www.engineering-norge.com
14
'14
Written on Modified on
Control Techniques
Energieffektivitet la Compagnie des Fromages satser på innovasjon med Emerson Technologies.
Datterselskapet til Bongrain Group følger en policy for å redusere sitt energiforbruk og CO2-utslipp ved å investere i et anlegg som er designet av Cofely Axima, en markedsleder innenfor kjøleanlegg og et datterselskap av GDF Suez. Løsningen skiller seg ut ved å bruke en prosess som varmer opp og kjøler ned i en enkel syklus og dens bruk av nøkkelkomponenter som er leveres av Emerson Group, en Vilter enkeltskrue kompressor fra Emerson Climate Technologies og et Leroy Somer variabelt hastighetsdriv fra Emerson Industrial Automation.
La Compagnie des Fromages er en del av Bongrain Group, verdens femte største melkeprosesselskap som ansetter 18 870 personer.
«Fordi at vi fungerer som en konsulent for våre kunder utførte vi en energirevisjon på la Compagnie des Fromages' anlegg i byen Vire,» sier Jean-Yves Druillennec, leder for bærekraftig utvikling ved Cofely Axima-GDF Suez. Revisjonen, som var basert på en rekke målinger, ga et øyeblikksbilde av forbruksnivåene ved anlegget i Vire og den kom frem til forslag om å bytte ut dets fire stempelkompressorer som kun ga nedkjøling, med en kjølepumpe.
En kjølepumpe er et termodynamisk varmeoverføringssystem som kan kjøle ned og varme opp samtidig. Kjølesystemet gjør det mulig å gir kjølekapasitet til fordamperen og varmekapasitet til kondenseren. Når 1000 kW av nedkjølt vann produseres ved Vire, blir 1300 kW med energi samtidig gjenopprettet og kombinert med kun 100 kW elektrisitet for å varme opp vann til +62 °C. All energi som produseres brukes og blir fullstendig gjenopprettet. En masselagerenhet på 150 m3 tillater bruk av energi for å produsere varmt vann etter behov av prosessen (særlig for rengjøringsoperasjoner). Med det kalde systemet ble dette vannet oppvarmet av gass som har ett mye høyere karbonavtrykk. I tillegg ble den produserte varmen sendt ut i atmosfæren av et kjøletårn i stedet for å bli gjenopprettet og gjenbrukt. Det nye systemet sparer 9000 m3 vann i året og har redusert bruken av kjøletårnet, som, med sin dampsky, alltid hadde en negativ effekt på lokalbefolkningen.
I hjertet av systemet sitter en 390 kW motor og et variabelt hastighetsdriv. Begge er bygd av Leroy-Somer og de driver en Vilter enkeltskrue kompressor med en kjølekapasitet på 1000 kW. Kjølevæsken som sirkuleres i systemet er ammoniakk (NH3) et naturlig varmeoverføringsmedium som ofte brukes som her. Avkjøling og oppvarming produseres samtidig i en tredjedel av tiden. For å øke vanntemperaturen fra 15 til 58 °C (med en kombinert COP* på 7,67), blir ammoniakken, etter den flyttes fra varmen til den kalde siden for å produsere avkjølt vann, komprimert for å oppnå rett trykk og temperatur. Siden denne temperaturen er mye høyere enn den vanlige temperaturen for et konvensjonelt kjølesystem, blir ammoniakken kondensert til 59 °C. Vannet varmes opp ved å overføre varmen fra ammoniakken via kondenseren og andre varmeutvekslere plassert på forskjellige punkter i systemet for varmeoptimering.
I løpet av den gjenstående tredjedelen av tiden blir avkjølt vann produsert på konvensjonell måte med en COP på 5,75. Systemet vil til slutt gjenopprette all varmen som er uthentet i løpet av produksjonen av nedkjølt vann.
En avkastning på investeringen på 18 måneder
Vann nedkjølt til 1 til 7 °C og 200 m3 med varmt vann ved 60 °C produseres daglig ved Vire-anlegget. For å oppnå dette brukte det gamle systemet et gjennomsnitt på 820 kW energi per produksjonstonn i året. Med det nye systemet er dette nivået nå kun 560 kW. «Som et resultat av dette er tilbakebetalingstiden veldig kort, selv når du medberegner støtten, som er mindre enn 20 % av finansieringen,» sier Patrick Marie, vedlikeholdssjef ved la Compagnie des Fromages. «Prosessen for å produsere varme med mindre strøm fra nettet er ikke den eneste kilden for energisparing,» sier Jean-Yves Druillennec. «Bruken av mye mer energieffektive komponenter er en annen kilde.»
Dyneo ® drivsystemer: høy effektivitet og høy pålitelighet
Dyneo ® LSRPM er et utvalg av permanent magnet synkrone motorer med innebygd teknologi patentert av Leroy Somer. Det innovative designet til magnetrotoren øker betraktelig effektiviteten til nivåer nær 98 %.
«Den er 7 % mer effektiv enn høyeffektive induksjonsmotorer, noe som er betraktelig fordelaktig med tanke på lønnsomhet, spesielt med tanke på at elektrisitetskostnadene forventes å øke med 25 % i løpet av de neste fem årene. Det som skiller denne motoren fra andre er at den er ideell for hastighetskontroll. Vi la merke til at noen induksjonsmotorer var under høy belastning i løpet av ikke-stabile forhold. Vi har ikke hatt dette problemet med Leroy-Somers motorer. De holder seg pålitelige uansett hvilken belastning vi gir dem. Hadde vi brukt induksjonsmotorer ville de har vært for store.»
Det lave tapet til magnet-rotor teknologien reduserer betraktelig oppvarmingen av lagrene. Som et resultat av dette trenger de ikke å smøres like ofte motorlevetiden er lengre. «Vi har implementert mer enn 30 monteringer på fire år uten å oppleve et eneste problem,» legger Jean-Yves Druillennec til.
Vilter teknologi for høyere pålitelighet og energieffektivitet
Vilter er et merke som tilhører Emerson Climate Technologies som har mer enn 16 000 ansatte over hele verden. I stedet for standard tvillingskrue kompressorer bruker selskapet en veldig distinktiv prosess – Enkeltskrue kompressorer. Kompresjon oppnås med en enkeltskrue og to stjerneformede portrotorer. Kompressoren er designet for å balansere enkeltskruen både radialt og aksialt. Denne balansen forsikrer at veldig lav belastning plasseres på lagrene, dette oppnår derved et høyt pålitelighetsnivå med betraktelig redusert vibrasjon og støynivå. Dette designet gjør at Vilter kan tilby sin eksklusive 5/15-garanti (5 år for kompressoren og 15 år for lagrene).
Nøkkelen til de enkeltskrue kompressorenes høye energieffektivitet er Vilters eksklusive Parallex™ skyvesystem som gjør at kompressorene kan kjøre ved optimal effektivitet på tvers av deres kapasitetsområde. Kapasitets- og volumskyverne (med et utvidet volumforhold på 1,2 til 7,0) beveger seg uavhengig av hverandre under alle driftsforhold, noe som eliminerer over- eller underkomprimering og sparer motorens hestekrefter. «Det som gjør at disse kompressorene skiller seg ut er deres egenskap til å uavhengig justere sitt kapasitets- og volumforhold. Det utgjør en virkelig forskjell under forhold med delvis belastning. Vi har alltid funnet at Vilter kompressorer er tydelig mer energieffektive enn den standard tvillingskrue teknologien. Avhengig av bruksområdet kan de være så mye som 10 % mer effektive,» sier Jean-Yves Druillennec.
Det er totalkostnaden som teller
Cofely Axima ledet hvert aspekt av prosjektet, fra ingeniørarbeid til installasjon, til kontroll og veiledning (PLO kontroll, øyeblikkelig ytelsesovervåkning og sporbarhet av alle parametere). Kun den elektriske kablingen ble utkontraktert. La Compagnie des Fromages' prosesser hadde kun en nedetid på tre timer i løpet av idriftsettelsesfasen. Cofely Axima installerer mange systemer i land slik som Thailand, Kuwait og Italia. «Vi ser et nedgående trykk på prisene. Våre klienter er kun interesserte i løsning som betaler for seg selv i løpet av mindre enn to år. Det er viktig å kunne gi løfter som du er sikker på at du kan holde. Totalt sett er Emersons løsninger mer effektive og mer pålitelige og mye mer fleksible for ikke-stabile forhold. Hele systemet gjør det mulig å utgjøre en virkelig forskjell i totalkostnaden,» sier Jean-Yves Druillennec.
*COP: Coefficient Of Performance (Effektkoeffisient) gir energieffektiviteten til en maskin som er forholdet mellom oppvarming eller nedkjøling og forbrukt elektrisk energi. Desto høyere COP, desto lavere strømregning.
