Principeschets van de productie van heet water d.m.v. een stookketel uit stookplaats

5.6.2. Hoofdcomponenten

-

Stookketel van het merk YGNIS WA 5000-10 met een vermogen van 5.000.000kcal/h.

-

Ingebouwde afstelling van het maximaal toegelaten generator debiet i.f.v. het aantal actieve koelmachines.

5.6.3. Afstelling van maximum generatordebiet i.f.v. het aantal actieve koelmachines. Zoals in punt 5.4. berekend is per koelmachine het maximum toegelaten debiet heet water door de generator gelijk aan V& = 200 m³/h. In het heet water circuit afkomstig van de stookplaats is eveneens een regeling voorzien waarbij ervoor gezorgd wordt dat dit berekend debiet niet overschreden wordt op het ogenblik dat de koelmachine bij vollast (=100% capaciteit) werkt. Wanneer er twee koelmachines in werking zijn zal __________


68

het maximum debiet naar de koelmachines dubbel zo groot zijn ( V& = 400 m³/h), aangezien dan twee generatoren gevoed moeten worden met heet water. Bij drie koelmachines loopt dit debiet op tot V& = 600 m³/h. Er staan twee circulatiepompen opgesteld met elk een debiet van V& = 310m³/h. In totaal kunnen ze een debiet leveren van V& = 620m³/h, die voldoende is om drie koelmachines werkend bij vollast te voorzien van het nodige heet water.

5.6.3.1.

Bij werking van één koelmachine Wanneer er slechts één koelmachine in werking is, mag het debiet heet water naar de koelmachine niet meer dan V& = 200m³/h bedragen (zie punt 5.4). Dit wordt verwezenlijkt door één circulatiepomp met een debiet van V& = 310m³/h aan te sturen. De bypass tussen vertrek- en terugloopleiding voorzien van een regelventiel zal dan zodanig ingesteld worden dat een debiet van V& = 110m³/h via de bypass terug naar de stookketel gestuurd wordt. De overige 200m³/h gaan dan zoals gewenst richting koelmachine.

Fig. 5.7: Debiet in secundair circuit bij werking van één koelmachine bij vollast.

__________


69

5.6.3.2.

Bij werking van twee koelmachines

Bij twee werkende koelmachines wensen we een debiet van V& = 400m³/h richting koelmachines. Hiervoor zullen twee circulatiepompen instaan, waardoor we een totaal debiet hebben van 620m³/h. De bypass tussen vertrek- en terugloopleiding voorzien van een regelventiel zal dan zodanig ingesteld worden dat een debiet van V& = 220m³/h via de bypass terug naar de stookketel gestuurd wordt. De overige 400m³/h gaan dan zoals gewenst richting koelmachine.

Fig. 5.8: Debiet in secundair circuit bij werking van twee koelmachines bij vollast.

Er wordt hier wel een continu energieverlies gecreëerd doordat er voortdurend veel meer debiet verpompt wordt dan nodig. Bij een frequentiegestuurde pomp zou dit niet het geval zijn, maar deze zijn dan ook veel duurder in aankoop en de fabrikant, York, eist een constant debiet heet water door de koelmachine.

5.6.3.3.

Bij werking van drie koelmachines Hier wensen we een debiet van V& = 600m³/h richting koelmachines. Hiervoor zullen twee circulatiepompen instaan, waardoor we een totaal debiet hebben van 620m³/h. __________


70

De bypass tussen vertrek- en terugloopleiding voorzien van een regelventiel zal dan zodanig ingesteld worden dat een debiet van V& = 20m³/h via de bypass terug naar de stookketel gestuurd wordt. De overige 600m³/h gaan dan zoals gewenst richting koelmachine.

Fig. 5.9: Debiet in secundair circuit bij werking van drie koelmachines bij vollast.

5.7.

Ingebouwde Capaciteitsregeling per koelmachine

5.7.1. Werking Met behulp van een regelklep in de heetwaterleiding naar de generator kan op eenvoudige wijze de koelcapaciteit van de koelmachine worden aangepast aan de koelvraag. Dit is een betrouwbaar en algemeen toegepast systeem met echter als nadeel een, bij lagere belastingen van de machine, stijgende energieconsumptie.

__________


71

5.7.1.1.

100% capaciteit Wanneer de absorptiekoelmachine bij vollast werkt zal de mengkraan van het merk “Samson” zodanig afgesteld worden dat alle geleverde debiet heet water, afkomstig van de IVBO-warmtewisselaars of de stookplaats ( V& = 200m³/h), door de koelmachine zal stromen.

Fig. 5.10: Capaciteitsregeling bij 100% capaciteit

5.7.1.2.

80% capaciteit Bij dalende koelvraag zal de capaciteit van de koelmachine dalen. De mengkraan zal bij 80% capaciteit een volumedebiet van V& = 160m³/h door koelmachine sturen en het overige debiet van V& = 40m³/h zal via een bypass teruggevoerd worden naar de retour van het heetwater circuit.


__________


72

5.7.1.3.

0% capaciteit Wanneer de capaciteit van de koelmachine terugvalt op 0%, zal alle debiet V& = 200m³/h terugstromen naar de retour via de bypass. Er stroomt dan geen heet water meer door de koelmachine. Op dat ogenblik zal de koelmachine uitgeschakeld worden.


5.7.2. Functie van de regelkraan net voor de mengkraan (=Samson-klep)

Wanneer voorbeeld twee koelmachines nood hebben aan heet water, zal deze regelkraan ervoor zorgen dat de weerstand in de kring naar koelmachine 1 dezelfde is als die in de kring naar koelmachine 2. Wanneer beide koelmachines op een zelfde capaciteit werken is deze regelkraan niet van toepassing (zie punt 5.7.2.1). Het is pas wanneer de twee koelmachines op een verschillende capaciteit werken dat er extra weerstand moet ontwikkeld worden aan de hand van dat regelventiel (zie punt 5.7.2.2 en 5.7.2.3).

__________


73

5.7.2.1.

Beide koelmachines hebben een gelijke capaciteit Over de generator van elke koelmachine is er steeds een drukval van ∆P = 43kPa aanwezig. Zoals in punt 5.7.1.1 vermeld stroomt bij voorbeeld 60% capaciteit, 60% van het heet water door de koelmachine, m.a.w. er is 60% van het geleverde debiet onderhevig aan een drukval van ∆P = 43kPa. Als nu beide koelmachines op een gelijke capaciteit werken zal het heet water door beide circuits een gelijke weerstand ondervinden aangezien bij elk circuit een gelijke hoeveelheid heet water onderhevig is aan een ∆P = 43kPa. Hierdoor zal het heet water debiet afkomstig van de IVBO-warmtewisselaars ( V& = 400m³/h bij werking twee koelmachines) evenredig verdeeld worden over beide koelmachines (elk V& = 200m³/h). In onderstaande figuur is een situatie weergegeven waarbij beide koelmachines werken bij 100% capaciteit.

Fig. 5.13: beide koelmachines werkend bij gelijke capaciteit

__________


74

In bovenstaande figuur zal de kring door koelmachine 1 een drukval over de generator van ∆P1 = 43kPa ondervinden, aangezien alle debiet door de koelmachine gaat bij 100% capaciteit. Koelmachine 2, eveneens werkend bij vollast, zal een zelfde drukval ondervinden van ∆P2 = 43kPa. De weerstand is dus in beide kringen gelijk. Er kan gesteld worden dat wanneer beide koelmachines op éénzelfde capaciteit werken er geen nood is aan een geïntegreerde regelkraan.

5.7.2.2.

Beide koelmachines hebben een verschillende capaciteit Wanneer beide koelmachines op een andere capaciteit werken, zal deze regelkraan wel noodzakelijk zijn. Dit zullen we aantonen aan de hand van enkele voorbeelden.

5.7.2.3.

Voorbeeld 1: koelmachine 1 (0% capaciteit) en koelmachine 2 (100% capaciteit) Dit voorbeeld is onrealistisch want wanneer één koelmachine 0% capaciteit heeft, zal deze kring volledig afgesloten worden d.m.v. twee afsluitkranen in vertrek- en terugloopleiding. We nemen dit toch als voorbeeld omdat de probleemsituatie hiermee zeer duidelijk kan aangetoond worden. Zonder geïntegreerde regelkranen ziet de situatie er als volgt uit: Wanneer de ene koelmachine bij 0% capaciteit werkt, zal alle debiet via bypass stromen en zal er geen heet water door de koelmachine gaan. Wanneer er nu geen regelkraan in de bypass aanwezig is, zal dit debiet geen weerstand ondervinden. Het heet water dat door koelmachine 2, werkend bij vollast, stroomt, zal een weerstand ∆P = 43kPa ondervinden aangezien alle debiet door de koelmachine moet bij 100% capaciteit. Het water zal de weg met de kortste weerstand kiezen en volledig via de bypass van koelmachine 1 wegstromen. Koelmachine twee zal dus niet gevoed worden met heet water.

__________


75

Fig. 5.14:Voorbeeld 1:beide koelmachines werkend bij verschillende capaciteit (zonder regelkraan)

We hebben op bovenstaande figuur verondersteld dat het debiet afkomstig van de stookplaats constant blijft ( V& = 400m³/h). In werkelijkheid zal dit bij deze situatie niet zo zijn bij afwezigheid van een regelklep. Het debiet afkomstig van de stookplaats zal 613m³/h bedragen aangezien altijd de weg met de kortste weerstand genomen wordt. Als via koelmachine 1 alles kan wegvloeien zonder weerstand (0% capaciteit zonder regelkraan) dan zal in de stookplaats ook niks terugstromen naar de stookketel via het regelventiel in de bypass ( zie punt 5.6.3). Zo wordt alle geleverde debiet door de circulatiepompen via het weerstandloos circuit via koelmachine 1 weggestuurd. M.a.w. de werkelijke situatie zal nog slechter zijn dan hier aangetoond. In het geval dat het debiet geleverd wordt d.m.v. IVBO, zal dit extra probleem niet optreden aangezien het debiet naar de koelmachine op een andere wijze geregeld wordt. (zie punt 5.5.7)

__________


76

Met geïntegreerde regelkranen ziet de situatie er als volgt uit: Om dit nu te vermijden plaatsen we een regelkraan in de bypass die ingesteld wordt op eenzelfde drukval als die over de generator, nl. ∆P = 43kPa. Op deze manier zal elk circuit steeds eenzelfde weerstand ondervinden onafhankelijk van de capaciteit waardoor het heet water debiet naar en van elke koelmachine

V& = 200m³/h zal bedragen.

Fig. 5.15: voorbeeld 1:beide koelmachines werkend bij verschillende capaciteit (met regelkraan)

5.7.2.4.

Voorbeeld 2: koelmachine 1 (20% capaciteit) en koelmachine 2 (100% capaciteit) Hiervoor werd reeds aangetoond dat elk circuit eenzelfde weerstand heeft waardoor in elk circuit evenveel heet water binnen- en terug buiten stroomt.

__________


77

Naargelang de capaciteit van de desbetreffende koelmachine zal dit debiet door de koelmachine of via de bypass stromen die elk een gelijke weerstand hebben.

Fig. 5.16: voorbeeld 2:beide koelmachines werkend bij verschillende capaciteit (met regelkraan)

5.7.3. Cascade regeling van de koelmachines Om een extra veiligheid in te bouwen van voorgaand probleem, wordt ervoor gezorgd dat wanneer beide koelmachines werken, ze alle twee steeds op dezelfde capaciteit werken. Dit gebeurt automatisch aangezien beide koelmachines een zelfde terugvoertemperatuur van het ijswater hebben en de capaciteitsregeling daarvan afhankelijk is. Wanneer er slechts 1 koelmachine werkt dan is het circuit van de tweede koelmachine volledig afgesloten d.m.v. twee afsluitkranen in vertrek- en terugloopleiding.

__________


78

5.8.

Energiemeters

Er is een algemene IVBO-energiemeter en een stookplaats-energiemeter aanwezig. Ook voor elke koelmachine is nogmaals een energiemeter geplaatst. De energiemeter is telkens gemonteerd tussen vertrek- en terugloopleiding van zowel het IVBO-circuit als van het circuit afkomstig van de stookplaats. Deze meet het debiet door en het temperatuursverschil

__________

tussen

beide

leidingen

en

geeft

de

waarden


weer.

79

H6: BESPREKING VAN HET KOELWATER-CIRCUIT DOORHEEN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE

6.1.

Inleiding


heet water circuit

-

koelwatercircuit

-


Het hydraulisch schema van de gehele installatie is terug te vinden achteraan het eindwerk (tegen achterflap). In dit hoofdstuk wordt het koelwater circuit van nader bij bekeken.

6.2.

Principe

Men heeft geopteerd om als koelwater gebruik te maken van kanaalwater uit het kanaal Brugge-Oostende. Het aangezogen kanaalwater stroomt de absorber van de koelmachine binnen, stroomt dan door naar de condensor, verlaat dan de koelmachine om ten slotte terug geloosd te worden in het kanaal. Tussen de watervang- en lozingsconstructie is er een afstand van 400 meter, dit om er voor te zorgen dat er een open en geen gesloten circuit zou ontstaan. Wanneer de watervang en de lozing van het water te dicht bij elkaar zouden liggen, zou het warmere geloosde water weer aangezogen worden.

__________


80

6.3.

Doel

Dit koelwatercircuit heeft twee taken te vervullen in de koelmachine:

-

Een eerste opdracht bestaat erin het absorptievermogen van de zwakke lithiumbromide-oplossing uit de absorber zo hoog mogelijk te houden. Het koudemiddel (=water) verdampt onder vacuüm vanuit de verdamper bij lage temperatuur en wordt door de lithiumbromide-oplossing dat zich in de absorber bevindt aangetrokken. (de verdamper en de condensor staan in open verbinding met elkaar). Het verdampende koudemiddel (=water) ontleent zijn verdampingswarmte aan de zwakke Lithiumbromide oplossing. Om zijn absorptievermogen zo hoog mogelijk te houden moet de lithiumbromideoplossing in de absorber gekoeld worden. Dit kan men bekomen door kanaalwater door de absorber te sturen.

-

De

tweede

taak

van

het

koelwatercircuit

wordt

vervuld

in

het

condensorgedeelte van de koelmachine. De waterdamp uit de generator wordt weer neergeslagen tot water in de condensor met behulp van het koelwater.

6.4.

Principeschets + hoofdcomponenten

Het koelwatercircuit bestaat hoofdzakelijk uit: -

watervangconstructie met twee fijnroosters

-

pompstation met:

natte kelder

droge pompkelder

-

aansluiting aan koelmachine in het “technisch gebouw koeling”

-

loosconstructie

__________


81

Fig. 6.1: Principeschets van het koelwatercircuit

6.5.

Watervangconstructie met twee automatische fijnroosters

Om te vermijden dat verontreinigingen vanuit het kanaal worden aangezogen plaatst men ter hoogte van het kanaal twee automatische fijnroosters. Dit is een systeem met roterende mesjes dat ervoor zorgt dat het vuil uit het kanaal niet voor de aanzuig stagneert. De stromingsrichting van het water in het kanaal is een bepalende parameter voor de draairichting van de mesjes. Het kanaalwater vloeit altijd van Brugge naar Oostende. Slechts enkele dagen per jaar is de stroming in omgekeerde richting (= verwaarloosbaar).

__________


82

Fig. 6.2: Watervangconstructie met twee automatische fijnroosters

Tijdens de wintermaanden of dagen dat de absorptiekoelmachine buiten werking is, worden de automatische fijnroosters dagelijks, kortstondig in werking gesteld om vuilophoping voor de roosters en het vastlopen ervan tegen te gaan.

6.6.

pompstation

6.6.1. Algemeen Het kanaal Brugge - Oostende staat d.m.v. ondergrondse leidingen in verbinding met het pompstation. Dit pompstation geeft onderdak aan de circulatiepompen die het kanaalwater aanzuigen en doorpompen naar het “technisch gebouw koeling”. Het pompstation kan men opdelen in twee delen, nl: een natte kelder en een droge pompkelder.

__________


83

6.6.2. Natte kelder Eenmaal het water gefilterd, komt het in de natte kelder terecht. Net na het automatisch fijnrooster zit een afsluiter. Juist voor de natte kelder bevindt zich nog een tweede afsluiter. Deze maken service en onderhoud mogelijk van deze natte kelder en de leidingen ernaartoe. Deze kelder is voorzien van een staafelektrode voor droogloopbeveiliging en laagpeil detectie.

6.6.3. Droge pompkelder In de droge pompkelder is plaats voorzien voor 5 circulatiepompen die het kanaalwater vanuit de natte kelder doorpompen naar “het technisch gebouw koeling”, dit is het gebouw waarin de absorptiekoelmachines zich bevinden. Momenteel zijn er 3 actieve parallelle circulatiepompen en is er nog plaats voorzien voor twee reservepompen. Deze 3 pompen zijn frequentie geregeld in functie van de druk en hebben elk een debiet van V& = 450m³/h. Deze pompen hebben als functie: -

Het hoogteverschil overwinnen tussen de aansluithoogte van de koelwaterleiding

aan

de

koelmachines

en

het

lager

gelegen

kanaalwaterpeil. -

de wrijvingsverliezen in de leidingen en de verliezen door bochten, te wijten aan de grote afstand van de droge pompkelder naar “het technisch gebouw koeling” waar de koelmachines opgesteld staan, overwinnen.

__________


84

Fig. 6.3: Droge pompkelder

Voor en na elke pomp is een afsluiter gemonteerd, dit voor onderhoud van de pomp. Over elke filter – aanwezig in de zuigleiding van elke pomp – staat er een drukverschilmeter. A.d.h.v. een te groot drukverschil kan een vervuilde filter direct gedetecteerd worden. D.m.v. een vlotter wordt gecontroleerd of er al dan niet water in droge kelder staat. Als dit het geval zou zijn dan wordt een lenspomp gestuurd die het water uit de droge kelder overpompt naar de natte kelder. Er zijn 2 lenspompen gemonteerd waarvan één een reservepomp is. Om waterslag tegen te gaan worden er 2 windketels geplaatst in de persleiding. Indien deze windketels niet aanwezig zijn, zouden de leidingen vacuüm gezogen worden bij het stilvallen van de circulatiepompen. Die persleiding is ook voorzien van een hoge limiet pressostaat van 0-10bar, die bij overdruk de installatie uitschakelt.

__________


85

6.7.

Technisch gebouw koeling

Het aangezogen kanaalwater verlaat het pomphuis en vloeit via een ondergrondse persleiding naar “het technisch gebouw koeling”, dit is het gebouw waarin de absorptiekoelmachines onderdak vinden. In het “technisch gebouw koeling” zijn volgende aspecten terug te vinden in het koelwatercircuit:

6.7.1. Controlemeting van het kanaalwater-debiet Bij het binnenkomen van de koelwaterleiding in het technisch gebouw koeling wordt het aangezogen kanaalwater-debiet geregistreerd. Eveneens bij het verlaten van het gebouw registreert een tweede meter het te lozen kanaalwater-debiet. Deze twee meetwaarden kunnen aantonen of er al dan niet water van het kanaal wordt afgetapt. Om het kanaalwater te gebruiken als koelmiddel moet er betaald worden. De rekening wordt dan ook opgesteld aan de hand van de waarden van deze debiet-meters. 6.7.2. Onderverdeling in drie deelcircuits Er staan twee absorptiekoelmachines opgesteld in het gebouw en er is plaats en leidingen voorzien voor een derde koelmachine. Bij het binnenkomen van het koelwatercircuit in het technisch gebouw koeling wordt dit circuit dan ook opgesplitst in drie deelcircuits met elk een koelmachine. Elk circuit kan volledig afgesloten worden d.m.v. twee gemotoriseerde afsluitkranen, in vertrek- en terugloopleiding. Wanneer voorbeeld koelmachine 1 in werking is dan zal het circuit van koelmachine 2 en 3 volledig afgesloten zijn om voldoende druk (weerstand) op te bouwen. Ook is in de retourleiding van elke tak een terugslagklep voorzien. Elke koelmachine is tussen twee afsluitkranen geplaatst om service en onderhoud mogelijk te maken. In verdere beschrijvingen wordt het circuit van één absorptiekoelmachine besproken.

__________


86

6.7.3. Mengregeling van de intredetemperatuur van het koelwater in de absorber.

Fig. 6.4: Mengregeling van de intredetemperatuur van het koelwater in de absorber

Zoals eerder vermeld treedt het koelwater de koelmachine binnen in de absorber. Volgens de fabrikant moet de minimum intredetemperatuur hiervan geregeld worden op 24°C. Dit verwezenlijkt men door bij de opstart van de koelmachine het koelwater in een kleiner circuit door de koelmachine te laten circuleren. Op deze manier zal de gewenste minimum intredetemperatuur van 24°C sneller bereikt worden. Dit circuit kunnen we als volgt schematisch voorstellen: Vers kanaalwater .

absorber

condensor

lozen in kanaal

driewegventiel

Een circulatiepomp (debiet = 488m³/h) die meegeleverd werd met de koelmachine brengt het koelwater in dit circuit in beweging. Het is een eis van de fabrikant, York, dat er een constant debiet door de koelmachine gaat, vandaar dat deze circulatiepomp net voor de koelmachine staat en dus zijn tweede taak kan vervullen. __________


87

Deze pomp is tussen twee afsluitkranen geplaatst om service en onderhoud aan de pomp mogelijk te maken. Op het ogenblik dat dit kleine circuit opwarmt zullen de drie parallelle frequentiegestuurde pompen uit de droge pompkelder, die in serie staan met deze circulatiepomp net voor de koelmachine, op hun laagste toerental draaien. Door de sturing van de twee bypasses met gemotoriseerde regelkranen, die normalerwijze dienen om de temperatuur van het te lozen water te regelen, voorkomt men een drukopbouw aan het driewegventiel of het voortdurend aan- en uitschakelen van de frequentiegestuurde pompen. Uiteraard mag ook de maximum intredetemperatuur van het koelwater in de absorber niet overschreden worden. Door middel van een driewegventiel zal het nodige vers aangezogen kanaalwater opgenomen worden in het klein circuit van circulerend koelwater. Op deze manier wordt de intredetemperatuur constant geregeld op 24°C. Schematisch weergegeven: (24°C) Vers kanaalwater .

absorber

(30°C) condensor

lozen in kanaal

driewegventiel

Om er voor te zorgen dat er voldoende koelwater afkomstig van de condensor terugkeert naar het driewegventiel, en dus niet allemaal naar het kanaal stroomt, wordt er een reduceerventiel (TA-kraan) – ingesteld op een vaste waarde – geplaatst in de terugvoerleiding van het te lozen koelwater.

__________


88

6.7.4. Mengregeling van de loostemperatuur van het koelwater.

Fig. 6.5: Mengregeling van de loostemperatuur van het koelwater

Aangezien het driewegventiel vers kanaalwater opneemt, in het kleine koelwatercircuit door de koelmachine voor de mengregeling van de intredetemperatuur van het koelwater in de absorber, zal er dus ook een deel opgewarmd koelwater dit circuit moeten verlaten. Ook op de te lozen watertemperatuur staat een limiet. Omwille van het milieu mag deze niet meer dan 30°C bedragen. Wanneer deze temperatuur overschreden wordt zullen er extra kosten aangerekend worden. Het afkoelen van het koelwater afkomstig uit de condensor van de koelmachine wordt dan eveneens gekoeld door deze te mengen met vers kanaalwater. Dit gebeurt aan de hand van 2 bypasses met gemotoriseerde regelkleppen. Schematisch ziet dit er als volgt uit:

Vers kanaalwater

twee bypasses met gemotoriseerde

Condensor

__________

lozen in kanaal (max. 30°C)

regelklep


89

Om deze hoeveelheid toe te voegen vers kanaalwater te kunnen fijn-regelen wordt geopteerd voor twee kleinere bypasses, met elk een gemotoriseerde regelkraan, in plaats van één met een grote diameter.

6.7.5. Functie van de in serie werkende circulatiepompen 6.7.5.1.

Beschrijving: In het koelwatercircuit staan in de droge pompkelder drie actieve, parallelle circulatiepompen. Net voor de absorptiekoelmachine staat hierbij nog een extra circulatiepomp in serie. De pompen uit de pompkelder staan, zoals eerder vermeld, in om het hoogteverschil, de wrijvingsverliezen en verliezen door bochten te overwinnen. Ze werken frequentiegestuurd en regelen dus hun debiet naargelang de vraag. Er is enkel vraag wanneer: •

Het driewegventiel een hoeveelheid vers kanaalwater opneemt in het kleine koelwatercircuit door de koelmachine om de ingangstemperatuur van het koelwater in de absorber op een constante waarde van 24°C te houden. (zie punt 5.4.6.3.)

•

De twee gemotoriseerde regelkranen in de bypasses een hoeveelheid vers kanaalwater vragen om het te lozen water af te koelen tot op een temperatuur die lager is dan 30°C. (zie punt 5.4.6.4.)

De pomp geplaatst net voor de koelmachine, daar waar het koelwater de absorber binnengaat, staat in voor het constant koelwaterdebiet door de machine en voor de circulatie van dat koelwater in dat kleine afgezonderd koelwatercircuit door de koelmachine.

__________


90

6.7.5.2.

Verklaring waarom voor extra in serie opgestelde frequentiegestuurde pompen gekozen wordt:

-

De watervangconstructie en loosconstructie liggen 400 meter van elkaar verwijderd. Het “technisch gebouw koeling” ligt net tussen deze twee constructies in. De aanzuigpompen moeten gemonteerd worden daar waar het water wordt aangezogen (in de droge pompkelder ter hoogte van de watervangconstructie). Indien we daar dan enkel die ene meegeleverde pomp zouden plaatsen, zou het debiet dat door de machine gaat te veel gaan variëren omwille van de te grote overwinnen afstand tussen pompkelder en “technisch gebouw koeling” (200 meter). Dit voldoet dus niet aan de eis van de fabrikant die een constant koelwaterdebiet door de machine wenst. Vandaar is het beter om enkele extra frequentiegestuurde pompen te plaatsen in de droge pompkelder.

-

Bij de opstart van de koelmachine circuleert er in eerste instantie enkel een hoeveelheid koelwater in een kleiner opgebouwd koelwatercircuit waardoor de minimum intredetemperatuur van 24°C sneller bereikt kan worden. Die extra frequentiegestuurde pompen vervullen dan de functie om het aangezogen kanaalwater tot aan het technisch gebouw koeling te pompen terwijl die andere pomp kan instaan voor het snel stijgen van de koelwaterintredetemperatuur. Wanneer we bij de opstart geen afzonderlijk circuit zouden afbakenen dan zou het veel te lang duren vooraleer de vereiste minimum intredetemperatuur zou bereikt worden.

-

Een derde argument om die extra frequentiegestuurde pompen op te nemen in het circuit is er voor zorgen dat er niet meer kanaalwater aangezogen wordt dan nodig aangezien hun debiet voortdurend aangepast wordt aan de vraag. Dit is belangrijk om de kosten laag te houden want zoals eerder vermeld worden kosten aangerekend per verpompt debiet kanaalwater. Indien we daar dan enkel die ene meegeleverde pomp zouden plaatsen, die een groter vermogen heeft dan nodig en niet frequentie gestuurd is, zou er meer kanaalwater aangezogen worden dan nodig, wat extra kosten

__________


91

met zich meebrengt. Een alternatief om dit euvel op te lossen is het vermogen van deze pomp aanpassen door de schoepen ervan te vervangen. Maar bij latere eventuele uitbreidingen van de installatie zou de kost voor de vernieuwing van de schoepen opnieuw moeten gedaan worden. Het huidige systeem is wel bestand tegen eventuele wijzigingen aangezien de pompen frequentiegestuurd zijn.

6.7.5.3.

Alternatieven: Als we met koeltorens zouden werken in plaats van met kanaalwater dan waren die drie extra parallelle pompen overbodig geweest, opdat we dan geen opvoerdruk nodig hebben want het waterpeil in de koeltoren zal hoger dan de aansluithoogte van de koelwaterleidingen aan de koelmachine. Ook wanneer het niveauoppervlak van het kanaalwater beduidend hoger zou liggen dan de aansluithoogte van de koelmachine, zou men geen nood hebben aan die extra pompen. De wrijvingsverliezen, te wijten aan de grote leidingafstand zou dan een factor zijn waar geen rekening mee gehouden moet worden indien men de koeltoren in de directe omgeving van het “technisch gebouw koeling” zou plaatsen.

__________


92

6.7.6. Ingebouwd borstelreiniging-systeem

Fig. 6.6: Principeschets van het ingebouwd borstelreiniging-systeem

6.7.6.1.

Werking De absorptiekoelmachine is voorzien van een borstelreiniging-systeem. Het koelwater dat de absorber binnentreedt, gaat niet door één kanaal maar door een pijpleiding, dit om de warmteoverdracht te verhogen (groter koeloppervlak). Om verstopping van de pijpen tegen te gaan heeft men elk kanaaltje voorzien van een borsteltje. Deze borsteltjes worden meegevoerd met het stromende water. Wanneer de stroomrichting van het koelwater in de machine kortstondig wordt omgekeerd, worden de borsteltjes verplaatst, met de stroomrichting van het koelwater, naar de andere kant van het kanaaltje. Op deze manier worden de pijpen gereinigd.

__________


93

Fig. 6.7: borstelreiniging-systeem in de absorber

De omkering van de stroomrichting wordt verwezenlijkt door middel van een vierwegventiel

(=wisselventiel)

geplaatst

in

het

kleine

afgezonderd

koelwatercircuit, net voor de absorptiekoelmachine. Tijdens de borstelreiniging stroomt

het

koelwater

van

condensor

naar

absorber

door

de

absorptiekoelmachine. De frequentie van de borstelreiniging zal men uit ervaring moeten bepalen. Vooraleer de borstelreiniging uit te voeren moet in eerste instantie het vermogen van de koelmachine, gedurende een kwartier, teruggebracht worden op 25%. 6.7.6.2.

Detectie van verstopte pijpleidingen Er is een analoge drukverschilmeter geplaatst tussen het ingaand koelwater aan de absorber en het uitgaand koelwater aan de condensor. De drukstijging komt tot stand doordat de grote ingangsleiding van het koelwater aan de absorber plots door de pijpleiding in de absorber met veel kleinere doorsnede moet. Na de absorber stroomt het koelwater door een pijpleiding met nog kleinere diameter in de condensor. Doordat het een analoge drukverschilmeter is kan de waarde van het verschil afgelezen worden. De fabrikant’ York, geeft een theoretisch drukverschil op tussen ingang aan absorber en uitgang aan condensor van 0,8bar. Wanneer het drukverschil groter wordt dan 0,8bar kan verstopping van de __________


94

pijpleiding in absorber of condensor, veroorzaakt door meestromend vuil uit het kanaal, gedetecteerd worden.

6.7.7. Nog enkele niet besproken beveiligingen 6.7.7.1.

Flow-switch Om er voor te zorgen dat de absorptiekoelmachine niet opstart vooraleer het koelwater circuleert door de machine, wordt in de koelwaterleiding, net na het verlaten van de condensor, een liquid flow switch voorzien. Wanneer een defect optreedt bij de circulatiepompen zal de machine eveneens stilvallen. Tijdens de bosrtelreiniging stroomt het koelwater in tegengestelde richting door de machine (van condensor naar absorber), waardoor op dat moment de flowswitch overbrugd wordt.

6.7.7.2.

Analoge drukverschilmeter Deze analoge drukverschilmeter vervult twee functies: -

Eén functie is dezelfde als de hierboven vermelde flow-switch. Maar nu wordt geen debiet gecontroleerd maar het verschil in druk tussen het ingaande koelwater aan de absorber en het uitgaande koelwater aan de condensor. Een drukverschil is dus een indicatie van circulerend koelwater.

-

De tweede functie is de detectie van de verstopte pijpleidingen in absorber of condensor. Dit werd reeds besproken in punt 6.7.6.2.

6.7.7.3.

Overstortventiel Na het

vierwegventiel

is

er

een overstortventiel aanwezig,

die de

koelwaterleiding beveiligd tegen overdruk. __________


95

6.7.8. leidingen spoelen Over vertrek- en terugloopleiding van het kanaalwater is nog een derde bypass aanwezig met een grote leidingdiameter. Deze is voorzien van een afsluitkraan en dient enkel om de leidingen buiten het technisch gebouw koeling, van watervang- tot loos-constructie, te spoelen.

6.8.

Loosconstructie

Eenmaal het te lozen water het “technisch gebouw koeling” verlaten heeft stroomt het water via ondergrondse leidingen door naar een lozingsconstructie alvorens het in het kanaal geloosd wordt.

Fig. 6.8: Loosconstructie

__________


96

6.8.1. zuurstof gehalte in te lozen water Zoals eerder vermeld in punt 5.4.6.4. mag de maximum loostemperatuur niet hoger dan 30°C bedragen. De maximum temperatuur wordt opgelegd zodat er voldoende zuurstof in het water aanwezig zou blijven. Door de loosconstructie trapvormig uit te voeren, wordt er extra zuurstof aan het water toegevoegd. Het water wordt tot ongeveer 6 meter boven het bodempeil van het kanaal gepompt om dan trapsgewijs het kanaal te worden ingestuurd. Het normaal-peil van het water is ongeveer 4 meter, het hoogste waterpeil iets minder dan 6meter en het laagste ongeveer 3 meter t.o.v. het bodempeil. Ter hoogte van de lozingsconstructie worden temperatuurmetingen en O2-metingen uitgevoerd.

__________


97

H7: BESPREKING VAN HET GEKOELD WATER-CIRCUIT DOORHEEN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE

7.1.

Inleiding


heet water circuit

-

koelwatercircuit

-


Het hydraulisch schema van de gehele installatie is terug te vinden achteraan het eindwerk (tegen achterflap). In dit hoofdstuk wordt het gekoeld water circuit van nader bij bekeken.

7.2.

Principe

Het doel van de absorptiekoelmachine is het leveren van ijswater. Het is dan ook logisch dat de absorptiekoelmachine voorzien is van een ijswatercircuit. Het koudemiddel (=water) verdampt onder vacuüm vanuit de verdamper bij lage temperatuur en wordt door de lithiumbromide-oplossing dat zich in de absorber bevindt aangetrokken. De ijswaterleiding loopt doorheen de verdamper van de koelmachine, waar de warmte uit het ijswater onttrokken wordt. De ontstane warmte van het verdampen van het koudemiddel wordt afgegeven aan de zwakke lithiumbromide-oplossing in de absorber.

__________


98

Het ijswater, afkomstig van de absorptiekoelmachine, verlaat het “technisch gebouw koeling”, via ondergrondse voorgeïsoleerde ijswaterleidingen, naar de verschillende verbruikers. De terugloopleiding is eveneens ondergronds en voorgeïsoleerd. Zowel vertrek- als terugloopleiding is voorzien van een afsluitkraan om het “technisch gebouw koeling” volledig te kunnen afsluiten van het ijswatercircuit naar de verbruikers. Elke verbruiker aangesloten van het hoofd-ijswatercircuit afkomstig van de absorptiekoelmachine is door middel van automatische afsluitkranen in vertrek- en terugloopleiding afgesloten. Het is pas wanneer de verbruiker nood heeft aan koelwater dat zijn afsluitkranen geopend worden.

7.3.

Principeschets + hoofdcomponenten

7.3.1. Principeschets

Fig. 7.1.: Principeschets van het gekoeld water circuit __________


99

7.3.2. Hoofdcomponenten Het gekoeld water circuit bestaat hoofdzakelijk uit: -

Drie parallelle frequentiegestuurde pompen die hun debiet regelen naargelang de vraag van de verbruikers.

Fig. 7.2: Drie parallelle frequentiegestuurde pompen

-

Een secundaire pomp net voor de ingang van de verdamper die:

zorgt voor een constant ijswater-debiet door de verdamper van de koelmachine

hoofdzakelijk instaat om het buffervat (=voorraadvat) te koelen en naargelang de vraag van ijswater een verhouding zoekt tussen het afkoelen van het buffervat (=voorraadvat) van 15.000 liter en het leveren van het nodige koelwater aan de verbruikers.

-

Ontgasser/expansievat.

__________


100

7.4.

Het maximum toegelaten ijswater debiet door de verdamper

Elke koelmachine heeft bij vollast een verdampervermogen van P = 1600kW. Hieruit kunnen we het gevraagde constante debiet door de verdamper gaan bepalen:

-

P = m& .c w .∆T waaruit:

-

m& =

P c w .∆T

(1)


ρ w(10°C ) = 1000,180313 + 0,012629.10 + ( −0,0058725 ).10 2 + 0,0000167085 .10 3 − 0,0000000063 .10 4

ρ w(10°C ) = 999,736 ≅ 1000 kg/m³

-

ρw =

m& V&

waaruit:

-

m& V& =

ρw

(2)

Uit (1) en (2):

1 V& = .

ρw

met:

P c w .∆T

ρ w = 1000 kg/m³

P = 1600kW .c w = 4,18 kJ/kg.K ∆T = (11 − 6) = 5 °C

V& =

1 1600 . = 0,076555 m³/s 1000 4,18.5

V& = 0,076555.3600 = 275,598 m³/h V& ≈ 275 m³/h __________


101

7.5.

Werking

7.5.1. Opstart van de frequentiegestuurde pompen Wanneer de verbruikers nood hebben aan koeling, zullen in eerste instantie de frequentiegestuurde pompen in werking treden, om het warme water van bij de verbruikers te gaan halen en op deze manier voldoende capaciteit te hebben. Er zijn drie frequentiegestuurde pompen ( V& = 413m³/h per pomp) in parallel geplaatst in de terugloopleiding

van het

ijswater,

waarvan

één dient

als stand-by pomp.

Fig. 7.3.: Opstart van de drie parallelle frequentiegestuurde pompen

7.5.2. Opstart van de absorptiekoelmachine en de secundaire pomp net voor de verdamper Eénmaal het ijswater door de absorptiekoelmachine circuleert, mag de machine gestart worden. (Er moet ook circulatie zijn van het koelwater en heet-water door de __________


102

absorptiekoelmachine maar dit laten we hier nu buiten beschouwing). De secundaire pomp in het ijswatercircuit, net voor de verdamper geplaatst, start gelijktijdig op met de absorptiekoelmachine. Deze pomp zorgt voor een constant ijswaterdebiet door de verdamper van de koelmachine (= eis van fabrikant). Deze secundaire pomp wordt d.m.v. een regelklep afgesteld op het maximum toegelaten debiet door de verdamper van V& = 275m³/h (berekening zie punt 7.4). Op deze manier wordt ervoor gezorgd dat het ijswater niet te snel door de machine gaat. (hoe lager debiet, hoe groter de ∆T ).

Fig. 7.4.: Aansluitingen ijswaterleidingen aan koelmachine

Wanneer deze secundaire pomp defect zou zijn kunnen in noodgeval enkel de frequentiegestuurde pompen instaan voor de ijswatercirculatie (dit is een tijdelijke oplossing want op dit moment is het debiet door koelmachine niet constant, wat nochtans geëist wordt door fabrikant). Om dan tegen te gaan dat het ijswater door die defecte pomp moet heeft men parallel over die pomp een bypass met afsluitkraan gemonteerd, waardoor het ijswater een weg kan volgen met veel kleinere weerstand.

__________


103

7.5.3. Regeling van de ijswaterhoeveelheid naar de verbruikers

7.5.3.1.

koelvraag-debiet < V& = 275m³/h

Wanneer de verbruikers een debiet nodig hebben die kleiner is dan het debiet geleverd door de secundaire pomp voor de verdamper ( V& = 275m³/h), dan zal enkel deze pomp debiet leveren en zullen de drie frequentiegestuurde pompen op hun laagste frequentie draaien. Het ijswater afkomstig van de koelmachine dient dan voor: -

De verbruiker te voorzien van het nodige ijswater. (zwarte pijlen)

-

Het afkoelen van het buffervat (= voorraadvat) van 15.000 liter. (blauwe pijlen)

Fig. 7.5.: koelvraag-debiet < debiet geleverd door secundaire pomp voor verdamper

IJswater naar verbruikers (zie zwarte pijlen op figuur 7.5.) De absorptiekoelmachine heeft als hoofddoel ijswater produceren om de verbruikers ervan te voorzien. De koelmachine levert op dit moment een groter __________


104

ijswaterdebiet dan nodig. Wanneer de verbruikers een voldoende ijswaterdebiet hebben zal het overige instaan voor het hieronder beschreven te koelen buffervat.

Afkoelen van het buffervat (zie blauwe pijlen op figuur 7.5.) Het overige vers geproduceerd ijswater, afkomstig van de absorptiekoelmachine, dat niet naar de verbruikers gaat, zal via een buffervat (=voorraadvat) van 15.000 liter terugstromen naar de ingang van de verdamper. Op deze manier wordt het ijswater in het buffervat gekoeld. Het voordeel van dit buffervat is dat de absorptiekoelmachine niet voortdurend moet aan- en uitschakelen. Door dit ijswater op te slaan wordt er een buffer ingebouwd van ongeveer 15min. We kunnen opmerken dat de aanwezige bypass over het buffervat op een verkeerde plaats gemonteerd is en dus geen functie heeft. Deze had na het buffervat gemonteerd moeten worden, dan kon hij dienen om de verbruikers enige tijd van koelwater te voorzien vanuit het buffervat, zonder de koelmachine in het circuit te betrekken. Deze kraan zal dus altijd gesloten zijn.

7.5.3.2.

koelvraagdebiet = V& = 275m³/h

Wanneer de koelvraag gelijk is aan het debiet geleverd door de secundaire pomp voor de verdamper ( V& = 275m³/h), dan zal enkel deze pomp debiet leveren en zullen de drie frequentiegestuurde pompen op hun laagste frequentie draaien. Het ijswater afkomstig van de koelmachine dient dan enkel om de verbruiker te voorzien van het nodige ijswater. Op dat moment wordt het buffervat (= voorraadvat) van 15.000 liter niet gekoeld aangezien het ijswater de weg zal nemen met de kleinste weerstand.

__________


105

Fig. 7.6.: koelvraag-debiet = debiet geleverd door secundaire pomp voor verdamper

7.5.3.3.

V& = 688m³/h > koelvraagdebiet > V& = 275m³/h Wanneer de koelvraag groter wordt dan het debiet geleverd door de secundaire pomp voor de verdamper ( V& = 275m³/h), dan zal deze pomp bijgestaan worden door één frequentiegestuurde pomp (tot V& = 413m³/h). Samen leveren ze een frequentiegeregeld debiet tot een maximum volumedebiet van V& = 275+423 = 688m³/h. Het ijswater afkomstig van de frequentiegestuurde pomp stroomt dan deels ( V& = 275m³/h) via koelmachine (rode pijlen) en deels via het gekoelde buffervat (blauwe pijlen) naar de verbruikers.

__________


106

Fig. 7.7.: koelvraag-debiet > debiet geleverd door secundaire pomp voor verdamper

7.5.3.4.

V& = 1100m³/h > koelvraagdebiet > V& = 688m³/h Wanneer dan nog niet aan het koelvraagdebiet voldaan kan worden, zal een tweede frequentiegestuurde pomp bijtreden. De frequentiegeregelde pompen zullen gelijkmatig hun frequentie opdrijven (tot V& = 825m³/h samen). In totaal leveren de drie pompen een frequentiegeregeld debiet tot een maximum volumedebiet van V& = 275+825 = 1100m³/h. Het ijswater afkomstig van de frequentiegestuurde pomp stroomt dan deels ( V& = 275m³/h) via koelmachine (rode pijlen) en deels via het gekoelde buffervat (blauwe pijlen) naar de verbruikers. De derde frequentiegeregelde pomp is een reservepomp. Er zal afwisselend gebruik gemaakt worden van de drie pompen om vastlopen tegen te gaan.

__________


107

7.5.3.5.

Koelvraagdebiet > V& = 1100m³/h

Een tweede koelmachine zal de eerste bijstaan.

7.5.4. Stilleggen van het ijswatercircuit 7.5.4.1.

Uitschakelen van de frequentiegestuurde pompen Wanneer de verbruikers geen nood meer hebben aan ijswater, dat is wanneer het temperatuurverschil tussen vertrek- en terugloopleiding naar de verbruiker nagenoeg nihil is, zullen de frequentiegestuurde pompen als eerste uitvallen. Het circuit ziet er op dat ogenblik als volgt uit:

Fig. 7.8.: Uitschakelen van de frequentiegestuurde pompen

__________


108

Er is geen ijswaterstroming meer richting verbruikers aangezien steeds de weg met de kleinste weerstand genomen wordt. De weg naar het buffervat heeft een veel kleinere weerstand dan het lange, bochtige parcours naar de verbruikers.

7.5.4.2.

Uitschakelen van de secundaire ijswaterpomp Pas enkele ogenblikken later (± vijf minuten), schakelen de secundaire pomp en de absorptiekoelmachine gelijktijdig uit.

7.6.

Energiemeter

Er is een energiemeter gemonteerd tussen vertrek- en terugloopleiding. Deze meet het debiet door en het temperatuursverschil tussen beide leidingen en geeft de waarden weer.

7.7.

Nog enkele niet besproken beveiligingen en opmerkingen

7.7.1. Liquid flow switch om er voor te zorgen dat de absorptiekoelmachine niet opstart vooraleer het ijswater circuleert door de machine, wordt in de ijswaterleiding, net na het verlaten van de verdamper, een liquid flow switch voorzien. Wanneer een defect optreedt bij de circulatiepompen zal de machine eveneens stilvallen.

7.7.2. Drukverschilmeter Deze heeft dezelfde functie als de hierboven vermelde flow-switch. Maar nu wordt geen debiet gecontroleerd maar het verschil in druk tussen het in- en uitgaand __________


109

ijswater aan de verdamper. In tegenstelling tot de drukverschilmeter in het koelwatercircuit is het hier geen analoge meter. Hij geeft enkel een al dan niet aanwezig zijnd drukverschil weer, de grootte ervan blijft onbekend. Het drukverschil komt tot stand doordat de grote ijswaterleidingdiameter aan ingang van verdamper plots door de pijpleiding van verdamper met veel kleiner doorstroomoppervlak moet. Een drukverschil is dus een indicatie van circulerend koelwater.

7.7.3. Tichelmann Om er voor te zorgen dat het ijswater door elke koelmachine eenzelfde weerstand ondervindt, worden deze circuits volgens het Tichelmann systeem geschakeld. (De te doorlopen afstand is in elk circuit dezelfde)

__________


110

H8: DESIGNWAARDEN EN BEDRIJFSLIMIETEN VAN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE

8.1.

designwaarden van de “York” absorptiekoelmachine:

8.1.1. designtemperaturen van het water in de verschillende deelcircuits doorheen de absorptiekoelmachine: De designtemperaturen van het water in de verschillende deelcircuits doorheen de koelmachine worden samengevat in onderstaande tabel:

heetwater Temperatuur ingang generator

105°C

Temperatuur uitgang generator

95°C

Temperatuur ingang verdamper

11°C

Temperatuur uitgang verdamper

6°C

ijswater

koelwater Temperatuur ingang absorber

24°C

Temperatuur uitgang absorber

26°C

Temperatuur uitgang condensor

30°C

8.1.2. De design werkingstemperaturen in de verschillende compartimenten van de koelmachine bepalen we als volgt:

-

De ingangstemperatuur van het heetwater in het generatorgedeelte (= warmtewisselaar) van de koelmachine is 105°C. Bij het verlaten van deze warmtewisselaar is de temperatuur gereduceerd naar 95°C. Hierdoor

__________


111

beschouwen we dat de werkingstemperatuur in de generator ongeveer

Tg =95°C.

-

De ingangstemperatuur van het kanaalwater in het absorbergedeelte (= warmtewisselaar) van de koelmachine is 24°C. Bij het verlaten van deze warmtewisselaar is de temperatuur opgelopen tot 26°C. We nemen aan dat de werkingstemperatuur in de absorber ongeveer Ta =35°C bedraagt.

-

De ingangstemperatuur van het kanaalwater in het condensorgedeelte (= warmtewisselaar) van de koelmachine is 26°C. Bij het verlaten van deze warmtewisselaar is de temperatuur opgelopen tot 30°C. We nemen aan dat de werkingstemperatuur in de condensor ongeveer Tc =45°C bedraagt.

-

De ingangstemperatuur van het ijswater in het verdampergedeelte (= warmtewisselaar) van de koelmachine is 11°C. Bij het verlaten van deze warmtewisselaar is de temperatuur gereduceerd naar 6°C. Om een ijswater vertrektemperatuur te bereiken van 6°C mogen we beschouwen dat er verdampt wordt aan

T0 =4°C aangezien de verdamper geen ideale

warmtewisselaar is. Samengevat in een tabel wordt dat:

Designwaarden:

__________

-

Generatortemperatuur Tg = 95°C

-

Absorbertemperatuur Ta = 35°C

-

Condensortemperatuur Tc = 45°C

-

Verdampertemperatuur T0 = 4°C


112

8.1.3. De design-werkingstemperaturen van het koelmiddel en koudemiddel in de koelmachine:

8.2.

temp. sterke oplossing uitgang generator

95°C

temp. sterke oplossing uitgang wisselaar

50°C

temp. sterke oplossing ingang absorber

48°C

temp. zwakke oplossing uitgang absorber

35°C

temp. zwakke oplossing ingang generator

82°C

temp. koelmiddel (=water) verz. condensor

45°C

temp. koelmiddel (=water) verz. verdamper

4°C

Bedrijfslimieten van de “York” absorptiekoelmachine

8.2.1. bedrijfslimieten van het water in de verschillende deelcircuits doorheen de absorptiekoelmachine: De bedrijfslimieten van de watertemperaturen in de verschillende deelcircuits doorheen de absorptiekoelmachine zijn samengevat in onderstaande tabel: Heetwater minimum bedrijfstemperatuur

80 °C

maximum bedrijfstemperatuur

120°C

maximum intredetemperatuur

23,8 °C

minimum uittredetemperatuur

4,5°C

maximum uittredetemperatuur

18 °C

minimum intredetemperatuur

24°C

maximum intredetemperatuur

35°C

maximum uittredetemperatuur

42°C

ijswater

koelwater

__________


113

8.2.2. bedrijfslimieten van het koelmiddel en koudemiddel in de koelmachine: Er moet gezorgd worden dat er niet in het kristallisatiegebied gewerkt wordt. Dit geheel wordt uitvoerig besproken in H9: opstellen van het kristallisatiediagram van de “York” absorptiekoelmachine.

__________


114

H9: OPSTELLEN VAN HET KRISTALLISATIEDIAGRAM VAN DE “YORK” ABSORPTIEKOELMACHINE

9.1.

Doel

In dit hoofdstuk wordt alles rond het begrip kristallisatie uitvoerig besproken. Er

wordt

een

theoretisch

en

praktisch

kristallisatiediagram

van

de

absorptiekoelmachine opgesteld en besproken.

9.2.

Inleiding

In een absorptiekoelmachine is het mogelijk dat de zoutoplossing LiBr/water gaat kristalliseren. Kristallisatie treedt op in de koelmachine daar waar de concentratie zoutoplossing het hoogst is en de temperatuur ervan het laagst is. Bij de “York” absorptiekoelmachines in het A.Z.-St-Jan is het gevoeligste punt voor kristallisatie het koudste deel van de pekelwarmtewisselaar. (zie figuur 9.1)

Fig. 9.1: gevoeligste plaats voor kristallisatie: koudste deel van warmtewisselaar __________


115

Bij de werking van de koelmachines is het dus de bedoeling dat we niet in het kristallisatiegebied terecht komen. Om dit na te gaan wordt een kristallisatiediagram opgesteld. Een voorbeeld van zo’n diagram is terug te vinden in bijlage 3.

9.3.

Kristallisatielijn

In bijlage 3 is de kristallisatielijn voor LiBr de rode lijn rechtsonder in de figuur. Deze lijn stelt de condities voor waarbij de oplossing begint te veranderen van een vloeistof in een vaste stof en geeft tevens de uiterste conditie aan die zich in de kringloop mag voordoen. We moeten hierbij wel vaststellen dat kristallisatie van een oplossing iets heel anders is dan het bevriezen van een enkele stof, zoals water. Wanneer water wordt gekoeld tot een temperatuur die ook maar even beneden 0°C ligt, zou al het water kunnen bevriezen. In tegenstelling hiermede zal LiBr, wanneer de temperatuur tot beneden de kristallisatiewaarde wordt verlaagd, slechts ten dele in kristalvorm overgaan. De overblijvende oplossing raakt hierdoor wat verdund en zal dus in vloeibare toestand blijven. Bij zo’n temperatuur ontstaat een situatie, waarbij de toestand van de LiBr lijkt op die van een half gesmolten sorbet, waarin zowel kristallen als vloeistof naast elkaar voorkomen.

9.4.

Hoofdoorzaken voor kristallisatie

De hoofdoorzaken voor kristallisatie zijn:

__________


116

9.4.1. Te sterke LiBr-concentratie van de naar de absorber terugkerende oplossing

Fig. 9.2: kristallisatie door te sterke LiBr-concentratie van generator

Een te sterke concentratie van de naar de absorber terugkerende geconcentreerde oplossing (het toevoeren van te veel energie naar de generator). 9.4.2. Te lage temperatuur van de verdunde oplossing

Fig. 9.3: kristallisatie door te lage temp. van verdunde oplossing __________


117

Een

te

lage

temperatuur

van

de

verdunde

oplossing,

waardoor

de

geconcentreerde oplossing tot kristallisatietemperatuur afkoelt. Dit kan worden veroorzaakt door een te lage koelwatertemperatuur.

9.4.3. Het stoppen van de machine, zonder zijn zogenaamde verdunningsperiode Bij normaal stilleggen van de machine laat men drie pompen, na sluiten van de toevoer van het verwarmingsmiddel naar de generator, nog enkele minuten draaien teneinde de oplossing op eenzelfde sterkte te brengen in de ganse machine. Aldus blijft deze oplossing van gemiddelde sterkte zelfs bij lage temperaturen

verwijderd

van

de

kristallisatielijn.

Wordt

het

heet

water

onderbroken, dan opent er zich een bypassleiding tussen generator en verdamper en er wordt water naar de generator gestuurd.

9.4.4. Het aanwezig zijn van te veel niet-condenseerbare gassen. De verdampingstemperatuur wordt bepaald door de dampspanning in de absorber, de aanwezigheid van niet condenseerbare gassen verhoogt deze temperatuur, het temperatuursverschil tussen in- en uitgaand koelwater stijgt waardoor er maximale toevoer van verwarmingsmiddel naar de generator is. Er kan een overgeconcentreerde oplossing ontstaan in de generator waardoor er kristallisatie kan ontstaan in de warmtewisselaar.

9.5.

Signalisatie van kristallisatie

De in punt 9.4.1 en 9.4.2. besproken toestanden worden gesignaliseerd door een te hoge stand van de koelvloeistof in de verdamper en door de temperatuur van het koelwater. De stand van de koelvloeistof wordt verduidelijkt aan de hand van een voorbeeld waarbij de belasting parameter is voor eventuele optredende kristallisatie. In figuur 9.4 __________


118

en 9.5 is te zien hoe bij veranderend koelvermogen koude- en koelmiddelpeil ten opzichte van elkaar wijzigen. Het koudemiddelpeil (water) kan gecontroleerd worden d.m.v. een kijkglas gemonteerd in de verdamper. Via een absorberkijkglas, net boven de bodem van de absorber aangebracht, kan eveneens het peil van de LiBr-water oplossing gecontroleerd worden.

9.5.1. koelen koudemiddelstand bij 25% koellast

Fig. 9.4: koelen koudemiddelstand bij 25% koellast

In figuur 9.4 is het oplossingspeil in het lagedrukgedeelte bij een deellast van 25% getekend. Bij 25% koellast is weinig koudemiddel (=water) uit de zoutoplossing verdampt in de generator. In de absorber bevindt er op deze manier een LiBr-water oplossing die rijk is aan water, waardoor het peil in de absorber hoog is. Het weinige koudemiddel (=water) dat in de generator werd uitgedampt is terug te vinden in de verdamperbak die logischerwijze een laag peil heeft.

__________


119

9.5.2. koelen koudemiddelstand bij 100% koellast

Fig. 9.5: koelen koudemiddelstand bij 100% koellast

In figuur 9.5 is het oplossingspeil in het lagedrukgedeelte bij een deellast van 100% getekend. Bij 100% koellast is veel koudemiddel (=water) uit de zoutoplossing verdampt in de generator. In de absorber bevindt er op deze manier een LiBr-water oplossing die arm is aan water, waardoor het peil in de absorber laag is. De grote hoeveelheid koudemiddel (=water) dat in de generator werd uitgedampt is terug te vinden in de verdamperbak die logischerwijze een hoog peil heeft. Kristallisatie kan gedetecteerd worden door een te hoge koudemiddelstand (water) in de verdamper.

9.6.

Afregelen van de koelen koudemiddel kringloop bij vollast

Om voor een optimale werking van de absorptiekoelmachine te zorgen is het best dat de kringloop van koelen koudemiddel bij vollast net niet in het kristallisatiegebied werkt. Deze kringloop moet éénmalig afgeregeld worden en kan enkel verwezenlijkt worden bij een bij vollast werkende absorptiekoelmachine (in volle zomer wanneer koelvraag grootst is). __________


120

Dit afregelen gebeurt door de hoeveelheid koudemiddel (=water) in de verdamperbak juist af te stellen. De verdere redenering gebeurt aan de hand van figuur 9.5: koelen koudemiddelstand bij 100% koellast. Aangezien de hoeveelheid koudemiddel (=water) in het koudemiddelcircuit bij vollast het grootst is zal bij een koellast van 100% of hoger de verdamperbak overlopen. De plaatsing van een overstortventiel en het kijkglas zijn zo gekozen dat de machine nauwkeurig met de vereiste hoeveelheid koudemiddel kan worden gevuld (op voorwaarde dat 100% koellast beschikbaar is). Het komt er dus op neer de machine bij vollast zover te vullen dat de verdamperbak net niet overloopt.

9.7.

Voorkomen van kristallisatie

Om kristallisatie tegen te gaan komt het er steeds op neer een overconcentratie van de zoutoplossing tegen te gaan.

9.7.1. overstortventiel in verdamper Door het afregelen van de koelen koudemiddelkringloop bij vollast (zie punt 9.6) wordt voorkomen dat er een overconcentratie ontstaat. Eénmaal dit afgeregeld kan overconcentratie enkel nog ontstaan door: -

te werken bij meer dan vollast

-

een

slechtere

bedrijfsconditie

(voorbeeld

aanwezigheid

van

niet-

condenseerbare gassen) In figuur 9.5 is te zien dat bij elk begin van overconcentratie er koudemiddel (=water) via overstortventiel uit de verdamperbak zal overlopen, wat overconcentratie in zekere mate verhindert.

__________


121

9.7.2. stabilisatieventiel gestuurd door vlotterschakelaar en thermostaat De in de verdamper gemonteerde vlotterschakelaars en een thermostaat in de geconcentreerde oplossingsleiding, commanderen een stabilisatieventiel in een verbindingsleiding tussen de persaansluiting van de koudemiddelpomp (waterpomp) en de retourleiding met sterke oplossing van de generator (figuur 4.1). Zodra er kristallisatiegevaar dreigt, wordt koudemiddel (water) bijgemengd en de concentratie van de geconcentreerde oplossing verlaagt.

9.7.3. Ontluchtsysteem De in punt 9.4.4. besproken oorzaak van kristallisatie wordt tegengegaan door een ontluchtsysteem die de niet-condenseerbare gassen verwijdert. De York absorptiekoelmachine kenmerkt zich door hermetische bouw, waardoor het binnendringen van niet condenseerbare gassen en het daarmee gepaard gaande verlies

van

koelvermogen

en

corrosie

minimaal

worden

gehouden.

Eventuele niet condenseerbare gassen worden door het ontluchtsysteem uit de machine verwijderd. Dit ontluchten geschiedt met behulp van een vacuümeenheid, bestaande uit een ingebouwde ontluchttank en een vacuümpomp. Wanneer de machine in bedrijf is wordt er continu koelwater door een pijpenbundel gesproeid, waarbij waterdamp wordt geabsorbeerd. Eventuele niet condenseerbare gassen worden in de ontluchtketel opgeslagen en geconcentreerd en kunnen van tijd tot tijd met de ontluchtingspomp (vacuümpomp) worden geloosd.

__________


122

9.8.

Dekristallisatie-inrichting

Eenmaal

er

kristallisatie

in

de

koelmachine

optreedt

dan

gaat

een

dekristallisatiesysteem in werking. Deze dekristallisatie geschiedt geheel automatisch, zonder dat hiertoe de machine buiten bedrijf moet worden gesteld. Dit systeem werkt als volgt: Zoals in figuur 9.6 te zien is stroomt de oplossing normaliter uit de generator door de retourleiding (1), de pekelwarmtewisselaar, leiding (3) naar de zuigzijde van de eductor (4) terug. Onder normale omstandigheden stroomt de oplossing in de retourleiding tussen de punten A en B als in een “open riool”. Vanaf punt B ongeveer en tot de punten 2 (de pekelwarmtewisselaar) en 3 (de eductoraanzuigopening) stroomt de oplossing als een constante vloeistofkolom. Wanneer de oplossingsconcentratie in de generator te hoog wordt, zullen de eerste zoutkristallen zich aan de mantel van de pekelwarmtewisselaar vasthechten. Dit vernauwt de doorlaat van de normale retourleidingen en het oplossingpeil (B) in de retourleiding stijgt. De oplossing blijft stijgen tot het peil (C) bereikt is. Op dit punt (8) begint een overloopleiding (9) die bij (10) een bocht maakt, in een stijgleiding (11) overgaat en uitmondt in vangleiding (12) die is aangesloten op de absorber (13).

__________


123

Fig. 9.6: dekristallisatie-inrichting

Met andere woorden, wanneer de pekelwarmtewisselaar verstopt raakt zet de oplossing niettemin automatisch zijn weg voort, zij het door een omloopleiding. Hierbij moet worden aangetekend dat, naarmate het kristallisatieproces voortschrijdt, het niet nodig is dat de oplossing tot in de generator stijgt om de overloop te bereiken. Het is tenslotte de bedoeling dat de omloopleiding in bedrijf komt voor kristallisatie al __________


124

te ver is doorgezet. De instroomopening (8) is dan ook duidelijk onder het normale vloeistofniveau van de generator (17) aangebracht. Zolang er evenwel in de retourleiding (1) geen vloeistofkolom tot stand gekomen is, kan de overloopleiding niet vollopen. In de automatische dekristallisatieleiding is een vloeistof nodig om te voorkomen dat er door het drukverschil damp van de hoge- naar de lagedrukzijde wordt gezogen. Dit vloeistofslot bestaat uit een spoelleiding van geringe diameter (14) die op de bocht van de dekristallisatieleiding is aangesloten, waardoor een geringe stroming van oplossing wordt onderhouden. Het is van belang dat de stijgleiding voldoende hoog is om ook bij de hoge drukken die bij ongewoon hoge koelwatertemperaturen en condensorvervuiling in het hogedrukgedeelte kunnen optreden als vloeistof te kunnen fungeren. De stijgleiding is dus tot vrijwel bovenin de vangleiding (12) doorgetrokken. Tevens wordt de spoelleiding gebruikt om geringe hoeveelheden condenswater te verwijderen, die dan door de oplossing worden geabsorbeerd.

9.9.

Effect van te lage koelwatertemperatuur op de kringloop

In figuur 9.3 is het effect op de koelen koudemiddel kringloop weergegeven wanneer de koelwatertemperatuur door de koelmachine te laag is. Bij een te lage koelwatertemperatuur zal ook de druk (dampspanning) in de condensor lager zijn. Zoals uit het diagram duidelijk blijkt (stippellijn) wordt hierdoor de concentratie van de sterke oplossing uit de generator hoger. Bij afkoeling van de sterke oplossing kan er dan uiteindelijk kristallisatie optreden, in het koudste deel van de warmtewisselaar.

__________


125

9.10.

Effect van de belasting op de kringloop

De regeling van de capaciteit van een absorptiekoelmachine wordt bereikt door het bewust verzwakken van de oplossing in de absorber. In figuur 9.2 is het effect op de koelen koudemiddel kringloop weergegeven wanneer de capaciteit van de koelmachine wijzigt. Het werkingsdiagram wordt dus smaller naarmate de belasting verminderd. Bij een capaciteit van 10% gaat het diagram een verticale rechte lijn benaderen.

9.11.

Opstellen van het kristallisatiediagram bij vollast a.d.h.v. de designwaarden

9.11.1. De designwaarden

temp. sterke oplossing uitgang generator

95°C

temp. sterke oplossing uitgang wisselaar

50°C

temp. sterke oplossing ingang absorber

48°C

temp. zwakke oplossing uitgang absorber

35°C

temp. zwakke oplossing ingang generator

82°C

temp. koelmiddel (=water) verz. Condensor

45°C

temp. koelmiddel (=water) verz. Verdamper

4°C

9.11.2. Kristallisatiediagram Zie bijlage 3 9.11.3. Opstellen werkingsdiagram Overlopen we nu even het koelproces in combinatie met het evenwichtsdiagram. 9.11.3.1. Traject van de zoutoplossing Eerst wordt het traject gevolgd dat de zoutoplossing aflegt. __________


126

We starten in punt A waar een zwakke oplossing wordt ingebracht komende van de absorber. De temperatuur is hoger dan in de absorber omdat we reeds een pekelwarmtewisselaar zijn gepasseerd. In de generator wordt het water uit de zoutoplossing gekookt en krijgen we in B een sterke oplossing op hoge temperatuur. Dit passeert de warmtewisselaar en komt via C en D in de absorber terecht. Daar is de temperatuur reeds gedaald tot 48°C maar de concentratie is nog altijd sterk. In de absorber wordt de waterdamp komende van verdamper aangezogen

waardoor de zoutoplossing verdund wordt en dus een zwakke

oplossing wordt. Doordat de zoutoplossing in de absorber zich op een lagere temperatuur bevindt is het dus in staat de waterdamp komende van de verdamper te absorberen. In punt E krijgen we bijgevolg een zwakke oplossing op een lage temperatuur. Tenslotte gaan we via de warmtewisselaar terug naar de generator waar de situatie kan herbeginnen.

9.11.3.2. Traject van de koelstof (=water) Wat de koelstof betreft, in dit geval water kunnen we de volgende cyclus terugvinden. Nadat de waterdamp de generator heeft verlaten wordt ze gecondenseerd in de condensor, dit door het gebruik van koelwater. De druk in de generator en de condensor is dezelfde (71,9mmHg = 95,8mbar). Na de condensor wordt de koelvloeistof in de verdamper gebracht. De verdamper staat in verbinding met de absorber waar de druk lager is dan in de generator (6,1mmHg = 8,1mbar). Volgens de figuur in bijlage 3 zal bij een zoutoplossingstemperatuur van 35°C en een concentratiegraad van 56% de dampspanning overeenkomen met een temperatuur van 4°C. Hierdoor zal het water in de verdamper verdampen tot op 8,1mbar wat overeenkomt met een temperatuur van 4°C.

9.11.3.3. Algemeen Dit absorptiekoelproces (water en LiBr) speelt zich dus af in het vacuümgebied. Het is zeer belangrijk dat dit vacuüm onder alle condities gehandhaafd wordt. Een __________


127

zeer kleine lekkage leidt direct tot capaciteitsafname. Er wordt dan ook een hermetische pomp toegepast zonder asdoorvoering. Desondanks zal er door het proces in de machine altijd een kleine hoeveelheid H2-gas gevormd worden. Dit H2-gas heeft hetzelfde effect en moet dus uit het toestel verwijderd worden.

9.11.3.4. Samenvattende tabel

Meetpunt

A: Zwakke opl. Ingang generator B: Sterke opl. uitgang generator C: Sterke opl. ingang wisselaar D: Sterke opl. Ingang absorber E: Zwakke opl. Uitgang absorber

9.12.

Temperatuur

Zout-

Temperatuur koelstof

zoutoplossing

concentratie

(=Verzadigings-temp.)

[°C]

[%]

[°C]

[mm Hg]

[mbar]

82

56

45

71,9

95,8

95

63,3

45

71,9

95,8

50

63,3

6

7

9,3

48

63,3

4

6,1

8,1

35

56

4

6,1

8,1

Dampdruk

Opstellen van het kristallisatiediagram bij vollast a.d.h.v. de meetwaarden

9.12.1. De meetwaarden

temp. sterke LiBr-oplossing ingang absorber

65,9°C

Concentratie van de zwakke oplossing

56,5%

temp. koelmiddel (=water) verz. Condensor

29,9°C

temp. koelmiddel (=water) verz. Verdamper

5,5°C

__________


128

-

Op het ogenblik van de meting werd het heet water geleverd door IVBO en niet door de stookplaats.

-

Op de display van de absorptiekoelmachine werd aangegeven dat het automatisch dekristallisatiesysteem van de koelmachine actief was.

9.12.2. Kristallisatiediagram Zie bijlage 4 9.12.3. Bespreking Het kristallisatiediagram uit bijlage 4 toont duidelijk aan dat koelen koudemiddel kringloop de kristallisatielijn overschrijdt. Dit wil zeggen dat de LiBr-oplossing kristalliseert, wat duidelijk hoorbaar is. De meetwaarden zijn opgenomen op een moment dat de machine nog maar net in werking was. Het afregelen van de koelen koudemiddel kringloop bij vollast moet dus nog verwezenlijkt worden en kan dus enkel uitgevoerd worden in volle zomer wanneer de koelvraag het grootst is (zie punt 9.6). Men kan dan de machine zodanig regelen dat bij deze zwaarste condities niet in het kristallisatiegebied gewerkt wordt. Het is pas als er reeds kristallisatie optreedt dat de dekristrallisatie-inrichting dat besproken werd in punt 9.8 actief is. De koelmachine gaf dit ook weer op het display dat het automatisch dekristallisatiesysteem actief was. Hierdoor wordt ook het heet water door de generator verminderd waardoor de capaciteit daalt en de koelmachine dus niet optimaal werkt.

__________


129

H10: OPSTELLEN VAN EEN T-S DIAGRAM

10.1.

Inleiding

In dit hoofdstuk wordt de volledige absorptiekoelkringloop voorgesteld in een T-s diagram. Bij het opstellen van zo’n carnot-diagram (= T-s diagram) worden twee afzonderlijke fluïda beschouwd: -

het absorptiemiddel (LiBr-oplossing)

-

de koelstof (water)

Een absorptiekoelmachine is gebaseerd op het voortdurend absorberen en uitdampen van water in een LiBr-zout. Er worden op deze manier twee cycli gevormd: -

cyclus 1-2-3-4: LiBr + water

-

cyclus 5-6-7-8-3-4-1: water

Fig. 10.1

__________


130

10.2.

Voorstelling

De voorstelling in het T-s diagram ziet er als volgt uit:

Fig. 10.2: T-s diagram

Generatortemperatuur: Tg = T1 = T2 = cte = 95°C Condensortemperatuur: Tc = T3 = T4 = T7 = T8 = cte = 45°C Verdampertemperatuur: TO = T5 = T6 = cte = 4°C

Ook in figuur 10.2 is duidelijk te zien dat we te maken hebben met twee vloeistofstromen.

__________


131

10.3.

Cyclus van de koelstof (water)

De afzonderlijke kringloop van de koelstof (= water) is een rechthoek die tussen de temperaturen Tc en TO verloopt. Cyclus 5-6-7-8 is een negatief kringproces wat betekent dat deze arbeid nodig heeft. Deze

kringloop

is

identiek

van

uitzicht

als

de

Carnot-kringloop

van

de

compressiekoelmachine.

10.3.1. Bepalen van alle nodige parameters van de punten 5, 6, 7 en 8 Zie figuur 10.2

10.3.1.1. Condensatie: 7-8 de warmte afvoer via het kanaalwater in de condensor geeft aanleiding tot een entropievermindering op constante condensortemperatuur Tc van 45°C. Aangezien de gebruikte koelstof water is kunnen we voor de punten 7 en 8 de enthalpie- en entropie-waarde aflezen uit stoomtabellen. Punt 7: gekend -

Condensortemperatuur: Tc = 45°C

-

Toestand : damp (100% damp)

Punt 7: bepaald aan de hand van de stoomtabellen (100% damp) -

Entropie : s7 = 8,1632kJ/kg.K

-

Enthalpie : h7 = 2582,4kJ/kg

Punt 8: gekend -

Condensortemperatuur : Tc = 45°C

-

Toestand : vloeistof (0% damp)

__________


132

Punt 8: bepaald aan de hand van de stoomtabellen (0% damp) -


-


10.3.1.2. Expansie: 8-5 De drukverlaging van het vloeibare water (punt 8) tot natte damp (punt 5). Punt 8: gekend -


-


-


-


Punt 5: gekend -

Verdampertemperatuur : TO = 4°C

-

Toestand : vloeistof/damp

-

Entropie : s5 = s8 = 0,6379kJ/kg.K

Punt 5: bepaald aan de hand van de stoomtabellen -

Dampgehalte

temperatuur verdamper [°C]

entropie s vloeistof [kJ/kg.K]

0

0,000

4

0,06112

5

0,0764

Dampgehalte =

__________

entropie s vloeistof/damp [kJ/kg.K]

entropie s damp [kJ/kg.K] 9,1545

s5 = 0,6379

9,12828 9,0234

(0,6379 − 0,06112) .100% = 6,3612 % damp (9,12828 − 0,06112)


133

-

Enthalpie h5 :


enthalpie h vloeistof [kJ/kg]

0

0,000

4

16,84

5

21,05

Dampgehalte =

enthalpie h vloeistof/damp [kJ/kg]

enthalpie h damp [kJ/kg] 2500,5

h5

2507,86 2509,7

( h5 − 16,84) .100% = 6,3612 % damp (2507,86 − 16,84)

 6,3612



h5 =  .(2507,86 − 16,84) + 16,84  100  h5 = 175,299 kJ/kg

10.3.1.3. Verdamping: 5-6 De warmte opname in de verdamper (uit het ijswater) geeft aanleiding tot een entropiestijging op constante verdampertemperatuur To. Punt 5: gekend -


-

Toestand : vloeistof/damp (dampgehalte = 6,3612% damp)

-


-


Punt 6: gekend -


-

Toestand : vloeistof/damp

-


__________


134

Punt 6: bepaald aan de hand van de stoomtabellen -

Dampgehalte


entropie s vloeistof [kJ/kg.K]

0

0,000

4

0,06112

5

0,0764

Dampgehalte =

-

entropie s vloeistof/damp [kJ/kg.K]

entropie s damp [kJ/kg.K] 9,1545

s6 = 8,1632

9,12828 9,0234

(8,1632 − 0,06112) .100% = 89,3552 % damp (9,12828 − 0,06112)

Enthalpie h6 :


enthalpie h vloeistof [kJ/kg]

0

0,000

4

16,84

5

21,05

Dampgehalte =

enthalpie h vloeistof/damp [kJ/kg]

enthalpie h damp [kJ/kg] 2500,5

h6

2507,86 2509,7

( h6 − 16,84) .100% = 89,3552 % damp (2507,86 − 16,84)

 89,3552  .(2507,86 − 16,84) + 16,84  100 

h6 = 

h6 = 2242,7 kJ/kg

10.3.1.4. Pomp: 6-7 De drukverhoging van de natte damp in toestand 6 tot de droge verzadigde damp in toestand 7. __________


135

Punt 6: gekend -


-

Toestand : vloeistof/damp (dampgehalte = 89,3552% damp)

-


-


Punt 7: gekend -


-

Toestand : damp (100% damp)

-


-


10.3.2. Samenvattende tabel

punt

temperatuur t enthalpie h entropie s [°C] [kJ/kg] [kJ/kg.K]

toestand

5

4

175,299

0,6379

6,3612 % damp

6

4

2242,7

8,1631

89,3552 % damp

7

45

2582,4

8,1631

100 % damp

8

45

188,22

0,6379

0% damp

__________


136

10.4.

Cyclus van het absorptiemiddel (LiBr + H2O - oplossing)

Cyclus 1-2-3-4 = positief kringproces Aangezien hier geen energie aan de koelstof (=water) overgedragen wordt, levert deze kringloop een arbeidsoverschot dat voorgesteld wordt door het maatgetal van de oppervlakte van de rechthoek. Deze cyclus kan je vergelijken met het kristallisatiediagram 10.4.1. Bepalen van alle nodige parameters van de punten 1, 2, 3 en 4 Zie figuur 10.2

10.4.1.1. Generator: 1-2 de warmte die in de generator aan de LiBr oplossing toegevoerd wordt, dient in de absorptiekoelmachine om de koelstof (= water) uit de absorptie te verdrijven. Van zwakke LiBr oplossing (concentratie = 56%) naar sterke LiBr oplossing (concentratie = 62%). Hier dient deze warmte om de entropie van het absorptiemiddel te vergroten. Punt 1: gekend -

Generatortemperatuur : Tg = 95°C

-


Punt 1: te bepalen De entropie s1 en enthalpie h1 kunnen we niet bepalen Punt 2: gekend -


-


-


__________


137

Punt 2: te bepalen De enthalpie h2 kunnen we niet bepalen

10.4.1.2. Expansie: 2-3 Hier hebben we te maken met een sterke LiBr oplossing (concentratie = 62%). Punt 2: gekend -


-


-


Punt 2: te bepalen De enthalpie h2 kunnen we niet bepalen Punt 3: gekend -


-


-

Entropie : s3 = s2 = s8 = 0,6379kJ/kg.K

Punt 3: te bepalen De enthalpie h3 kunnen we niet bepalen

10.4.1.3. Absorber: 3-4 De warmte afvoer in de absorber (a.d.h.v. kanaalwater) geeft aanleiding tot een entropievermindering op constante absorbertemperatuur T. Van sterke LiBr oplossing (concentratie = 62%) naar zwakke LiBr oplossing (concentratie = 56%)

__________


138

Punt 3: gekend -


-


-

Entropie : s3 = s2 = s8 = 0,6379kJ/kg.K

Punt 3: te bepalen De enthalpie h3 kunnen we niet bepalen Punt 4: gekend -


-


Punt 4: te bepalen De entropie s4 en de enthalpie h4 kunnen we niet bepalen

10.4.1.4. Pomp: 4-1 De pompwerking wordt gestimuleerd door 4-1 Hier hebben we te maken met een zwakke LiBr oplossing (concentratie = 56%). Punt 1: gekend -


-


Punt 1: te bepalen De entropie s1 en enthalpie h1 kunnen we niet bepalen Punt 4: gekend -


-


__________


139

Punt 4: te bepalen De entropie s4 en de enthalpie h4 kunnen we niet bepalen


punt

10.5.

temperatuur t enthalpie h entropie s [°C] [kJ/kg] [kJ/kg.K]

toestand

1

95

/

/

vloeistof

2

95

/

0,6379

vloeistof

3

45

/

0,6379

vloeistof

4

45

/

/

vloeistof

Opmerking

Wegens te weinig gegevens over het LiBr zout kan het T-s diagram niet volledig opgesteld worden. Wanneer de entropiewaarden s1 en s4 gekend zijn kan de gehele kringloop opgesteld worden.

__________


140

H11: BEPALEN VAN DE C.O.P. + INVLOED VAN DE INGANGSPARAMETERS

11.1.

Doel

In dit hoofdstuk zullen we de C.O.P. van de installatie volgens Carnot bepalen. Eveneens de werkelijke C.O.P. wordt in dit hoofdstuk bepaald aan de hand van de meetwaarden

van

de

installatie.

Ook

de

invloed

van

de

verschillende

ingangsparameter op de C.O.P. wordt hierin besproken.

11.2.

Visgraatdiagram

Enkele mogelijke invloedsparameters op het koelvermogen en de C.O.P. van de installatie:

__________


141

11.3.

Bepalen van de koudefactor van Carnot ε ab ,C bij de designwaarden

Eerst en vooral wordt de koudefactor van Carnot van de absorptiekoelmachine ε ab ,C opgesteld

en

berekend

aan

de

hand

van

de

designwaarden

van

de

absorptiekoelmachine.

Designwaarden: -


-

Condensortemperatuur Tc = 45°C

-

Verdampertemperatuur T0 = 4°C

Aangezien dat de absorptiekoelmachine waarop de vergelijkingskringloop van figuur 10.2 betrekking heeft, geen arbeid wisselt met de omgeving, moet de geproduceerde arbeid in het positief carnot-kringproces van de LiBr oplossing (oppervlakte 1-2-3-4) gelijk zijn aan de arbeid nodig in het negatief carnot-kringproces van de koelstof (oppervlakte 5-6-7-8). Men veronderstelt dat de temperatuur van de koelstof (=water) in de condensor gelijk is aan de constante temperatuur van het absorptiekoelmiddel (LiBr-oplossing) in de absorber (zelfde koelwater). Voor de kringloop 1-2-3-4 geldt (werkt als motor):

ε motor =

W Tg − Tc = q' Tg

ε motor =

(273 + 95) − (273 + 45) = 0,13587 (273 + 95)

Voor de kringloop 5-6-7-8 geldt (werkt als compressor):

ε comp = __________

q0 T0 = W Tc − T0


142

ε comp =

(273 + 4) = 6,7561 (273 + 45) − (273 + 4)

De koudefactor van de absorptiemachine van Carnot is:

ε ab,C =

q0 q'

Hierin is:

q 0 = ε comp .W

q' =

W

ε motor

Zo wordt:

ε ab,C =

ε comp .W W

ε motor

 Tg − Tc = ε comp .ε motor =   T g 

  T0 . T −T 0  c

  

  (273 + 95) − (273 + 45)   (273 + 4) .  = 0,917948 (273 + 95)    (273 + 45) − (273 + 4) 

ε ab ,C = 

ε ab,C = (C.O.P.)th = 0,917948

__________


143

11.4.

Invloedsparameters op de koudefactor van Carnot ε ab ,C

11.4.1. Effect van de generatortemperatuur op de koudefactor van Carnot ε ab ,C

11.4.1.1.

maximum generatortemperatuur In punt 8.2. zijn de bedrijfslimieten van de koelmachine weergegeven. Door de generator stroomt heetwater, die een maximum bedrijfstemperatuur van 120°C mag hebben.

Nieuwe waarden: -


-

Condensortemperatuur TC = 45°C

-

Verdampertemperatuur TO = 4°C

 Tg − Tc   T0 . T −T T g 0   c

ε ab,C = 

  

  (273 + 120) − (273 + 45)   (273 + 4) .  = 1,28933 (273 + 120)    (273 + 45) − (273 + 4) 

ε ab ,C = 

11.4.1.2. minimum generatortemperatuur In punt 8.2. zijn de bedrijfslimieten van de koelmachine weergegeven. Door de generator stroomt heetwater, die een minimum bedrijfstemperatuur van 80°C mag hebben.

__________


144

Nieuwe waarden: -


-


-


 Tg − Tc   T0 . T −T T g 0   c

ε ab,C = 

  

 (273 + 80) − (273 + 45)    (273 + 4) .  = 0,669868 (273 + 80)    (273 + 45) − (273 + 4) 

ε ab ,C = 

11.4.1.3. besluit: De temperatuur van het geleverde heetwater door I.V.B.O. is een zeer belangrijke parameter

voor

het

rendement

van

de

koelmachine.

Hoe

hoger

de

intredetemperatuur in de generator, hoe beter het rendement van de machine. We streven dus naar een zo’n hoog mogelijke temperatuur van het heet water.

11.4.2. Effect van de condensortemperatuur op de koudefactor van Carnot ε ab ,C

In de condensor wordt warmte afgevoerd d.m.v. kanaalwater. Het kanaalwater doet zijn intrede in de absorber en vloeit pas daarna door de condensor. In punt 8.2. zijn de bedrijfslimieten van de koelmachine weergegeven. Hierin is de minimum (24°C) en maximum

(35°C)

intredetemperatuur

van

het

kanaalwater

in

de

absorber

weergegeven. Wanneer dit kanaalwater door de condensor stroomt mag men stellen dat het kanaalwater reeds opgewarmd is met een aantal graden. Bij het verlaten van de condensor mag de temperatuur van het water niet hoger zijn dan 42°C volgens de fabrikant (punt 8.2.).

__________


145

De condensor is geen ideale warmtewisselaar waardoor de bedrijfstemperatuur in de condensor een stuk hoger is dan die van het kanaalwater dat erdoor stroomt.

11.4.2.1. lage condensortemperatuur

Nieuwe waarden: -


-


-


 Tg − Tc   T0 . T −T T g 0   c

ε ab,C = 

  

  (273 + 95) − (273 + 35)   (273 + 4) .  = 1,45687 (273 + 95)    (273 + 35) − (273 + 4) 

ε ab ,C = 

11.4.2.2. besluit: Hoe lager de condensortemperatuur, hoe beter de C.O.P. van de installatie. De condensortemperatuur hangt af van het kanaalwater dat erdoor stroomt. Hoe lager het instromend kanaalwater, hoe hoger het rendement. Deze temperatuur is echter beperkt tot minimum 24°C omdat er bij nog lagere koelwatertemperaturen kristallisatie kan optreden. Anderzijds mag de ingaande temperatuur niet te hoog zijn want dit heeft een nadelig effect op de C.O.P. van de installatie. Een tweede reden is dat de temperatuur van het te lozen water, omwille van het milieu, niet hoger dan 30°C mag bedragen. Om dit niet te overschrijden wordt best een zo laag mogelijke ingangstemperatuur genomen, zodat het water dat de condensor verlaat lager is waardoor minder vers kanaalwater moet toegevoegd __________


146

worden om de maximum waarde van 30°C niet te overschrijden. Hoe minder kanaalwater verpompt wordt, hoe lager de kostprijs want de factuur van het kanaalwater hangt af van het verpompte waterdebiet. In de zomermaanden treedt er een extra invloedsfactor op. De temperatuur van het kanaalwater kan oplopen tot meer dan 24°C. Dit zorgt ervoor dat de C.O.P. van de koelmachine zal dalen en de factuur van het kanaalwater zal stijgen. Hierbij komt nog eens dat de koelvraag in deze periode het grootst is.

11.4.3. Effect van de verdampertemperatuur op de koudefactor van Carnot ε ab ,C

11.4.3.1. maximum verdampertemperatuur In punt 8.2. zijn de bedrijfslimieten van de koelmachine weergegeven. Door de verdamper stroomt het ijswatercircuit waaruit warmte moet worden opgenomen. Dit ijswater mag bij het verlaten van de verdamper maximum 18°C bedragen, die verkregen wordt bij een verdampingstemperatuur van ongeveer 12°C.

Nieuwe waarden: -


-


-


 Tg − Tc   T0 . T −T T g 0   c

ε ab,C = 

  

 (273 + 95) − (273 + 45)    (273 + 12) .  = 1,17342 ( 273 + 95 ) ( 273 + 45 ) − ( 273 + 12 )   

ε ab ,C = 

__________


147

11.4.3.2. minimum verdampertemperatuur In punt 8.2. zijn de bedrijfslimieten van de koelmachine weergegeven. Door de verdamper stroomt het ijswatercircuit waaruit warmte moet worden opgenomen. Dit ijswater mag bij het verlaten van de verdamper minimum 4,5°C bedragen, die verkregen wordt bij een verdampingstemperatuur van ongeveer 0°C.

Nieuwe waarden: -


-


-


 Tg − Tc   T0 . T −T T g 0   c

ε ab,C = 

  

 (273 + 95) − (273 + 45)    (273 + 0) .  = 0,824275 (273 + 95)    (273 + 45) − (273 + 0) 

ε ab ,C = 

11.4.3.3. Besluit We bekomen de beste C.O.P. bij een hoge verdampertemperatuur. Aangezien het ijswater gebruikt wordt voor de luchtbehandeling is de ideale ijswatertemperatuur 6°C. Bij deze temperatuur ligt de C.O.P. beduidend lager dan wanneer we tevreden

__________

zouden

zijn

met

een

ijswatertemperatuur


van

18°C.

148


ε motor

ε comp

ε ab,C

Generatortemp. ↓ (min.)

0,10

6,76

0,67

Verdampertemp. ↓ (min.)

0,14

6,07

0,82

Designwaarden

0,14

6,76

0,92

Verdampertemp. ↑ (max.)

0,14

8,64

1,17

Generatortemp. ↑ (max.)

0,19

6,76

1,29

Condensortemp. ↓ (laag)

0,16

8,94

1,46

De verdampertemperatuur kan niet gemanipuleerd worden, deze ligt vast. De generatortemperatuur is afhankelijk van de temperatuur van het heet water van IVBO of de stookplaats. Er moet voor gezorgd worden dat deze steeds zo hoog mogelijk genomen wordt. De condensortemperatuur tenslotte is afhankelijk van het kanaalwater. Deze moet zo laag mogelijk gehouden worden. Om kristallisatie tegen te gaan moet er een minimum temperatuur opgelegd worden die niet overschreden mag worden. Gedurende de zomermaanden zal de temperatuur van het kanaalwater een belangrijke factor zijn. Op dat ogenblik wordt de minimum condensortemperatuur niet vastgelegd omwille van mogelijke kristallisatie maar door de temperatuur van het kanaalwater waarmee gekoeld wordt.

__________


149

11.5.

Bepalen van de koudefactor van de werkelijke machine ε t

De koudefactor van Carnot kan in werkelijkheid nooit behaald worden. Om de koudefactor van de werkelijke machine ε t te benaderen wordt een rendement van 60% in rekening gebracht t.o.v. de koudefactor van Carnot ε ab,C .

ε ab,C = 0,6.ε t

11.6.

ε ab,C

εt

Generatortemp. ↓ (min.)

0,67

0,40

Verdampertemp. ↓ (min.)

0,82

0,49

Designwaarden

0,92

0,55

Verdampertemp. ↑ (max.)

1,17

0,70

Generatortemp. ↑ (max.)

1,29

0,77

Condensortemp. ↓ (laag)

1,46

0,88

Bepalen van de koudefactor van de werkelijke machine ε t a.d.h.v. meetwaarden

De werkelijke totale koudefactor of COP van de koelmachine is de verhouding van de geleverde koelcapaciteit op de toegevoerde warmte. In formulevorm ziet dat er als volgt uit:

εt = C.O.P. =

__________

verdampervermogen Pv = generatorvermogen Pg


150

11.6.1. Bepalen van het verdampervermogen Pv 11.6.1.1. Tabel met meetwaarden

ijswater Volumedebiet V& [m³/h]

263

Temp. ijswater in Tin [°C]

11

Temp. ijswater uit Tuit [°C]

8

Temp. verschil ∆T [°C]

2,8

11.6.1.2. Berekening Het verdampervermogen kunnen we berekenen door het massadebiet ijswater te vermenigvuldigen

met

de

soortelijke

warmte

van

water

en

het

temperatuursverschil tussen vertrekkend en teruglopend ijswater.

Pv = m& .c w .∆T

(1)

m& = ρ w .V&

(2)

(2) in (1):

Pv = ρ w .V& .c w .∆T Hierin is:

-


ρ w(10°C ) = 1000,180313 + 0,012629.10 + ( −0,0058725 ).10 2 + 0,0000167085 .10 3 − 0,0000000063 .10 4

ρ w(10°C ) = 999,736 ≅ 1000 kg/m³

__________


151

-

c w = 4,18 kJ/kg.K

-

∆T en V& zie tabel met meetwaarden in punt 11.11.1.1.

Pv = 1000.

263 .4,18.2,8 3600

Pv = 855,042

kJ s

Pv = 855,042 kW

11.6.1.3. % koeling De absorptiekoelmachines hebben

bij vollast een verdampervermogen van

1600kW. Nu kan nagegaan worden hoeveel % koeling de koelmachine levert:

Pv 855,042kW = .100% = 53% koeling 1600 kW 1600kW

11.6.2. Bepalen van het generatorvermogen Pg 11.6.2.1. Tabel met meetwaarden

Heet water Volumedebiet V& [m³/h]

217

Temp. heet water in Tin [°C]

106

Temp. heet water uit Tuit [°C]

100


5,8

__________


152

11.6.2.2.

Berekening Het generatorvermogen kunnen we berekenen door het massadebiet heet water te

vermenigvuldigen

met

de

soortelijke

warmte

van

water

en

het

temperatuursverschil tussen vertrekkend en teruglopend heet water.

Pg = m& .c w .∆T

(1)

m& = ρ w .V&

(2)

(2) in (1):

Pg = ρ w .V&.c w .∆T Hierin is:

-


ρ w(100°C ) = 1000,180313 + 0,012629.100 + ( −0,0058725 ).100 2 + 0,0000167085 .100 3 − 0,0000000063.100 4

ρ w(100°C ) = 958,797 kg/m³

-

c w = 4,18 kJ/kg.K

-


Pg = 958,797.

217 .4,18.5,8 3600

Pg = 1401, 427

kJ s

Pg = 1401, 427kW

__________


153

11.6.3. De werkelijke koudefactor ε t 11.6.3.1. Berekening:

εt = C.O.P. =

verdampervermogen Pv = generatorvermogen Pg

εt = C.O.P. =

855,042 1401,427

εt = C.O.P. = 0,61

11.6.3.2. Vergelijking met theorie:

theorie

werkelijk

Temp. heet water in

105°C

106°C

Temp. heet water uit

95°C

100°C

Temp. ijswater in

11°C

11°C

Temp. ijswater uit

6°C

8°C

Temp. koelwater in

24°C

23,8°C

Temp. koelwater uit

30°C

27,8°C

COP

0,55

0,61

De C.O.P. is in werkelijkheid beter dan in theorie, dit kan als volgt verklaard worden: -

De temperatuur van het uitgaand ijswater is hoger dan in theorie, terwijl het ingaand ijswater eenzelfde temperatuur heeft. Dit wil zeggen dat er op een hogere temperatuur verdampt wordt. In punt 11.5 wordt weergegeven dat de C.O.P. verbetert bij stijgende verdampertemperatuur.

-

De temperatuur van het heet water doorheen de generator is een hoger dan in theorie. In punt 11.5 wordt weergegeven dat de C.O.P. verbetert bij stijgende generatortemperatuur.

-

De temperatuur van het ijswater doorheen de condensor is dezelfde als de in theorie beschouwde temperatuur. __________

Dit

is

logisch aangezien dat


in het

154

koelwatercircuit, net voor het binnentreden van de koelmachine, er een temperatuurregeling geïntegreerd is die het koelwater voortdurend op 24°C afregelt. -

Er moet ook rekening gehouden worden met het feit dat bij de theoretische berekening de generator-, condensor-, en verdampertemperatuur benaderd werden aan de hand van in- en uitgaand heet water resp. koelwater en ijswater.

11.7.

Opstellen van de warmtebalans a.d.h.v. meetwaarden

11.7.1. warmtebalans De warmtebalans van een absorptiekoelmachine kan als volgt worden voorgesteld:

__________


155

Warmtebalans: toegevoerde warmte = afgevoerde warmte Er wordt warmte toegevoerd aan de absorptiekoelmachine via de generator en de verdamper. Deze warmte wordt dan via het kanaalwater stromend door de condensor afgevoerd.

Eerst en vooral wordt, gebaseerd op de meetwaarden, het absorbervermogen Pa + condensorvermogen PC bepaald. Hiervoor werd reeds het verdamper- en generatorvermogen berekend in punt 11.11.1. resp. 11.11.2.

11.7.2. Bepalen van het absorbervermogen Pa + condensorvermogen PC

Aangezien er geen temperatuurmeting mogelijk is tussen absorber en condensor moeten deze twee vermogens in één geheel bestudeerd worden.

11.7.2.1. Tabel met meetwaarden

koelwater Volumedebiet V& [m³/h]

488

Temp. kanaalwater in Tin [°C]

23,8

Temp. kanaalwater uit Tuit [°C]

27,8


__________

4


156

11.7.2.2. Berekening Het absorberen condensorvermogen kunnen we berekenen door het massadebiet kanaalwater te vermenigvuldigen met de soortelijke warmte van water en het temperatuursverschil tussen vertrekkend en teruglopend koelwater.

Pa + Pc = m& .c w .∆T

(1)

m& = ρ w .V&

(2)

(2) in (1):

Pa + Pc = ρ w .V&.c w .∆T Hierin is:

-


ρ w( 25°C ) = 1000,180313 + 0,012629.25 + ( −0,0058725 ).25 2 + 0,0000167085 .25 3 − 0,0000000063 .25 4

ρ w( 25°C ) = 997,084 kg/m³

-

c w = 4,18 kJ/kg.K

-


Pa + Pc = 997,084.

Pa + Pc = 2259,88

488 .4,18.(27,8 − 23,8 ) 3600

kJ s

Pa + Pc = 2259,88kW

__________


157

11.7.3. Toegevoerde warmte

Generator:

Pg = 1401, 427kW

Verdamper:

Pv = 855,042 kW

Totaal:

Ptoe = 2256,47 kW

11.7.4. Afgevoerde warmte

Absorber + Condensor:

Pa + Pc = 2259,88kW

Totaal:

Paf = 2259,88 kW

11.7.5. De fout

 Ptoe  .100%  P   af 

Fout = 100% − 

 2256,47  .100%   2259,88 

Fout = 100% −  Fout = 0,15%

11.8.

Bepalen van het totaal rendement van Carnot η C ,t a.d.h.v. meetwaarden

Als totaal rendement van Carnot definieert men de verhouding van de totale koudefactor met de werkelijke kringloop tot de koudefactor van de overeenkomstige carnot-kringloop voor absorptiekoelmachines:

__________


158

η C ,t =

εt εC  Tg − Tc   T0 . T −T T g 0   c

ε ab,C = 

  

 (273 + 100) − (273 + 45)    (273 + 12) .  = 1,27346 (273 + 100)    (273 + 45) − (273 + 12) 

ε ab,C = 

εt = C.O.P. = 0,61

η C ,t =

0,61 .100% 1,27346

η C ,t = 47,901%

__________


159

H12: VERGELIJKING ABSORPTIEKOELINSTALLATIE MET COMPRESSIEKOELINSTALLATIE

12.1.

Vergelijking van de koudefactor ε t

Laat

men

een

absorptiekoelmachine

werken

tussen

dezelfde

condensor-

en

verdampertemperaturen als een compressiekoelinstallatie dan verkrijgt men als waarde van de totale koudefactor van de werkelijke kringloop volgende theoretische richtwaarden: Voor compressiekoelmachines: ε t = 2,5 à 3,5 Voor de absorptiekoelmachine: ε t = 0,4 à 0,7

Bij de Westinghouse compressiekoelinstallatie werd een waarde voor de koudefactor van

ε t = 2,39 berekend uit de meetwaarden, terwijl bij de absorptiekoelmachine een koudefactor ε t = 0,61 werd berekend a.d.h.v. de gemeten waarden. De koudefactor van een absorptiekoelinstallatie ligt dus beduidend lager dan die van een compressiekoelmachine, men moet dus meer energie toevoeren om een zelfde koeleffect te bekomen. De koudefactor geeft aan hoeveel kJ kan onttrokken worden aan de koelruimte bij toevoegen van 1kJ arbeid in het geval van de compressiekoelmachine, of warmte in het geval van de absorptiekoelmachine.

12.2.

Voordelige milieu-aspecten bij absorptiekoelinstallatie

12.2.1. probleemstelling De drie oude elektromechanische koelmachines voor de seizoengebonden koeling (3 Westinghouse machines van elk 1.600 __________

kW), voldeden inzake het gebruikte


160

koelmiddel niet meer aan de bestaande milieuregelgeving (Vlarem II) en moesten dus in elk geval vervangen worden.

12.2.2. Demonstratieproject energietechnologieën: subsidiëring Het nieuwe absorptiekoelproject werd voorgesteld aan het Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Afdeling Natuurlijke Rijkdommen en Energie, die het pilootproject als ‘Demonstratieproject Energietechnologieën’ genomineerd heeft.

Deze nominatie was een gevolg van het concept dat een toegevoegde waarde genereert door de beperking van het verbruik aan primaire energie wat een aanzienlijk milieuvoordeel heeft. Het absorptiekoelproject leidt immers tot een nuttig aanwenden van afvalwarmte die in de huidige situatie in de zomer het milieu wordt ingejaagd en waarmee nu de koeling zal worden gerealiseerd zonder bijkomend energieverbruik of uitstoot van polluenten (CO2, SO2, NO2, Stof, Vliegas). Het definiëren van het project als Demonstratieproject Energietechnologieën genereert een subsidiëring.

12.2.3. Ozonvriendelijk koelen koudemiddel Het gebruikte koelmiddel bij de absorptiekoelmachines van York is water, en het koudemiddel is LiBr. Dit zijn ozonvriendelijke producten.

__________


161

12.3.

Elektrische energie

12.3.1. Energiefactuur in geval van compressiekoelmachines De energiefactuur voor het AZ Sint-Jan AV wordt grotendeels gedefinieerd door de steeds stijgende elektriciteitsrekening. Voordat het nieuw absorptiekoelproject was opgestart werd de elektriciteitsfactuur in belangrijke mate beïnvloed door het gebruik van de oude elektromechanische koelmachines (Westinghouse). Compressiekoelmachines zijn elektrisch aangedreven en zorgen nu éénmaal voor een aanzienlijke afname in de normale uren van de elektriciteitsfacturatie. Bovendien werken koelmachines vooral op momenten dat er reeds een aanzienlijke elektriciteitsvraag is (ten gevolge van medische apparatuur) en zorgen ze dus voor een vergroting van het spitsverbruik en de bijhorende kost in de elektriciteitsrekening. Gezien de evolutie in de verzorgingssector, en in het bijzonder in de grote algemene ziekenhuizen,

waarbij

steeds

meer

medisch-technische

apparatuur

wordt

ingeschakeld, stijgt tenslotte de verwachte behoefte aan koeling (ten gevolge van de warmte-dissipatie door deze apparatuur) enorm, waardoor de elektriciteitsvraag bij compressiekoelmachines in de toekomst alleen maar zou stijgen.

12.3.2. Energiefactuur in geval van nieuwe absorptiekoelmachines Door te koelen a.d.h.v. absorptiekoelmachines is dit probleem grotendeels van de baan. Deze orden gevoed met warmte-energie uit afvalverbranding bij I.V.B.O. Daardoor wordt het elektriciteitsverbruik voor de (seizoengebonden) koeling in grote mate tenietgedaan. De kostbare kwartierspits die een grote invloed heeft op de elektriciteitsfactuur, wordt op die manier afgevlakt. In het geval van de absorptiekoelinstallatie zijn meer circulatiepompen actief dan voordien, wanneer men werkte met de compressiekoelmachines.

__________


162

Deze elektrisch aangedreven circulatiepompen zorgen dan voor een meerverbruik t.o.v. compressiekoelinstallatie.

12.3.3. Absorptiekoelinstallatie uitbreiden met een warmtekrachtkoppeling (WKK) Wanneer men een warmtekrachtkoppeling(WKK) zou voorzien, zou deze gedurende de normale uren van de elektriciteitstarificatie elektriciteit opwekken, en de ‘afvalwarmte’

die

hierbij

ontstaat

zou

nuttig

worden

aangewend

in

de

verwarmingsinstallatie voor het ziekenhuis. Dit zou leiden tot een verdere afvlakking van de kwartierspits. Maar er blijkt echter dat de investering in een WKK, in de huidige situatie op de energiemarkt (met hoge prijzen voor aardgas en een relatief lage elektriciteitsprijs) niet interessant is. Dit is te wijten aan volgende elementen: -

door Electrabel wordt in de huidige situatie een zware penalisering doorgevoerd ten aanzien van de WKK: indien deze WKK omwille van onderhoud of uitval, slechts 1 maal per maand niet draait gedurende de normale uren, betekent dit dat de kwartuurspits elektriciteit op dat moment niet wordt verminderd. Met de huidige prijsvorming wordt dit door Electrabel ingerekend alsof de kwartuurspits op geen enkel moment tijdens deze maand werd verminderd. Met andere woorden wordt de integrale kwartuurspits aangerekend om het piekverbruik aan elektriciteit te bepalen. Dit hypothekeert uiteraard de mogelijke besparingen door het afvlakken van dit piekverbruik.

-

In de huidige situatie (gegevens voor het jaar 2000) blijkt de gasprijs enorm sterk gestegen te zijn. Voor de elektriciteitsprijs is dit veel minder het geval. Dit betekent dat de exploitatiekosten voor een WKK, ten gevolge van de hoge gasprijs, sterk zouden kunnen oplopen terwijl de mogelijke besparing voor wat betreft elektriciteitsverbruik slechts in geringe mate mee stijgt. Op basis van deze parameters voor 2000 wordt de investering in en WKK dus minder interessant. Er valt ook te verwachten dat de gasprijs niet eeuwigdurend op het hoge peil van 2000 zal blijven staan. Een voorspelling van de evolutie ter zake valt op heden echter moeilijk te maken.

__________


163

Dit zijn enkele argumenten om af te zien van de investering in een WKK. De mogelijke plaats om later alsnog een WKK te plaatsen wordt echter open gelaten in het nieuwe technisch onderstation. Zo kan op elk moment worden ingespeeld op de evoluties in de energiemarkt, en kan bij een gunstige situatie alsnog worden beslist om een WKK te plaatsen.

12.4.

Warmte-energie

Compressiekoelmachines hebben geen nood aan warmte-energie. Absorptiekoelmachines daarentegen worden aangedreven met heet water.

12.4.1. Heet water kosten bij absorptiekoelinstallatie Ten behoeve van de absorptiekoeling zal in de zomermaanden een aanzienlijke meerafname van IVBO-warmte zijn. Deze meerafname betekent voor IVBO immers een groot voordeel: er wordt bijkomend warmte afgenomen door het AZ, zonder dat dit voor IVBO leidt tot een meerkost (de verbranding van afval gaat immers ook in de zomermaanden onverminderd door, en dus ook de productie van afvalwarmte, in de huidige situatie wordt deze afvalwarmte voor IVBO slechts in zeer beperkte mate gevaloriseerd en dient deze grotendeels rechtstreeks afgeblazen). De (bijkomende) afname van warmte ten gevolge van de absorptiekoeling in de zomermaanden, wordt tegen gunstigere voorwaarden verkocht aan het AZ.

12.4.2. Werking op stookplaats Standaard wordt het heet water geleverd door IVBO. Wanneer IVBO om één of andere reden geen heet water kan leveren, wordt het heet water geleverd aan de hand van een stookketel van het stand-by CV-ketelpark uit de stookplaats. Deze is gas-aangedreven wat, gezien de huidige energieprijzen, veel duurder uitkomt. __________


164

12.5.

Kanaalwaterkosten bij absorptiekoelinstallatie

Bij absorptiekoelmachines is er veel meer warmteafgifte bij hetzelfde koeleffect t.o.v. compressiekoelmachines. Daarom zijn de koelwaterkosten bij grote absorptiekoelinstallaties hoger. De nodiqe koelcapaciteit voor de absorptiekoelmachines wordt niet langer geleverd door de verouderde koeltorens die gebruikt werden bij de “Westinghouse” compressiekoelmachines, maar door het water van het nabijgelegen kanaal BruggeOostende.

12.5.1. Factuur verpompen kanaalwater Het verpompt waterdebiet uit het kanaal Brugge-Oostende wordt gefactureerd. Er moet steeds aangetoond worden dat de opgepompte waterhoeveelheid dezelfde is als de geloosde, aangezien geen water uit het kanaal verbruikt mag worden.

12.5.2. Extra kosten De temperatuur van het te lozen water mag niet meer dan 30°C bedragen en er moet voor gezorgd worden dat het geloosde water voldoende zuurstof bevat (omwille van de fauna en flora), anders worden extra kosten verrekend.

12.6.

Voordelen van de absorptiekoelinstallatie t.o.v. compressiekoelmachine

Alle voordelen van een absorptiekoelinstallatie t.o.v. een compressiekoelinstallatie worden hier nogmaals op een rijtje gezet: -

milieuproject: ontvangen van subsidies

-

milieuproject: door gebruik van restwarmte is er geen extra energieverbruik of uitstoot van polluenten (Kyoto). __________


165

-

minder elektrische energie gezien de aandrijving geschiedt d.m.v. warmteenergie (heet water)

-

elektriciteitspieken afgevlakt (kostprijs ↓)

-

ozonvriendelijk koelen koudemiddel

-

inspelen op energiemarkt door mogelijke uitbreiding huidige installatie met warmtekrachtkoppeling (WKK)

-

12.7.

geen onderhoud aan koeltorens

Nadelen van de absorptiekoelinstallatie t.o.v. compressiekoelmachine

Alle voordelen van een absorptiekoelinstallatie t.o.v. een compressiekoelinstallatie worden hier nogmaals op een rijtje gezet: -

lagere koudefactor

-

meer actieve circulatiepompen

-

meerinvestering

-

facturatie voor: heet IVBO water en verpompt kanaalwater debiet

-

bij werking met stookketel wordt aandrijving duur

-

Wanneer in zomermaanden het kanaalwater een temperatuur hoger dan 24°C bereikt, daalt de C.O.P. van de absorptiekoelmachine.

-

door kanaalwater te gebruiken als koelwater zullen filters frequenter gereinigd moeten worden.

__________


166

Besluit

Het zeldzaam zijn van een koelsysteem is dan wel zeer fascinerend maar er is ook een keerzijde van de medaille…. De nodige technische informatie om een diepgaande studie weer te geven met veel eigen inbreng bleef ondanks een zeer lange en tijdrovende zoektocht onvindbaar. Ondanks dit euvel werd toch gepoogd een zo goed mogelijke studie van het geheel af te leveren. De koude- en koelmiddelkringloop in het kristallisatiediagram moet nog afgeregeld worden, wat pas deze zomer verwezenlijkt kan worden wanneer de koelmachines bij vollast werken. Het onderwerp bleef mij tot het einde uiterst boeien en de opgedane kennis is ongelooflijk groot. Op naar een volgende uitdaging…

Literatuurlijst

-

HENDRIKSE, A. / ROVC.:Koel- en vriestechniek. Ede 1978

-

VAN INGEN SCHENAU, H.A. / VAN KNOTSENBORG, A.: Handboek voor kleine koeltechniek. Haarlem: H. Stam N.V. 1963.

-

COOL, G.: Toegepaste mechanica pompen. KHBO, Oostende

-

COOL, G.: Laboratorium mechanica, Gr 3 EM Fin & BM. KHBO, Oostende

-

DUMON, F.: Koeltechniek. KHBO, Oostende

-

MONSEREZ, L.:Fluïdummechanica. KHBO, Oostende

-

DEBRABANDERE, E.:Thermodynamica. KHBO, Oostende

-

X: Luchtbehandeling AZ St.-Jan Brugge: beknopt overzicht. AZ St.-Jan AV, Brugge, 1996

-

Bijzonder lastenkohier.Ingenium n.v., Brugge, 2001, 215 blz.

-

Millennium ééntrapsabsorptievloeistofkoelmachine: handleiding. York international, Breda, 2001.

-

Millennium ééntrapsabsorptievloeistofkoelmachine: installatie, in bedrijf stellen, bediening en onderhoud. York international, Breda, 2001.

-

PETITJEAN, R. / BEECKMANS, V.: Equilibrage van ijswaterkringen.

-

YIA single effect absorption chiller: engineering guide. York international, Breda, 2001.

-

York absorption chillers: applications guide. York international, Breda, 2001.

-

GOTELAERE, F.: Absorptiekoeling. In: personeelskrant AZ St.-Jan AV, Maart-Juni (2004), blz.40-41.

-

VOORHOUT, W. / KLOP, E.C.: Energieopslag doet wat het belooft: betrouwbare koudevoorziening. In: Technologie in de gezondheidszorg, JuliAugustus (2004), blz. 7-9.

-

Tijdschriften Refrigeration & Climate Control (RCC): koude en luchtbehandeling

-

http://www.azbrugge.be

-

http://www.energieprojecten.nl/edu/index.html

-

http://www.wilo.be

-

http://www.York.com

-

http://www.novem.nl/default.asp?documentId=25393

-

http://www.polacel.nl/

-

http://www.lenntech.com/conversie-calculator/temperatuur.htm

-

http://www.google.be: verschillende zoektermen ingetypt i.v.m. compressiekoeling, absorptiekoeling, koeltechniek, koeltorens, WKK, Mollierdiagram R12, omzettingstabellen, kristallisatie, LiBr, …

-

2 aansluitschema’s absorptiekoeling

Ik dank mijn ouders, dit niet alleen voor mijn financiële steun gedurende de opleiding, maar ook voor hun advies

Recommend Documents