Energibruk i supermarkeder er blant de høyeste innefor bygningssektoren i Norge. Norske supermarkeder har typisk et årlig energibehov på mellom 400 og 600 kWh/m^2 . Opp mot 50 % av dette totale energibehovet går til kuldeanlegg for kjøling og frysing av produkter for salg, både til fremvisning og lagring. Samtidig stilles høye krav til ventilasjon og belysning i butikkarealene. Energisystemer i supermarkeder opererer etter strenge krav og kriterier, som ofte er motstridende for kunder og matvarer, når det kommer til temperaturer og luftstrømning. Nye og energieffektive energisystemer for å tilfredsstille både kulde- og varmebehov i supermarkeder kan derfor bidra til å redusere energiforbruket i denne delen av bygningssektoren. Hovedmålet i denne oppgaven er å utføre transiente simuleringer for fullskala kuldeanlegg i supermarkeder, der CO2 benyttes som eneste kuldemedium. Det ble først gjort en litteraturstudie, der ulike systemløsninger for kuldeanlegg i supermarkeder ble vurdert med hensyn på energieffektivitet ved bruk i ulike klima. Et utvalg endringer/utbedringer som kan bidra til økt energieffektivitet for de ulike systemløsningene er vist, og effekten av disse utberingene er vurdert med tanke på COP og kjølekapasitet. Potensialet for bruka av varmegjenvinning fra kuldeanlegg for å dekke oppvarmingsbehov i supermarkeder er presentert, og ulike systemløsninger for bruk av varmegjenvinning er vist. Det er utført transiente simuleringer for tre ulike systemløsninger: 1. Booster-løsning med bypass av flashgass i høytrykkskrets 2. Booster-løsning med parallell kompresjon av flashgass i høytrykkskrets 3. Booster-løsning med bypass av flashgass og bruk av varmegjenvinning fra gasskjøler/kondensator Temperaturdata for europeiske byer er benyttet i de transiente simuleringene. De fire byene er Trondheim, Athen, Moskva og Frankfurt. Det ble gjort simuleringer av perioder på et døgn for de tre systemløsningene, der de døgn med lavest og de døgn med høyest gjennomsnittstemperatur gjennom et år for de fire byene. For å sammenligne energieffektiviteten for de ulike systemløsningene, er det lagt vekt på det totale energibehovet for de ulike døgnsimuleringene. I dette totale energibehovet er energibehov til kompressorer, energibehov til vifte for varmeavgivelse fra gasskjøler/kondensator til omgivelsene og energibehov til oppvarming av ventilasjonsluft inkludert. I de simuleringer der varmegjenvinning ikke benyttes, er elektrisk oppvarming antatt. Resultatene fra simuleringene viste at i de døgn med lav omgivelsestemperatur var det systemløsningen der varmegjenvinning benyttes som resulterte i det laveste energibehovet. For simuleringene med høy omgivelsestemperatur, var det systemløsningen med parallell kompresjon av flashgass som viste det lavest energibehovet, for all de fire byene. Basert på resultatene fra døgnsimuleringene ble årlig energibehov for de tre systemløsningene beregnet for de fire ulike byene. Beregningene viste at systemløsning 3, der varmegjenvinning benyttes, resulterte i lavest årlig energibehov for alle de fire byene. For byene Trondheim, Athen, Moskva og Frankfurt kunne en se en reduksjon i totalt energibehov fra systemløsning 1 til systemløsning 3 på henholdsvis 40 %, 7 %, 36 % og 25 %. Andelen av det totale oppvarmingsbehovet som ble dekket ved varmegjenvinning for systemløsning 3 var da på henholdsvis 85 %, 35 %, 83 % og 71 %. For alle fire byene resulterte systemløsning 2 i en reduksjon i årlig energi behov i forhold til systemløsning 1 på mellom 3,6 % og 5,3 %, og reduksjonen var høyest, der omgivelsestemperaturen var høy i store deler av året. Resultatene fra simuleringene viser høy energieffektivitet for systemløsning 3, der varmegjenvinning benyttes. Ulike faktorer tilsier at forskjellen i totalt energibehov mellom systemløsning 3 og systemløsning 1 og 2 ikke vil være like stor, som det resultatene presentert her viser. Reguleringskurvene for optimalt gasskjøletrykk ved transkritisk drift av modellene viste seg å ikke være nøyaktig nok. Dette medfører et økt energibehov til viftedrift for å oppnå nødvendig nedkjøling av gasskjøleren. Dette kombinert med at gasskjøleren/kondensatoren ikke er detaljmodellert for bruk i de ulike byene, og en økning i luftmengden fra viften resulterer i en stor økning i trykkfall over luftsiden av gasskjøleren, kan være med å bidra til et for stort energibehov til viftedrift i de simuleringene der omgivelsestemperaturene er høye. Totalt sett gir simuleringene og beregningene gjort her viser at potensialet for reduksjon i årlig energibehov for supermarkeder ved bruk av varmegjenvinning er betydelig ved bruk på steder med forholdsvis kjølig klima.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ntnu-13809 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Watvedt, Lars Siewers |
| Publisher | Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Institutt for elkraftteknikk, Institutt for energi- og prosessteknikk |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Norwegian |
| Detected Language | Norwegian |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0014 seconds