Projekt - Højeffektiv termodynamisk kredsproces (ISEC)

Højeffektiv termodynamisk kredsproces med Isoleret System Energi Charging
(ISEC - Isolated System Energy Charging)

Projektet er afsluttet

Projektstart 1. september 2013. Afsluttet 31. marts 2016.

Formål med projektet

Formålet med projektet er at demonstrere en forbedring af energieffektiviteten for varmepumper med op til 50 % ved hjælp af en ny teknologi hvor varmepumperne anvendes sammen med en optimal brug af lagerbeholdere som derved vil reducere gennemsnitstemperaturen i varmepumperne. Tilbagebetalingstiden for merinvesteringen forventes at være under 3 år.

Mål for projektet

Projektet har fokus på at udvikle og demonstrere højeffektiv opvarmning baseret på hvordan traditionelle termodynamiske cyklus processer i en varmepumpe kan opnå et potentiale for at spare op til 50 % i energi ved hjælp af ISEC konceptet.  ISEC konceptet er baseret på kendte teknologier, som bliver brugt i en ny og revolutionerende facon. Et andet fokus af projektet er derfor tilpasning af komponenter og styring, så der opnås et optimalt samspil mellem varmepumpe, varmelager og varmeforbrug.

ISEC konceptet består af to (eller flere) tanke. Den ene er opvarmet (opladet), hvorimod den anden, som tidligere også har været opladet, er udtømt for varme (afladet). Når den første tank er udtømt vil den anden tank igen være fuldt ladet og derved vil systemet skifte over til den opladte tank i mens den første, afladte tank bliver opladet på ny. Ved opvarmning af én beholder ad gangen vil varmepumpens kondenseringstemperatur (og ligeledes fordampningstemperatur) kunne bringes til at variere, således at der i opvarmningsforløbet opnås en kondenseringstemperatur, der kun er lidt højere end væskens middeltemperatur under opvarmningsforløbet. 

Projektets aktiviteter spænder fra teoretiske beregninger, design og konstruktion af enkelte delkomponenter, overordnet styring, konstruktion i forsøgsfasen og konstruktion af faktiske systemer i demonstrationsfasen. Årsagen til at dette koncept ikke er blevet anvendt tidligere, er fordi varmepumper normalt anvendes til at producere den nødvendige mængde varme når der er behov for det. Det nye ISEC koncept optimerer varmeproduktionen over en tidsperiode ved at separere produktion og forbrug.

Aktiviteter

Projektet består af 9 faser:

1. Project management: Koordinering og distribution af arbejdsopgaver til deltagere samt administrative opgaver
2. Konceptudvikling, udvikling af optimale system konfigurationer for antal af tanke, samt udvikling af modeller for varme, kulde og en kombination af disse. Analyse af gennemføreligheden af køleelementer. Evaluation af teknologi.
3. Type af varmeveksler udvælges og denne optimeres på baggrund af varmeoverførsel og trykfald.
4. Der foretages en analyse af hovedtanken. Herudfra optimeres størrelsen og muligheden for gennemførslen af lagring i varme systemet undersøges.
5. Indbygning af konstruktion i prøvestand af prototyper. Herefter testes konceptet både i forbindelse med elektrisk varmeapparat samt termodynamiske cyklusser. 
6. Hovedtankene og kompresserne udvikles og reguleres i forbindelse med henholdsvis opladning og afladning samt den termodynamiske cyklus. 
7. Præstationen af hovedtankene testes først i forhold til forskellige mønstre. Herefter testes systemet i forhold til produktion af både varmt og koldt vand samtidig. Til sidst testes systemet på dens evne til at producere varierende temperature.
8. I denne fase designes demonstrations anlægget, hvorefter det testes og reguleres. Herefter konstrueres demonstrations anlægget og præstationen overvåges.
9. Til slut evalueres projektets resultater, hvorefter de analyseres og samles i en slutrapport. Herudover udgives artikler til diverse magasiner og resultaterne vil blive præsenteret på konferencer. Designet og udviklingen af tanken burde baseres på erfaring og videnskabelige artikler samt tests udført i laboratoriet.

Deltagere

• Teknologisk institut (Projekt leder)
• DTU Mekanik
• SVEDAN Industri Køleanlæg A/S
• Dansk Varmepumpe Industri A/S
• INNOTEK A/S
• Alfa Laval Copenhagen A/S
• Arla Foods Amba
• Bjerringbro Varmeværk Amba

Bevilligede midler

Er støttet af energistyrelsen under EUDP-programmet.

Yderligere information

Slutrapport: