Fallstudie: AxiTop i kondensorapplikationer


Energibesparing på upp till 51 % när axialfläktar i kondensorer uppgraderades med utloppsdiffusorn AxiTop

Denna fallstudie visar på den stora energispareffekt som kan uppnås när befintliga axialfläktar, ur serien HyBlade, i kondensorer uppgraderas och kompletteras med ebm-papst utloppsdiffusor AxiTop. Energibesparingen blev 15 till 51 % när ett antal kondensorer kördes med dellast, och 26 % vid full last. En slutsats från studien är att en uppgradering med AxiTop inte bara ökar axialfläktarnas verkningsgrad och kraftigt reducerar energikostnaderna, utan också kan förbättra effektiviteten totalt sett i en större kylanläggning.

Vad är AxiTop?

Utloppsdiffusorn AxiTop reducerar förlusterna vid axialfläktarnas utlopp. Normalt strömmar luften med hög hastighet från fläktens utlopp till omgivningen. Med AxiTop retarderas flödet och en stor del av rörelseenergin istället omvandlas till statiskt tryck. Detta gör det möjligt att minska fläktens varvtal och ändå uppnå motsvarande tryck. AxiTop har utvecklats för att passa ebm-papst breda program av EC axialfläktar med fläktbladet HyBlade som levereras till många av marknadens ledande tillverkare av kylanläggningar. Utloppsdiffusorn kan användas både vid nyinstallation och vid renovering av befintliga kylanläggningar. Effekten av uppgradering är lägre ljudnivåer, reducerade energikostnader och en ökad verkningsgrad.


Med AxiTop finns en lång rad av möjligheter till energibesparingar, sänkta ljudnivåer och ökad verkningsgrad. Genom att komplettera befintliga HyBlade-fläktar med utloppsdiffusorn AxiTop är det möjligt att minska energiförbrukningen med upp till 27 % och samtidigt reducera ljudet med så mycket som 7.2 dB(A).

Grafen till höger visar en jämförelse mellan två HyBlade-fläktar där en har kompletterats med utloppsdiffusorn AxiTop (grön stapel). Vid samma driftpunkt är det möjligt att uppnå en energibesparing på som mest 27 % samtidigt som ljudnivån reduceras med 7.2 dB(A). (Mätningen har utförts på fläktar med storleken 800 mm).

AxiTop-studie hos mathandelskedja i England

På uppdrag av en större mathandelskedja i England utförde konsultföretaget Space Engineering Service en studie av AxiTop som omfattade olika tester. Målsättningen var att utvärdera möjligheterna till energibesparingar genom att uppgradera befintliga kondensorer med EC-fläktar och förse dessa med utloppsdiffusorn AxiTop.


Utrustning för mätning av flöden och energiförbrukning samt temperaturloggning applicerades på fyra kondensorer. Två av kondensorerma var utrustade för lågtemperaturförhållanden (LT, Low Temperature) och två för högtemperaturer (HT, High Temperature). Mätningarna utfördes sedan under en period av fyra veckor.

AxiTop monterades på fläktarna i två av kondensorerna. LT2 med tre axialfläktar och HT2 med fem fläktar. De övriga två kondensorerna användes för att man skulle kunna göra en jämförelse med axialfläktar som inte kompletterats med AxiTop. Efter den inledande fyraveckorsperioden fortsatta mätningarna under ytterligare en månad.

Resultat för kondensor HT (High Temperature)

Diagrammen 1 och 2 visar data för HT-kondensorerna före och efter installation av AxiTop. Uppgifterna registrerades samma handelsdag (lördagar) med nästan identiska genomsnittliga omgivande temperaturförhållanden.
Den röda grafen är för HT1 (utan AxiTop) som visar en total effektförbrukning på 9.31 kWh före och 9.1 kWh efter vilket är nästan identiska värden med hänsyn tagen till de vanliga differenserna som kan uppstå mellan olika dagar.
Diagram 1: Före uppgradering – Genomsnittlig dagstemperatur 13.7 °C
Den blå grafen är för den konverterade kondensorn HT2 och den visar en minskning av den totala effektförbrukningen från 13.04 kWh till 11.09 kWh vilket är en reducering med 15 procent tack vare AxiTop.
Diagram 2: Efter att AxiTop installerats – Genomsnittlig dagstemperatur 13.8 °C

Resultat för kondensor LT (Low Temperature)

Diagrammen 3 och 4 visar data för LT-kondensorerna före och efter installation av Axitop. Uppgifterna registrerades samma handelsdag (lördagar) med nästan identiska genomsnittliga omgivande temperaturförhållanden.
Den röda grafen är för LT1 (utan AxiTop) som visar en total effektförbrukning på 4.14 kWh före och 4.2 kWh efter vilket är nästan identiska värden med hänsyn tagen till de vanliga differenserna som kan uppstå mellan olika dagar.
Diagram 3: Före uppgradering – Genomsnittlig dagstemperatur 13.7 °C
Den blå grafen är för den konverterade kondensorn LT2 och den visar en minskning av den totala effektförbrukningen från 18.23 kWh till 8.9 kWh vilket är en reducering med 51 procent tack vare AxiTop.
Diagram 4: Efter att AxiTop installerats – Genomsnittlig dagstemperatur 13.8 °C

Resultat för kondensor HT under de varmaste dagarna

Diagram 5 och 6 visar data från ett två timmars ”fönster” den hetaste dagen före uppgraderingen med AxiTop jämfört med en liknande dag efter konverteringen. Uppgifterna registrerades under samma tidsperiod, samma handelsdag (måndagar) med likvärdiga omgivande temperaturförhållanden.
Den röda grafen är för HT1 (utan AxiTop) som visar en total effektförbrukning på 18.5 kWh före och 17.5 kWh vilket är en minskning med 1 kWh (0,5 procent).
Diagram 5: Före uppgradering – Genomsnittlig dagstemperatur 20.7 °C
Den blå grafen är för den konverterade kondensorn HT2 och den visar en minskning av den totala effektförbrukningen från 18.5 kWh till 13.6 kWh vilket är en reducering med 4.9 kWh (26 procent) tack vare AxiTop.
Diagram 6: Efter att AxiTop installerats – Genomsnittlig dagstemperatur 19.5 °C

Slutsatser

Baserat på identiska handelsdagar med samma omgivningsförhållanden visade de data som uppmättes för HT1 och LT1 (kondensorer utan AxiTop) på nästan identiska värden för energiförbrukningen.


HT2 och LT2 som uppgraderats med AxiTop visade däremot på signifikanta besparingar på 15 respektive 51 procent. Det är uppenbart att besparingen för kondensorn LT2 blev betydligt större än förväntat och detta antas bero på placeringen av kondensorn och den omgivande miljön.


Förutom att förbättra effektiviteten hos axialfläktarna, genom att dynamiskt tryck konverteras till statiskt tryck, förbättrar AxiTop luftflödet och förhindra luftcirkulationen i kondensorn när platsen för applikationen inte är idealisk.

Simuleringen ovan visar hur utloppsdiffusorn koncentrerar och förbättrar luftflödet i axialfläkten. Till vänster visas en fläkt utan AxiTop, och till höger en med AxiTop.
Under förhållanden med en hög genomsnittlig dagstemperatur visar diagram 5 (sid 3) samma energiförbrukning för båda HT-kondensorerna när alla fläktar körs på maximal effekt. Efter uppgraderingen av HT2 är det en markant minskning av energiförbrukningen (diagram6, sid 3) med 26 procent på även om fläktarna körs på maximal effekt.

När energiförbrukningen kraftigt minskar (diagram 6) visar detta att utloppstryckets inställningspunkt uppnåtts och att fläktarna kan köras med lägre hastighet. HT2 uppnår denna punkt betydligt oftare än HT1 och under en längre tidsperiod vilket innebär att det även uppstår energibesparing för driften av kompressorerna.

AxiTops fördelar ger många applikationsmöjligheter

Utloppsdiffusorn Axitop användas ofta vid uppgraderingar av kondensorerna, kylare och kylaggregat. Förutom betydande energibesparingar i denna typ av applikationer finns det också möjligheter att med hjälp av diffusorn reducera ljudnivåer i många olika miljöer. Dessutom gör AxiTop det möjligt att förbättra en fläkts prestanda i applikationer där en fläkt inte svarar upp mot kraven i en applikation. När AxiTop används för att reducera ljudnivåer och förbättra fläktars prestanda ger utloppsdiffusorn ett stort mervärde i form av de betydande energibesparingar som exemplifierats med den beskrivna fallstudien från en större mathandelsbutik i England.