Maskinmesterskolen København MSK

Transkript

1 Maskinmesterskolen København MSK Afslutningsrapport Rapportering til Den Danske Maritime Fond ( , KME, Varmeveksler) Pladevarmeveksler i kraft- og varmepumpeanlæg Side 1 af 7

2 Indholdsfortegnelse Indhold 1. Kort Projektbeskrivelse Organisation Tidsplan Afslutningsrapportering Økonomi Afsluttende bemærkninger... 4 Bilag: Oplæg artikel til Maskinmesteren... 5 Udarbejdet af: Forskningsleder Arne Jakobsen, MSK Arne Jakobsen s kontaktdata [email protected] Omstilling tlf Direkte tlf Mobil Maskinmesterskolen København Akademivej, Bygning 358 DK-2800 Kgs. Lyngby Side 2 af 7

3 1. Kort Projektbeskrivelse I samarbejde med DTU, Institut for Mekanisk Teknologi, opbygges en testopstilling hvor pladevarmevekslerens varmetransmissionsegenskaber kan undersøges i relation til brug i kraft- (Organic Rankine) og varmepumpeanlæg. Anlægget skal dels bruges til forskning omkring modeller for varmetransmission (Primært DTU) dels til undervisning af studerende (både DTU og MSK). 2. Organisation Fra MSK deltager: Peter Hørning, Køletekniker Morten Mandrupsen, Adjunkt Hans Dilling, Lektor, Faggruppeformand for TERM Lau Vørs, Centerchef Køleteknik John Johansen, adjunkt, Faggruppeformand for Procesregulering Arne Jakobsen, Forskningsleder Projektleder overfor Den Danske Maritime fond Fra DTU deltager: Jorrit Wronski, IPU Torben Schmidt Ommen, Ph. D. Studerende Wiebke Brix, Adjunkt Fredrik Haglind, Lektor Samt studerende 3. Tidsplan Projektet oprindelige tidsplan er: opstart af projektet: 15. Februar 2014 planlagt afslutning af projektet: 31. December 2015 delmål/afslutning af faser: 1/4-2014, Planlægning og indkøb 1/9-2014, Opstilling funktionsdygtig 31/ , Opstilling indkørt de første dataserier er indhentet 31/ , Resultater er behandlet og formidlet, opstilling er inddraget i undervisning. Forår 2016, formidling og afslutning Projektet blev bevilliget pr. 19 marts 2014 og fik dermed lidt forsinket opstart. I praksis har opstillingens realisering trukket over i Og ibrugtagning og afslutningsrapportering er foretaget i 1. halvår Afslutningsrapport indsendt 17. august 2016 til Den Danske Maritime Fond. Side 3 af 7

4 4. Afslutningsrapportering Opstillingen bruges i samarbejde mellem DTU og MSK. Hovedvægten har i forår 2016 været på Ph. D. arbejde, hvor detaljer omkring statisk og dynamiske varmeovergange er undersøgt. Der er udviklet undervisningskoncept for MSK studerende. Som bilag til denne rapport er artikel, som bringes i et af de kommende numre af Maskinmesteren. Projektet er hermed formelt afsluttet og opstillingen er fuldt i brug i overensstemmelse med de oprindelige målsætninger. 5. Økonomi Siden sidste økonomiske rapportering har der ikke været direkte dokumenteret eksterne omkostninger som led i opbygning og den første ibrugtagning. Der er brugt en del timer, men disse indgår som egenfinansiering. Dermed er der brugt ,17 kr af bevillingen på kr før revisionsudgift på kr. Der er dermed en rest på 4.153,83 kr, som ikke benyttes. Slutraten anmodningen om udbetaling er således på kr, svarende til revisionsudgiften fra Ernest & Young 6. Afsluttende bemærkninger Projektetgruppen takker for støtten fra Den Danske Maritime Fond. Opstillingens brug vil skabe uddannelses- og forskningsviden som vil muliggøre øget genvinding af spildvarme. I Arne Jakobsen Forskningsleder MSK Lyngby 17. august Side 4 af 7

5 Bilag: Oplæg artikel til Maskinmesteren (Artiklen Ny laboratorieopstilling bruges af Maskinmesterstuderende og DTU forskere Opdateret viden muliggør bedre udnyttelse af spildvarme Den Danske Maritime Fond har støttet Maskinmesterskolen København og Cowifonden DTU, sådan at det har været muligt at opbygge en laboratorieopstilling, som både kan bruges til forskning og undervisning. Fra DTU er det sektionen fra Termiske Systemer (på MEK) som har været drivende kraft og fra Maskinmesterskolen København har undervisere inden for fagene Termodynamik, Køleteknik, Automation og El-teknik bidraget. Det overordnede anvendelsessigte er at få ny viden som muliggør nye anvendelser og mere præcis projektering af systemer, der drives af spildvarme. Det kan være højtemperaturspildvarme ombord på et skib, som omsættes til elproduktion (kraftproces). Det kan være lavtemperatur spildvarme som via en varmepumpe hæves til et temperatur niveau, hvor der er et anvendelsesområde. Nedenfor ses en skitse af anlægget da det var under projektering. Figur 1: Layout af opstilling Side 5 af 7

6 Uden at gå i detaljer fremgår det at højtemperatursiden er relateret til strømproduktion ved hjælp af højtemperatur spildvarme og lavtemperatur siden omhandler at hæve en forholdsvis lav-temperatur spildvarme til en højere temperatur. De centrale elementer er pladevarmevekslere, hvor der indgår kondensering på lavtemperatursiden og kogning på højtemperatursiden. Dette er forhold som er rimelig godt beskrevet med vand som arbejdemedie, men der mangler viden mht. brug af såkaldte organiske arbejdsmedier, hvor de fleste også bruges i køleanlæg. DTU forskeres fokus er undersøgelse af varmetransmission og trykfald og udvikle beregningsmodeller herfor. Maskinmesterskolens fokus er større muligheder for at benytte spildvarme og bruge opstillingen i undervisningen. I sidstnævnte tilfælde vil de studerende betjene opstillingen, opsamle data og analysere disse i denne proces skal den termodynamiske værktøjskasse trænes og skærpes. Nedenfor ses billeder af den faktiske opstilling. Den er primært bygget på Maskinmesterskolen København og er placeret i en laboratorie hal på DTU. Figur 2: Side primært med varmevekslere Figur 3: Side primært med reguleringsudstyr Figur 4: Studerende i gang Figur 5: Dataopsamling Forskningsleder Arne Jakobsen MSK udtaler: Det er usædvanligt at udforme en forsøgsopstilling, som både kan bruges til komponent- systemforskning og egentlig undervisning. Projektet og brugen af opstillingen bringer en primært anvendelsesorienteret kultur og en forskningskultur tættere på hinanden. Side 6 af 7

7 Maskinmesterskolernes styrkede indsats indenfor F&U (Jf. F&U ERFA gruppe mm, omtalt i artikel i tidligere udgave af Maskinmesteren). Adjunkt Morten Mandrupsen tilføjer: Vores studerende bliver udfordret på flere ny måder. Betjening af en avanceret opstilling, dataopsamling og analyse, fokus på enkelt-elementer udfra data, og bringe enkelt elementerne ind i systemsammenhæng via brug af egentlig systemmodellering. Opstillingen forventes at være aktiv i mange år, og der er oprettet et bookingsystem, sådan at DTU-forskere kan have længere forløb til forskningsmæssige undersøgelser og undervisere på Maskinmesterskolerne kan booke tidsrum til brug i undervisningen. Morten Mandrupsen supplerer: Det er ikke kun de studerende der bliver udfordret. Vi undervisere skal også nytænke vores undervisning. Vi kan ikke finde opstillingen i en lærebog og dens mange tekniske elementer giver anledning til at tænke mere tværfagligt end vi traditionelt gør. Nedenfor er identificeret tre fokusområder for undervisningen: forhold om varmeveksling, analysere af anvendelse af spildvarme til elproduktion (Organic Rankine) og endelig læringselementer knyttet til at anskue opstillingen som en varmepumpe. Figur 6: Tre fokusområder knyttet til undervisning af Maskinmester Studerende. Side 7 af 7