Energioptimering af storkøkken-køleskabe og -frysere

Slutrapport Hovedrapport 1 Slutrapport: Energioptimering af storkøkken-køleskabe og -frysere Et projekt udført i et samarbejde mellem Gram Commercial A/S og Teknologisk Institut i samarbejde med Energistyrelsen og en køber-bruger-gruppe. Per Henrik Pedersen Lasse Søe Søren Gundtoft

Slutrapport Hovedrapport 2 Teknologisk Institut, August 2003

Slutrapport Hovedrapport 3 1. SAMMENFATNING...5 2. OVERSIGT...7 2.1 TERMINOLOGI...7 2.2 INDHOLD...7 2.3 BESKRIVELSE AF APPARATERNE...7 3. UDVIKLINGSFORLØB...8 3.1 PROJEKTINDHOLD...8 3.1.1 En praktisk del...8 3.1.2 En teoretisk del...8 3.1.3 Field test...9 3.1.4 En informationsdel...10 3.1.5 Projektudførende...10 4. DE NYE APPARATER...11 4.1 KABINET...11 4.2 KØLESYSTEM...12 4.2.1 Fordamper og kondensator...12 4.2.2 Kompressorer...12 4.2.3 Ventilatorer...13 4.3 GENFORDAMPNING...13 4.3.1 Elektrisk genfordampning...13 4.3.2 Varm-gas-genfordampning...14 4.4 RESULTATER FRA TEST AF PROTOTYPER...14 4.4.1 Fryseskabet...14 4.4.2 Køleskabet...15 5. TEST AF 0-SERIE APPARATER...16 5.1 K660...17 5.2 F660...18 6. FIELD TEST AF 0-SERIE APPARATER...20 6.1 RESULTATER FOR K660 OG K660 PLUS...22 6.2 RESULTATER FOR F660 OG F660 PLUS...30 6.3 INDKØRINGSFEJL ( BØRNESYGDOMME )...35 6.4 SPØRGESKEMAUNDERSØGELSE...36 7. APPENDIKS OVERSIGT...39 APPENDIKS A: SIMULERINGSRESULTATER, FRYSESKAB - F600...40 APPENDIKS B: SIMULERINGSRESULTATER, KØLESKAB - K600...50

Slutrapport Hovedrapport 4 APPENDIKS C: LABORATORIEFORSØG MED STANDARDSKABE (K600 OG F600)...60 APPENDIKS D: INDLEDENDE FIELD TEST I STILLING...71 APPENDIKS E: PILOT FIELD TEST PÅ ODENSE UNIVERSITETSHOSPITAL...81 APPENDIKS F: KANTVARME...91 APPENDIKS G: PAPER TIL NORDISK KØLEMØDE 2001...105 APPENDIKS H: LABORATORIEFORSØG MED STANDARD- OG 0-SERIE SKABE...113 APPENDIKS I: FIELD TEST...123 APPENDIKS J: SPØRGESKEMAUNDERSØGELSE...147

Slutrapport Hovedrapport 5 1. Sammenfatning I dette projekt er udviklet, testet og markedsført nye energibesparende og miljøvenlige storkøkkenkøle- og fryseskabe. De nye skabe bliver produceret og markedsført af Gram Commercial A/S i Vojens, og de nye køleskabe forbruger ca. 74 % mindre energi end de tidligere markedsførte skabe. De nye fryseskabe forbruger ca. 47 % mindre energi end de tidligere markedsførte skabe. Test i storkøkkener viser, at de nye køleskabe forbruger 1,62 kwh/dag, mens de tilsvarende gamle skabe forbruger 6,26 kwh/dag. Dette svarer som nævnt til en besparelse på ca. 74 %. Tilsvarende test viser, at de nye fryseskabe forbruger 4,02 kwh/dag, mens de tilsvarende gamle skabe forbruger 8,23 kwh/dag.. Dette svarer til en besparelse på ca. 51 %, men eftermontering af en anden ventilator vil reducere dette denne besparelse til ca. 47 %. Samtidig er man gået over til at benytte et naturligt kølemiddel (propan R290) og blæsemiddel i isoleringen (cyclopentan) i stedet for HFC-stoffer, som benyttedes tidligere. De nye skabe er konkurrencedygtige, idet meromkostningerne er minimale i produktionen. Endvidere har skabene fået et flot design. Gram Commercial har investeret mange ressourcer i nye produktionsmaskiner, og en stor del af de nye produkter eksporteres til andre lande, især UK, Tyskland og Holland. Resultaterne fra projektet er overført på andre køle- og fryseskabe hos Gram Commercial, og information om disse nye produkter kan findes på producentens hjemmeside: www.gramcommercial.com. Formål Projektet er udføret i et samarbejde mellem Gram Commercial A/S og Teknologisk Institut med økonomisk støtte fra Energisstyrelsen. En køber-brugergruppe har været tilknyttet projektet. Formålet var at udvikle, teste og kommercialisere energibesparende storkøkkenapparater, hvor energiforbruget er reduceret med mindst 35 %, hvilket fuldt ud er opnået. Et anden målsætning har været at benytte et naturligt kølemiddel, som hverken nedbryder ozonlaget eller er kraftige drivhusgasser. Det formål er ligeledes opfyldt, idet der benyttes R290 (propan) som kølemiddel mod tidligere R134a (HFC-134a) og R404A (en blanding af HFC-stoffer). En tredje målsætning har været, at de nye apparater skal være mindst lige så attraktive for brugerne, og det menes ligeledes at være opfyldt, idet kølekapaciteten er lige så stor som i de gamle apparater, og apparaterne er lette at rengøre, idet de hovedsagelig er fremstillet af rustfrit stål. Der er indført et nyt design for apparaterne for at gøre dem mere nutidige.

Slutrapport Hovedrapport 6 En fjerde målsætning har været at teste de nye apparater i storkøkkener for at måle energiforbruget i forbindelse med normal brug, samt finde og rette eventuelle børnesygdomme. Metode Der er taget udgangspunkt i de skabe, som der sælges flest af i Danmark. Det er køleskabet K660 og fryseskabet F660, som har et bruttovolumen på 660 liter og kompressor og køleanlæg foroven i skabet. Besparelserne er opnået uden at ændre på isoleringstykkelsen. Derimod er der ændret på kølesystemet, således det er mere effektivt, der er ændret på design ved døren, således at kantvarme (i fryseskabet) kan reduceres, og kuldebro er mindsket. Der benyttes mere effektive ventilatorer, og der er indført en ny styring af disse. Endelig er der indført en ny teknologi for genfordampning af vandet fra afrimningen, således at denne fordamper vha. varmen fra trykgassen fra kølesystemet, tidligere benyttedes et varmelegeme på 100 W, som var tilsluttet synkront med kompressoren. Foto 1: Det nye kabinet til K660 og F660. Der er tale om det nyt design af fronten af skabet. De overordnede dimensioner af kabinet og isoleringstykkelse er uændrede i forhold til de tidligere modeller af K660 og F660.

Slutrapport Hovedrapport 7 2. Oversigt 2.1 Terminologi I nærværende rapport skelnes mellem standard, prototype og 0-serie efter følgende forskrift: Standard er en betegnelse for det eksisterende produkt altså det gamle køleskab og det gamle fryseskab, som har været i produktion til og med 2001. Prototype er en fællesbetegnelse for nye skabe altså forskellige varianter af de nye produkter. Prototyper fremstilles for at vurdere deres egenskaber ved laboratorietest. 0-serie er en betegnelse for den første egentlige produktionsserie af det nye køle- og fryseskab. 2.2 Indhold Denne rapport beskriver udviklingsforløbet og de opnåede resultater i perioden fra projektstart i efteråret 2000 frem til afslutningen af field-test af 9 nye fryseskabe og 10 nye køleskabe i sommeren 2003. 2.3 Beskrivelse af apparaterne Gram Commercial A/S er den eneste danske producent af storkøkken-køleskabe og frysere. Der er tale om en selvstændig virksomhed, som tidligere var en del af Gram A/S. Gram Commercial A/S ejes af VT Holding og er i vækst, og virksomheden har investeret i nye produktionsmidler og i udvikling af nye produkter. Gram Commercial beskæftiger ca. 150 personer, og størstedelen af produktionen eksporteres. Gram Commercial har ca. 50 % af markedet i Danmark, og er kendt for at fremstille gedigne og pålidelige produkter med omfattende garanti. Gram Commercial A/S har et omfattende produktprogram med mange varianter. De mest solgte skabe i Danmark er fryseskabet F660 og køleskabet K660. Herudover sælges mange andre skabe og køleborde. I projektet blev der i starten taget udgangspunkt i F600 og K600. Det er skabe som er ca. 15 cm. kortere i højden sammenlignet med 660-skabene. Bortset fra dette er skabene identiske, og kølesystemerne er ens. Undervejs i projektet blev det besluttet at gå over til 660-skabe, idet Gram Commercial og køberbrugergruppen (se afsnit 3.1.4) vurderede, at disse skabe er mere interessante.

Slutrapport Hovedrapport 8 I projektmaterialet indgår således beregninger, simuleringer og målinger for både 600-skabe og 660-skabe. Det kan måske skabe lidt forvirring, men i den afsluttende field-test er der udelukkende tale om 660-skabe både for de gamle modeller og de nye modeller. Figur 1: principiel opbygning af Gram K660 og F660. De viste effekter er for standardudgaven af F660 og er gældende når de enkelte komponenter er tilsluttet (i ON-tilstand). Enheden er Watt. 3. Udviklingsforløb 3.1 Projektindhold De væsentlige elementer i projektet har været følgende: 3.1.1 En praktisk del For at skabe et referencegrundlag for det videre udviklingsarbejde er der foretaget målinger af energiforbrug og relevante driftstekniske parametre på to typer standardskabe: et køle- og et fryseskab (K600 og F600), jf. appendiks C. Målingerne er foretaget i laboratoriet hos Teknologisk Institut og Gram. Der er desuden udført målinger på de samme to typer standardskabe, opstillet hos en bruger, dvs. under realistiske driftsforhold, jf. appendiks D. Der er også foretaget indledende målinger på to K660-standardskabe på Odense Universitetshospital for at få erfaringer med denne type og for at afprøve nyt koncept for måleudstyr til brug for den egentlige field test af nye og standardskabe. Senere blev der fremstillet flere varianter af prototyper, som blev testet i klimakammer på Teknologisk Institut og hos Gram. 3.1.2 En teoretisk del

Slutrapport Hovedrapport 9 Samtidig med den praktiske del er der opstillet teoretiske beregningsmodeller for apparaterne. Der er udviklet en dynamisk simuleringsmodel for såvel fryse- som køleskab, jf. hhv. appendiks A og B. Modellerne er afstemte med de udførte laboratoriemålinger og har være anvendt til at undersøge alternative løsninger, specielt i relation til energiforbruget. Ved hjælp af simuleringsmodellerne har det på en rationel måde være muligt at optimere den endelige konstruktion ud fra et overordnet krav om at opnå størst mulig energibesparelse i relation til kostprisen. Foruden simuleringsmodellerne, som har spillet en central rolle i udviklingsforløbet, har der været anvendt andre teoretiske modeller. Her kan eksempelvis henvises til et omfattende arbejde med at optimere konstruktionen af tætningslister, karm og kant-varme til opvarmning af dørkarmen, jf. appendiks F. 3.1.3 Field test. Der er gennemført en field test af 10 nye køleskabe og 9 nye fryseskabe samt 5 + 5 af de gamle skabe. ID Type Kunde Montage dato 1 F660 DSB Minibar 2630 Taastrup 21-09-2001 2 F660 Novo Nordisk 2880 Bagsværd 21-09-2001 3 F660 Novo Nordisk 2880 Bagsværd 21-09-2001 4 K660 Sophieholm 2800 Lyngby 21-09-2001 5 F660 KAS Glostrup 2630 Taastrup 25-09-2001 6 K660 Toftehaven 2750 Ballerup 21-09-2001 7 K660 Alkatel Kirk 2750 Ballerup 21-09-2001 8 K660 Odense Universitetshospital 5000 Odense C 05-11-2001 9 K660 Odense Universitetshospital 5000 Odense C 05-11-2001 10 K660 Brædstrup Sygehus 8740 Brædstrup 05-11-2001 11 K660 - PLUS Bomi Revalideringsinstitution 4000 Roskilde 06-05-2002 12 F660 - PLUS Bomi Revalideringsinstitution 4000 Roskilde 06-05-2002 13 K660 - PLUS Teglværksgården 3140 Ålsgårde 06-05-2002 14 F660 - PLUS Hyltebjerggård 2720 Vanløse 06-05-2002 15 F660 - PLUS Tamu-Centret 2791 Dragør 06-05-2002 16 F660 - PLUS Restaurant Balkonen 1620 København V 06-05-2002 17 F660 - PLUS Restaurant Balkonen 1620 København V 06-05-2002 18 K660 - PLUS Nordfyns Ungdomsskole 5471 Søndersø 19-04-2002 19 F660 - PLUS Nordfyns Ungdomsskole 5471 Søndersø 19-04-2002 20 K660 - PLUS Odense Zoo 5000 Odense C 19-04-2002 21 F660 - PLUS Odense Zoo 5000 Odense C 19-04-2002 22 K660 - PLUS Odense Universitetshospital 5000 Odense C 19-04-2002 23 K660 - PLUS Odense Universitetshospital 5000 Odense C 19-04-2002 24 K660 - PLUS TWIN Dandy A/S 7100 Vejle 15-07-2002 25 K660 - PLUS IT-Højskolen 7000 Fredericia 15-07-2002 26 K660 - PLUS Sophiegaarden 7100 Vejle 15-07-2002 27 F660 - PLUS Sophiegaarden 7100 Vejle 15-07-2002 28 F660 - PLUS TWIN McDonald's 2800 Kgs. Lyngby 24-07-2002 29 K660 - PLUS TWIN McDonald's 2800 Kgs. Lyngby 24-07-2002 Tabel 1: Placering af apparater til field test. Skabe med ID fra 1 til 10 er standardapparater ( den gamle model ), mens ID fra 11 til 29 er de nye skabe. TWIN betyder, at skabene er bredere og mindre dyb end de normale skabe. Hoveddimensionerne er de samme som for de normale skabe. Monteringsdato er den dag, hvor måleudstyret er monteret.

Slutrapport Hovedrapport 10 Der er udviklet måleudstyr til field testen. Dette udstyr er hovedsagelig placeret i en kasse, som er anbragt skjult ovenpå skabet, og udstyret er nedtaget ved afslutning af testen i sommeren 2003. Foruden energiforbruget måles temperaturer i skabet samt i omgivelserne. Ligeledes måles antallet af døråbninger. For flere detaljer: se appendix E. Endelig er der foretaget en spørgeskemaundersøgelse blandt brugerne af de nye skabe for at få deres vurdering af de nye apparater. 3.1.4 En informationsdel Som et led i udviklingsarbejdet er der afholdt to informationsmøder med en udvalgt brugergruppe. Formålet var dels at informere om projektet dels at få indmeldinger om den praktiske brug af storkøkkenapparater. Et andet formål har været at få afsat nogle af de 20 nye apparater i 0-serien og finde nyere (mindre end 1 år gamle) standardapparater til field-testen. Medlemmerne i Køber-bruger-gruppen er: Lonny Lund Hansen, Eurest Henrik Orth, McDonalds Danmark Hanne Juler Rasmussen, Jensens Bøfhus Tine Skriver, Horesta Marianne Overvad, Vejle Amts Miljøvenlige storkøkkener Anders Nielsen, Vejle Amts Miljøvenlige storkøkkener Anni Petersen, NESA Rina Sapru, Energistyrelsen Dorte Maimann, Energistyrelsen Flemming Frederiksen, Ken Hallum Storkøkkener Anders Laugesen, Ken Hallum Storkøkkener Lau Lindholt, Brønnum A/S Søren Andersen, Maskinmester, Odense Universitetshospital Lars Torstensen, Bent Brandt A/S Projektet blev præsenteret på Nordisk Køledage i København i august 2001. En artikel herfra er vist i appendiks G. Denne artikel er ligeledes trykt i fagtidskriftet ScanRef 5/2001 (Scandinavian Refrigeration). 3.1.5 Projektudførende Projektet er udført af Gram Commercial A/S og Teknologisk Institut. Følgende personer har deltaget i arbejdet: Gram Commercial A/S: Jesper Hansen, Bent Olsen, Torben Svanberg Nielsen, Finn Jensen, Bent Lage og Anders Sjøgård. Teknologisk Institut: Søren Gundtoft, Lasse Søe, Niels Marqvorsen og Per Henrik Pedersen.

Slutrapport Hovedrapport 11 Sidstnævnte har været projektleder. Testrapporter og spørgeskemaundersøgelsen har været diskuteret med Marianne Overvad, Vejle Amts Storkøkkener og Annie Petersen, NESA. 4. De nye apparater I de følgende beskrives de væsentligste ændringer i forhold til standardskabene. 4.1 Kabinet Som udgangspunkt er benyttet de eksisterende kabinetter med 60 mm isolering. Isoleringen består af polyurethanskum, og blæsemidlet er ændret fra HFC-134a til cyclopentan. Herudover er der foretaget én større og nogle små ændringer: Karmen Karmen i kabinettet er totalt redesignet, drevet frem af to formål: Det ene, at kunne nedsætte eleffekten af det elektriske varmelegeme, der er placeret i fryseskabet dørkarm, og samtidig reducere den del af el-effekten, som trænger ind i skabet og dermed belaster kølesystemet. Det andet formål var at reducere kuldebroen fra yderside til inderside i kabinettet. Arbejdet har været baseret på en teoretisk model (FEM-beregning) for varmestrømmene i konstruktionen, jf. appendiks F, og i mindre grad forsøg med prototyper og detailmålinger. Resultatet er følgende: El-effekten har kunnet nedsættes fra ca. 57 W hvoraf ca. 40% trængte ind i skabet til ca. 15 W hvoraf 31% trænger ind i skabet. Dette gælder for fryseskabet og den variant af køleskabet, der leveres med kantvarme (-5 C-skabet). Kuldebroen er ændret ved at der i højere grad er anvendt plast i karmkonstruktionen frem for metal. Herved er varmeindtrængningen i fryseren reduceret fra 24 W til 13 W (ved en temperaturdifferens på 45 K). Rørvarme Herudover er der eksperimenteret med at ændre konstruktionen, således at rørvarmen kunne undværes. Der er tale om et lille varmelegeme på 8 W, som skal sikre, at afrimningsvandet ikke fryser til is, inden det forlader kabinettet. Senere forsøg har dog vist, at det er problematisk helt at undvære dette varmelegeme, hvorfor den er bibeholdt i 0-serien. Varmelegemet er dog kun aktiveret samtidig med, at afrimningsfunktionen er aktiveret. Derfor er energiforbruget beskedent. Der er sat en kraftigere fjeder i dørophænget for at sikre en bedre dørlukning. Der er udviklet et nyt design for skabet. Dette design er udført af Christian Bjørn Design.

Slutrapport Hovedrapport 12 4.2 Kølesystem 4.2.1 Fordamper og kondensator Der er kun små ændringer i fordamper og kondensator for de to apparater. Disse ændringer er uden væsentlig betydning for driften og energiforbruget. I den aktuelle situation skulle vælges en ny kondensator, da den eksisterende (med flade rør) ikke kunne klare det større trykkrav ved skift af kølemiddel fra R404A til R290 (propan). Den nye kondensator har runde rør. Den nominelle ydelse på fryser-kondensatoren STN9227 er opgivet til at være 1025 W med en 250 mm ventilator, og i prototyperne anvendes en 230 mm ventilator, hvilket reducerer ydelsen til ca. 950 W. Man kunne have valgt en kondensator med større areal, men denne var forholdsvis dyrere og vil øge mængden af kølemiddel. 4.2.2 Kompressorer Valget af kompressorer til de nye skabe har været baseret på mange beregninger og overvejelser. Den endelige løsning blev følgende: Til begge apparater er valgt propan-kompressorer med konstant omdrejningstal. Denne løsning er valgt på følgende baggrund: Der fandtes ikke (foråret 2001) en kulbrinte-kompressor med variabelt omdrejningstal med tilstrækkelig kølekapacitet til fryseskabet, ligesom der ikke har være udsigt til, at en sådan ville kunne forventes på markedet inden for en i forhold til projektet overskuelig tid Fra Grams side har det stor betydning (for produktion, service, lager mv.), at der anvendes samme kølemiddel for begge apparater. Sidstnævnte betød, at en løsning med variabelt omdrejningstal til køleskabet, en løsning, der faktisk kunne købes på markedet, her TLV-kompressorer fra Danfoss til R600a, blev fravalgt. Som det fremgår vil der, hvis teknikken med variabelt omdrejningstal vælges, kunne opnås yderligere besparelser i forhold til de allerede opnåede. I størrelsesordenen 2%-point for køleskabet og 5%-point for fryseskabet. Sidstnævnte er baseret på en tænkt kompressor med tilstrækkelig kapacitet. 2-5% ved at skifte til variabelt omdrejningstal synes måske ikke af meget, men faktisk kan der opnås store energibesparelser på kompressorens effektforbrug ved at vælge variabelt omdrejningstal. Men da kompressoren kun optager en del af det samlede effektforbrug, reduceres besparelsen. Samtidig spiller ind, at gangtiden bliver længere, og da bl.a. kondensatorblæseren kører synkront med kompressoren reduceres besparelsen (den relative) yderligere. I fravalget af teknikken med variabelt omdrejningstal indgik også det forhold, at der skulle udvikles en speciel styring til formålet, hvilket sammen med merprisen på kompressorer med variabelt omdrejningstal også talte imod løsningen. Variabelt omdrejningstal er dog fortsat en interessant teknik, hvis der skal opnås yderligere optimering af apparaterne.

Slutrapport Hovedrapport 13 Det endelige valg blev Danfoss SC12CNX til fryseskabet og Danfoss TL5CNK til køleskabet. Der er tale om nyudviklede kompressorer til propan. Kompressorerne kører med fast omløbstal (knap 3000 rpm.) og er mere effektive end de kompressorer, som hidtil er benyttet. Kølekapaciteten er mindst ligeså stor som i de gamle skabe. Derved er der ikke gået på kompromis på nedkølingshastigheder m.v. Kølemiddelmængde Kølemiddelmængden i det nye køleskab er 102 g propan (R290). Kølemiddelmængden i den nye fryser er 92 g propan (R290). 4.2.3 Ventilatorer Lige som for kompressorernes vedkommende er der arbejdet meget med optimering af ventilatorerne. Specielt fordamper-ventilatorerne har været undersøgt grundigt. I forhold til kondensatorventilatoren er fordamper-ventilatoren speciel interessant, da man i nogen grad skal betale for energiforbruget mere end én gang: Dels det direkte forbrug, men også for den forøgelse af kuldebelastningen, som ventilatoren giver anledning til. Som det fremgår af laboratorie-forsøgene (appendiks C) blev der i lang tid satset på en løsning med jævnstrømsventilatorer. Køleteknisk synes konceptet også tilfredsstillende, men det blev fravalgt på et forholdsvist sent tidspunkt på grund af problemer med et for højt støjniveau, som det, trods flere forsøg, ikke viste sig muligt at løse inden for tidsplanen. Den endelige beslutning faldt derfor ud til fordel for vekselstrømsventilatorer. De nye vekselstrømsventilatorer er mere effektive end de gamle ventilatorer. Derfor medfører de et mindre elforbrug (se afsnit 4.4, 5.1 og 5.2). 4.3 Genfordampning 4.3.1 Elektrisk genfordampning Dette begreb dækker over et system, som ved hjælp af varmen fra et elektrisk varmelegeme anvendes til genfordampning af kondensatet fra afrimning af fordamperne i køle- og fryseskabene. Det eksisterende system består af et kar, som er placeret under kabinettet. Kondensatet ledes til karret via en plastslange. Fordampningen fremmes af et elektrisk varmelegeme på 100 W, som er tilsluttet synkront med kompressoren, eller som kan bringes til at være permanent tilsluttet, hvis der er meget store kondensatmængder.

Slutrapport Hovedrapport 14 I projektet diskuteredes et nyt system, som består af de samme komponenter, men med en anden styring: En termostatføler, anbragt i kontakt med varmelegemet afbryder dette, når/hvis temperaturen kommer over ca. 50 C, dvs. når varmelegemet ikke længere er væskeberørt. Herved opnås en behovstyring, hvorved der spares energi i forhold til det eksisterende system. Det kan være vanskeligt at vurdere, hvor stor energibesparelsen er praksis, da den nu vil afhænge af behovet. Ved field-testene i Stilling blev kondensatstrømmen målt til en mængde svarende til en nødvendig middel varmeeffekt på 2-3 W. I fugtige omgivelser, vil den nødvendige effekt naturligvis være større. Ved prøverne i laboratoriet, hvor der ikke er døråbninger, men dog nogen luftskifte som følge af temperatursvingningerne ved ON/OFF-driften af kølekompressoren, blev der ikke observeret målelige mængder af kondensat i genfordampningsbakken. I simuleringerne og vurderingen af den samlede energibesparelse, er der regnet med en effekt i praksis på i gennemsnit 10 W. Det viste sig senere (i forbindelse med field testene), at visse køleskabe benyttes meget kraftigt. På Odense Universitetshospital måltes hhv. 256 og 292 antal døråbninger per døgn. De tilsvarende kondensatmængder måltes til 578 og 617 gram/døgn, svarende til hhv. 2,26 og 2,11 gram pr. døråbning. Dette svarer til en kontinuerlig effekt til genfordampning på ca. 18 W. Derfor udvikledes et system for behovsstyret genfordampning, hvor en svømmer-styret kontakt sørger for at aktivere et varmelegeme, hvis væskeniveauet stiger over en vis grænse. 4.3.2 Varm-gas-genfordampning Det er kendt, at man kan anvende den varme trykrørs-gas til genfordampning. På et konkurrerende produkt findes en sådan løsning. I det aktuelle tilfælde lader princippet sig dog ikke uden videre anvende, da kompressoren befinder sig over fordamperen og drypbakken under denne. I projektet er der udviklet et system, hvor der er udviklet en plastbeholder til at sætte på bagsiden af skabet. Trykrøret føres fra kompressoren ned i denne beholder, hvor røret danner en varmespiral, når kølesystemet kører. Herved fordampes afrimningsvandet, som fra inder-skabet ledes ned i denne beholder. Dette princip blev valgt til 0-serien, og er senere sat i produktion hos Gram. I visse tilfælde med store kondensatmængder i køleskabene, har varmeeffekten fra trykrøret ikke været stor nok til at fordampe vandet, og der er sket overløb. Derfor er der udviklet et behovsstyret fordampningssystem med et lille varmelegeme. Dette system er eftermonteret på alle køleskabe. 4.4 Resultater fra test af prototyper 4.4.1 Fryseskabet Nedenfor i tabel 2 er vist specifikationer for standardskabet og de to prototyper af fryseskabet. Komponent Standard Prototype I Prototype II Kompressor SC12CL SC12CNX SC12CNX Kølemiddel R404A R290 (propan) R290 (propan)

Slutrapport Hovedrapport 15 Kantvarme 57W 15W 15W Kondensator STVF14221 STN9227 (950 W) STN9227 (950 W) (1000W) Kondensatorventilator 1 x 36W 1 x 20W 1 x 20W Fordamper 7 rækkers 6 rækkers 6 rækkers Fordamperventilator 1 x 36W 2 x 5,7W 1 + 6W tab i 1 x 20W traffo Afrimning 1 x 350W 1 x 350W 1 x 350W Genfordampning 100W (100W) (0 W) Rørvarme 8W 0W 0W Tabel 2: Specifikationer for de 3 afprøvede fryseskabe (F600). I figur 2 er vist måleresultater af standardskabet og prototyper af fryseskabet. 8 7,8 7 6 Energiforbrug [kwh/24h] 5 4 3 3,78 3,54 3,15 3,18 2 1 0 Standard Prototype I Prototype I* Prototype I** Prototype II Figur 2: Målt energiforbrug for 5 test af F600-skabe. De fem test er baseret på tre kabinetter, som beskrevet i tabel 2. Der er udført tre forskellige målinger på prototype 1 (tre forskellige styringsstrategier, se appendiks C). 4.4.2 Køleskabet I tabel 3 er vist specifikationer af standardskabet og to prototyper af køleskabet. Komponent Standard Prototype I Prototype II Kompressor FR7.5G TL5CNK TL5CNK Kølemiddel R134A R290 (propan) R290 (propan)

Slutrapport Hovedrapport 16 Kantliste/karm - kuldebro Kun indvendig plast 24W ved 45 K Vinkelformet plastliste 12,7W ved 45 K Vinkelformet plastliste 12,7W ved 45 K Kantvarme 0W 0W 0W Kondensator STVF14121 STN8224 (830 W) STN8224 (830 W) (665 W dt 15 K) Kondensatorventilator 1 x 36W 1 x 20W 1 x 20W Fordamper 7 rækkers 6 rækkers 6 rækkers Fordamperventilator 1 x 36W (2 x 24W) 1 x 10W Afrimning 0W 0W 0W Genfordampning 100W (100W) (0W) Rørvarme 0W 0W 0W Tabel 3: Specifikationer for de 3 afprøvede K600 skabe I figur 3 er vist måleresultaer af standardskabet og de to prototyper af køleskabet. 3 2,7 2,5 Energiforbrug [kwh/24h] 2 1,5 1 1,01 0,69 0,5 0 Standard Prototype I Prototype II Figur 3: Målt energiforbrug for 3 afprøvede køleskabe (K600). 5. Test af 0-serie apparater Efter de vellykkede test af prototyperne af K600 og F600 diskuteredes, hvilke principper de kommende apparater skulle benyttes. De valgte principper går igen fra prototyperne på nær en vigtig nyskabelse:

Slutrapport Hovedrapport 17 I de afsluttende faser af forsøgene med prototyperne fremkom en ny ide til styring af fordamperventilatorerne. Denne ide blev implementeret i 0-serie apparaterne og indgår nu i de markedsførte apparater fra Gram. Fordamperventilatoren kører når kompressoren kører. I kompressorens OFF-perioder er ventilatoren slukket i 5 minutter og derefter tændt i et minut. Herved opnås tre vigtige egenskaber: En jævn temperaturfordeling i skabet Et minimalt energiforbrug At kølesystemets termostat føler den rigtige temperatur i skabet. For yderligere beskrivelse af styringen: se appendiks C og H. 5.1 K660 Specifikationer: Komponent Standard (K600) 0-serie (K660) Kompressor FR7.5G TL5CNK Kølemiddel R134a R290 (propan) Skabsvolumen 600 liter 660 liter Kantliste/karm - kuldebro Kun indvendig plast 24W ved 45 K Vinkelformet plastliste 12,7W ved 45 K Kantvarme 0W 0W Kondensator STVF14121 (665 W dt 15 K) STV9227 (1025 W dt 15 K) Kondensatorventilator 1 x 36W 1 x 20W Fordamper 7 rækkers 6 rækkers Fordamperventilator 1 x 36W 1 x 10W Afrimning 0W 0W Rørvarme 0W 0W Genfordampning 100W 0W (vha. kompressorens trykrør) Tabel 4: Specifikationer for K600 standard- og K660 0-serieskabet K600 standard- og K660 0-serieskabet er konstrueret efter samme princip og med samme isoleringstykkelse, men 0-serieskabet har et rumvolumen på 660 liter hvor standardskabets volumen er 600 liter. Der er desuden foretaget en mindre konstruktiv ændring af standardskabets kantliste/dørkarm, således at varmetransporten i den eksisterende kuldebro minimeres. FR7.5G kompressoren er udskiftet med kompressoren TL5CNK, der ved en fordampningstemperatur på -9 C har en kuldeydelse, der er ca. 100 W højere. HFC kølemidlet R134a er udskiftet med propan.

Slutrapport Hovedrapport 18 0-serieskabet er monteret med en større kondensatorflade og en mindre fordamperflade. Kondensatorventilatoren med 36 W effektoptag er udskiftet med en ventilator med et nominelt effektoptag på 20 W. Fordamperventilatoren med et effektoptag på 36 W er udskiftet med én 10 W ventilator. Genfordampning af den kondensat-mængde, der under afrimning opsamles i genfordampningsbakken, sker på 0-serien, vha. kompressorens trykrør, hvor standardskabet er monteret med et 100W elvarmelegeme, der kører synkront med kompressoren. Resultater 3 2.7 2.5 2 kwh/24h 1.5 0.8 1 0.5 0 Standard Model O-serie Figur 4: Målt energiforbrug for standard- og 0-seriekøleskabet ved 25 C og 60% RH (uden døråbninger) De første målinger der blev foretaget på K600 standard køleskabet viste et energiforbrug pr. døgn på 2,70 kwh/24h ved rumkonditioner 25 C og 60% RH (klimaklasse 3). De forbedringer der er udført på 0-serien, reducerede energiforbruget med ca. 70% til 0,80 kwh/24 timer. Test af 0-seriekøleskabet K660 ved termostat sætpunkt 6 C og rumkonditioner 30 C og 55% RH (klimaklasse 4) resulterede i et energiforbrug på 1,03kWh/24h og en middeltemperatur af prøvepakkerne på 4,78 C. For yderligere informationer om denne test: se appendix H 5.2 F660

Slutrapport Hovedrapport 19 Specifikationer: Komponent Standard (F600) 0-serie (F660) Kompressor SC12CL SC12CNX Kølemiddel R404A R290 (propan) Skabsvolumen 600 liter 660 liter Kantvarme 57W 15W Kondensator STVF14221 STV7321 (780W) (1000W) Kondensatorventilator 1 x 36W 1 x 20W Fordamper 7 rækkers 6 rækkers Fordamperventilator 1 x 36W 1 x 20W Afrimning 1 x 350W 1 x 350W Rørvarme 8W 8W (under afrimning) Genfordampning 100W 0W (vha. kompressorens trykrør) Tabel 5: Specifikationer for F600 standard- og F660 0-serieskabet F600 standard- og F660 0-serieskabet er konstrueret efter samme princip og med samme isoleringstykkelse, men 0-serieskabet har et rumvolumen på 660 liter hvor standardskabets volumen er 600 liter. Der er desuden foretaget en mindre konstruktiv ændring af standardskabets kantliste/dørkarm, således at varmetransporten i den eksisterende kuldebro minimeres. SC12CL kompressoren er udskiftet med kompressoren SC12CNX, hvis kuldeydelse ved en fordampningstemperatur på 30 0 C er ca. 80 W lavere end for den nuværende kompressor. De 80 W svarer dog omtrent til den reduktion, der er opnået i kuldebelastning af fordamperen (ny tætningliste, 15 W i kantvarme mod før 57 W, nye ventilatorer), således at fryseren opnår samme frysekapacitet. 0-serien er monteret med en større kondensator og en lidt mindre fordamper. Kondensatorventilatoren med 36W effektoptag er udskiftet med en ventilator med et nominelt effektoptag på 20W. Fordamperventilatoren med et effektoptag på 36W er udskiftet med en ventilator med et effektoptag på 20W. Genfordampning af den kondensat mængde, der under afrimning opsamles i genfordampningsbakken, sker på 0-serien, vha. kompressorens trykrør, hvor standardskabet er monteret med et 100W elvarmelegeme der kører synkront med kompressoren. Resultater

Slutrapport Hovedrapport 20 7.8 8 7 6 kwh/24h 5 4 3 3.26 2 1 0 Standard Model 0-serie Figur 5: Målt energiforbrug for standard- og 0-seriefryseskabet ved 25 C og 60% RH (uden døråbninger). De første målinger der blev foretaget på F600 standard fryseskabet viste et energiforbrug pr. døgn på 7,80 kwh/24h ved rumkonditioner 25 C og 60% RH (klimaklasse 3). De forbedringer der er udført på 0-serien, reducerede energiforbruget med ca. 58% til 3,26 kwh/døgn. Test af 0-seriefryseskabet F660 ved rumkonditioner 30 C og 55% RH (klimaklasse 4) og en middeltemperatur af prøvepakkerne på -18 C resulterede i et energiforbrug på 3,69 kwh/24h. 6. Field test af 0-serie apparater Field testen omfattede i alt 29 skabe placeret hos 19 forskellige slutbrugere. Den geografiske placering samt typen af slutbrugere er forsøgt varieret, således at forskellige forbrugsmønstre og dermed belastninger på skabene opnås. I løbet af september og november 2001 blev der monteret måleudstyr på fire af de oprindelige F660 fryseskabe og seks af de oprindelige køleskabe. Opstillingen af de nye K660 PLUS køleskabe og F660 PLUS fryseskabe begyndte i løbet af april 2002. I tabel 1 ses en oversigt over placeringen af samtlige skabe, der er med i field testen. Af tabellen fremgår det desuden, hvilken skabstype, der er opstillet, og hvornår måleudstyret er monteret. Der er monteret måleudstyr på i alt ti nye køleskabe og ni nye fryseskabe.

Slutrapport Hovedrapport 21 Den første aflæsning af måleudstyret, monteret på de oprindelige skabe, blev foretaget i januar 2002, mens den første aflæsning på de nye skabe først blev gennemført i juni 2002. Måleudstyret på samtlige skabe er blevet aflæst 3 gange, men på grund af de forskudte opstillingstidspunkter er 4. aflæsning ikke foretaget på alle skabe. I løbet af de udførte aflæsninger blev en række problemer, der alle har indflydelse på resultatet af field testen, registreret. Hovedparten af problemerne skyldes uhensigtsmæssig betjening af skabene såsom åbne skabsdøre, slukning af skabe og bortskaffelse af måleudstyr, mens en mindre del var forårsaget af defekt måleudstyr og fejl på selve skabet. De registrerede problemer er alle anført i oversigtstabellerne med måleresultater. Måleudstyr Samtlige skabe i field testen blev monteret med måleudstyr til registrering af nedenstående størrelser: Temperaturen af luften til køleaggregatets kondensator Temperaturen af luften målt midt i skabet Det totale energiforbrug Det totale antal driftstimer Antal starter og samlet driftstid for kompressoren Antal døråbninger og samlet døråbningstid. Foto 2 viser placeringen af målekassen, hvor al måleudstyr er samlet. Til højre for målekassen ses køleaggregatets kondensator. Skabet er et nyt K660 PLUS køleskab, placeret på Odense Universitetshospital (ID 23). Foto 2: placering af måleudstyr på K660 plus-køleskab på Odense Universitetshospital

Slutrapport Hovedrapport 22 6.1 Resultater for K660 og K660 PLUS Der er udført 4 aflæsninger på samtlige seks oprindelige K660 køleskabe, mens kun fire ud af de i alt ti nye K660+ energieffektive køleskabe er aflæst 4 gange. De resterende køleskabe er aflæst 3 gange. Skabet med ID 29 er pga. lukning af McDonald's i Kgs. Lyngby udgået af field testen. I følgende oversigtstabeller er de nævnte værdier anført: ID nr. skabets ID, hvorfra skabets opstillingssted vha. tabel 1 kan identificeres. Aflæsning første, anden, tredje eller fjerde aflæsning. Dage antal dage, måleperioden løber over. Energiforbrug skabets gennemsnitlige energiforbrug pr. døgn. Termostatindstilling den af brugeren indstillede sætpunktstemperatur. Temperatur køl middeltemperaturen målt inden i skabet. Temperatur omgivelser middeltemperaturen målt uden for skabet. Desuden er evt. problemer, der betyder, at den aktuelle måling ikke kan anvendes i den efterfølgende databehandling og analyse, anført. Efter 4. aflæsning foretages der ved hvert ID nr. en summation af hele måleperiodens samlede antal dage, ligesom gennemsnitsværdierne for energiforbruget, antallet af døråbninger, den aflæste termostatindstilling, temperaturen i skabet og omgivelsestemperaturen anføres. I de tilfælde, hvor der i løbet af en måleperiode er opstået fejl eller defekter, der har medført, at de registrerede måledata ikke har været anvendelige, er den samlede brugbare måleperiode anført i parentes.

Slutrapport Hovedrapport 23 K660 - oprindelig køleskab ID Aflæsning Dage [-] Energiforbrug [kwh/24h] Døråbninger [1/24h] Termostatindstilling [ C] Temp. køl [ C] Temp. omgivelser [ C] 4 1 116 Måling ikke brugbar - temperaturloggere ikke startet 4 2 170 4,46 71 +3 +1,5 26,3 4 3 84 4,89 104 +3 +1,7 26,7 4 4 251 4,37 72 +3 +1,8 25,0 4 Sum/middel (505) 621 4,50 77 +3 +1,7 25,7 6 1 103 7,26 129 +2 +2,2 26,8 6 2 183 7,45 122 +2 +2,0 26,9 6 3 71 8,50 132 +2 +2,6 30,8 6 4 264 Måling ikke brugbar - skabet har været repareret 6 Sum/middel (357) 621 7,60 126 +2 +2,2 27,6 7 1 103 5,25 71 +5 +3,1 22,4 7 2 183 5,37 71 +3 +2,8 22,9 7 3 71 5,92 64 +3 +1,4 24,8 7 4 264 6,74 53 +3 +1,6 21,4 7 Sum/middel 621 6,00 62 +3 +2,2 22,4 8 1 233 5,28 221 +5 +3,2 1) 27,3 8 2 70 9,78 192 +5 +3,3 30,5 8 3 133 6,39 196 +5 +3,2 27,9 8 4 0 Måleudstyr fjernet i forbindelse med aflæsning 3 8 Sum/middel 436 7,56 195 +5 +3,2 28,0 9 1 233 7,41 210 +5 +3,7 37,5 9 2 70 8,12 200 +5 +3,7 39,3 9 3 133 6,96 196 +5 +3,6 32,2 9 4 0 Måleudstyr fjernet i forbindelse med aflæsning 3 9 Sum/middel 436 7,39 204 +5 +3,7 36,2 10 1 310 4,97 16 +5 +3,5 20,3 10 2 128 4,83 21 +5 +3,4 19,8 10 3 130 4,98 21 +5 +3,6 21,0 10 4 0 Måleudstyr fjernet i forbindelse med aflæsning 3 10 Sum/middel 568 4,94 19 +5 +3,5 20,3 Tabel 6: Måleresultater for det oprindelige K660 køleskab. 1) Defekt temperaturlogger. Derfor er gennemsnitstemperaturen for aflæsning 2 og 3 anvendt.

Slutrapport Hovedrapport 24 K660 PLUS - nyt køleskab ID Aflæsning Dage [-] Energiforbrug [kwh/24h] Døråbninger [1/24h] Termostatindstilling [ C] Temp. køl [ C] Temp. omgivelser [ C] 11 1 38 1,37 45 +2 +1,8 26,3 11 2 104 Måling ikke brugbar - skabet har været repareret 11 3 89 1,19 51 +2 +1,7 23,8 11 4 150 1,18 41 +2 +1,6 23,1 11 Sum/middel (277) 381 1,21 45 +2 +1,7 23,7 13 1 38 1,50 126 +5 +4,7 22,3 13 2 99 2,02 Defekt +3 +3,8 23,4 13 3 93 1,75 Defekt +3 +2,7 23,0 13 4 164 1,57 Defekt +3 +2,8 24,8 13 Sum/middel 394 1,72 Defekt +3 +3,2 23,8 18 1 68 1,26 17 +4 +3,8 23,5 18 2 70 1,10 6 +4 +4,2 25,5 18 3 133 1,10 11 +4 +4,5 21,4 18 4 126 1,05 11 +4 +4,0 21,6 18 Sum/middel 397 1,15 12 +4 +4,1 22,6 20 1 68 2,06 59 +2 +2,2 26,9 20 2 70 1,86 83 +2 +1,9 27,6 20 3 259 Måling ikke brugbar - slukket i vinterperiode 20 4 0 Måleudstyr fjernet i forbindelse med aflæsning 3 20 Sum/middel (138) 397 1,96 71 +2 +2,0 27,3 22 1 68 1,99 222 +4 +3,9 24,2 22 2 86 Måling ikke brugbar - dørlukkemekanisme + ventilator 22 3 94 2,32 274 +4 +3,8 24,0 22 4 149 2,38 283 +5 +4,1 23,9 22 Sum/middel (311) 397 2,27 267 +4 +3,9 24,0 23 1 68 2,31 214 +4 +3,5 24,7 23 2 70 2,56 185 +4 +3,6 25,1 23 3 110 2,17 222 +4 +3,3 24,3 23 4 149 2,68 243 +4 +3,6 24,0 23 Sum/middel 397 2,30 222 +4 +3,5 24,4 24 1 25 Måling ikke brugbar - defekt dørlukkemekanisme 24 2 26 Måling ikke brugbar - defekt dørlukkemekanisme 24 3 133 1,42 71 +4 +2,9 23,5 24 4 126 1,41 Defekt +5 +4,5 23,7 24 Sum/middel (259) 310 1,42 Defekt +4 +3,7 23,6 25 1 57 1,33 202 +2 +1,9 24,8 25 2 127 1,13 24 +2 +2,2 22,5 25 3 126 1,11 20 +2 +2,4 22,4 25 4 0 Måleudstyr fjernet i forbindelse med aflæsning 3 25 Sum/middel 310 1,16 54 +2 +2,2 22,9 26 1 57 1,26 34 +4 +3,2 27,9 26 2 127 0,99 29 +4 +3,7 24,2

Slutrapport Hovedrapport 25 26 3 126 0,98 24 +4 +3,8 25,2 26 4 0 Måleudstyr fjernet i forbindelse med aflæsning 3 26 Sum/middel 310 1,03 28 +4 +3,6 25,3 29 1 51 1,83 97 +3 +2,2 23,4 29 2 0 Skab fjernet 29 3 0 Skab fjernet 29 4 0 Skab fjernet 29 Sum/middel 51 1,83 97 +3 +2,2 23,4 Tabel 7: Måleresultater for det nye K660 PLUS køleskab. De gamle køleskabe forbruger i gennemsnit 6,26 kwh/døgn, mens de nye skabe forbruger 1,62 kwh/døgn. Dette svarer til en besparelse på 74 %. Figur 6 viser skabenes energiforbrug i kwh pr. døgn optegnet som funktion af forskellen mellem temperaturen inden i og uden for skabet. Den øverste kurve er en lineær tendenslinie for måleresultaterne for det oprindelige køleskab, mens den nederste er en tilsvarende tendenslinie for måleresultaterne for det nyudviklede PLUS skab. Energiforbrug vs. temperaturdifferens mellem omgivelser og skab 12 10 y = 0.19x + 1.58 Energiforbrug [kwh/24h] 8 6 4 K660+ K660 y = 0.06x + 0.35 2 0 15 20 25 30 35 40 Temperaturdifferens [K] Figur 6: Energiforbruget som funktion af differensen mellem temperaturen målt inden i og uden for skabet for køleskabene K660 og K660 PLUS. De to stiplede tendenslinier er optegnet uden angivelse af skæringspunktet på y-aksen, der beskriver skabenes energiforbrug når temperatur forskellen inde i og uden for skabet er nul. Dette såkaldte "tomgangs-energiforbrug" er beregnet vha. det i projektet tidligere udviklede simuleringprogram. De to fuldtoptrukne tendenslinier er derimod optegnet med angivelse af skabenes energiforbrug ved en temperaturdifferens på 0K. Som det ses af figuren er der særdeles god overensstemmelse mellem de to forskellige tendenslinier.

Slutrapport Hovedrapport 26 Tidligere i projektet blev der i laboratoriet udført en række målinger af energiforbruget for såvel det oprindelige som det nye køleskab. Målingerne blev udført med hensyntagen til retningslinierne i den europæiske prøvningsnorm EN441, der bl.a. ved klimaklasse 3 foreskriver, at energiforbruget måles ved en omgivelsestemperatur på 25 C og en temperatur inden i skabet på 5 C, hvilket svarer til en temperaturdifferens på 20 K (K står for Kelvin. Betegnelsen benyttes af teknikere til at bl.a. at beskrive temperaturforskelle). Ved hjælp af ovenstående måledata og tilhørende tendenslinier er det muligt at beregne og sammenligne energiforbruget for det oprindelige og det nye køleskab ved en temperaturdifferens på 20 K. Denne direkte sammenligning af skabenes energiforbrug er naturligvis vedhæftet en vis fejlmargin, da den kølebelastning, der er forårsaget af den varierende mængde ikke allerede nedkølede fødevarer, der placeres i skabet, ikke er medtaget. Forbrugsmønstret og dermed også det ekstra energiforbrug til nedkøling af fødevarer er forsøgt beskrevet ved at registrere antallet af døråbninger, og som det fremgår af figur 7 indikerer den udførte databehandling en vis sammenhæng mellem de to faktorer. K660 K660 PLUS Reduktion i energiforbrug Energiforbrug ved laboratoriemåling 2,70 0,80 70% [kwh/24h] Energiforbrug ved field test måling 5,38 1,55 71% [kwh/24h] Afvigelse i forhold til laboratoriemåling 99% 94% 1% Tabel 8: Sammenligning af energiforbrug målt i laboratoriet og under field test. Tallene er knyttet til en temperaturforskel på 20 K mellem temperatur inden i- og udenfor skabet. Som det fremgår af tabel 8, er den procentuelle reduktion i energiforbruget målt i laboratoriet og under field testen næsten ens. Field testmålingerne viser dog, at den absolutte værdi for energiforbruget - både for det oprindelige og det nye skab - er næsten det dobbelte af energiforbruget målt i laboratoriet. Under målingerne udført i laboratoriet er skabene fyldt med allerede nedkølede testpakker, og der foretages ingen udskiftning af disse, ligesom der heller ikke foretages døråbninger på skabet. Under field testen udsættes skabene for daglig brug med både døråbninger og indfyldning af varme madvarer, hvilket giver en ekstrabelastning på køleaggregatet og dermed også et øget energiforbrug. Som det fremgår af figur 7, hvor skabenes energiforbrug er optegnet som funktion af antal døråbninger, er der som forventet en vis overensstemmelse mellem antal døråbninger og energiforbruget. Jo flere døråbninger, jo større energiforbrug og vice versa.

Slutrapport Hovedrapport 27 Energiforbrug vs. døråbninger 12 10 Energiforbrug [kwh/24h] 8 6 4 K660 y = 0.0134x + 4.7319 R 2 = 0.3784 2 K660+ y = 0.0049x + 1.0926 R 2 = 0.7229 0 0 50 100 150 200 250 300 Døråbninger [1/24h] Figur 7: Energiforbrug som funktion af antal døråbninger for K660 og K660 PLUS. Kondensatmængde I løbet af første og anden måleperiode blev der på flere af de nye K660 PLUS skabe konstateret problemer med overløb fra skabenes kondensatopsamlingsbakke. Genfordampningen af kondensatet sker ved hjælp af varmeveksling med køleaggregatets trykrør. Energioptimeringen betyder imidlertid, at kompressorens gangtid og dermed også energien til genfordampning reduceres kraftigt. I forbindelse med field testmålinger er der udført måling af kondensatmængde på tre K660 PLUS køleskabe - ét skab placeret hos Dandy A/S i Vejle og to skabe placeret på Odense Universitetshospital. Målingerne på skabet hos Dandy er udført ad to gange. Som det fremgår af figur 8, blev der under første måleperiode registreret en kondensatmængde på mere end 2 liter i døgnet. En nærmere gennemgang af skabet viste dog, at en defekt dørlukkemekanisme betød, at døren i lange perioder stod på klem. Efter udskiftning af lukkemekanismen blev der foretaget endnu en måling, hvor mængden af kondensat varierede mellem 166 og 352 gram pr. døgn, der svarer til en kontinuerlig effekt til genfordampning ca. på mellem 5 og 10W.

Slutrapport Hovedrapport 28 Dandy A/S - kondensatmængde pr. døgn 2500 Før reparation af dør Kondensat mængde [g/24h] 2000 1500 1000 500 Efter reparation af dør 0 1 2 3 4 Måleperiode [døgn] Figur 8: Kondensatmåling på K660 PLUS køleskab placeret hos Dandy A/S. Ligesom hos Dandy A/S opstod der på Odense Universitetshospital problemer med overløb fra kondensatopsamlingbakken. Der er over en periode på seks døgn foretaget måling af kondensatmængden fra to nye K660 PLUS køleskabe (ID 22 & 23), placeret på Odense Universitetshospital. Middel kondensatmængden blev målt til dels 578 og 617 gram pr. døgn, der svarer til en kontinuerlig effekt til genfordampning på ca. 18W. Brugen af skabene er tilnærmelsesvis identisk, dog er der registreret en forskel i antallet af døråbninger på 256 og 292. Kondensatmængden pr. døråbning for de to skabe bliver 2,26 og 2,11 gram pr. døråbning. Gram har som tidligere nævnt udviklet et behovsstyret genfordampningssystem, der sikrer mod overløb af kondensat. Dette system er eftermonteret på alle de køleskabe, som deltog i field testen, og systemet er implementeret i produktionen hos Gram Commercial (på køleskabe). Ved normal brug af køleskabet vil dette system ikke være i drift, idet den varme, komprimerede kølemiddelgas vil fordampe kondensatet. Ved meget kraftig brug af køleskabet på varme, fugtige sommerdage vil systemet være aktiv.

Slutrapport Hovedrapport 29 Foto 3: K660 PLUS køleskab opstillet hos Odense Universitets Hospital med opsamling af kondensat.

Slutrapport Hovedrapport 30 6.2 Resultater for F660 og F660 PLUS Der er udført 4 aflæsninger på 3 af de i alt 4 oprindelige F660 fryseskabe. Det sidste skab er blevet fjernet fra opstillingsstedet og er derfor udgået fra field testen. 6 af de i alt 9 opstillede nye F660 PLUS energieffektive fryseskabe er aflæst 4 gange, 2 er blevet aflæst 3 gange og et er pga. lukning af McDonald's i Kgs. Lyngby udgået af field testen. Som det fremgår af tabel 10, har aflæsningsrunderne for de nye F660 PLUS fryseskabe været præget af en del fejl, dvs. betjeningsfejl, defekt måludstyr og fejl på selve skabene. I nedenstående oversigtstabeller er følgende værdier oplyst: ID nr. skabets ID, hvorfra skabets opstillingssted vha. tabel 1 kan identificeres. Aflæsning første, anden, tredje eller fjerde aflæsning. Dage antal dage, måleperioden løber over. Energiforbrug skabets gennemsnitlige energiforbrug pr. døgn. Termostatindstilling den af brugeren indstillede temperatur. Temperatur køl middeltemperaturen målt inden i skabet. Temperatur omgivelser middeltemperaturen målt uden for skabet. Desuden er evt. problemer, der betyder, at den aktuelle måling ikke kan anvendes i den efterfølgende databehandling og analyse, anført. Efter 4. aflæsning foretages der ved hvert ID nr. en summation af hele måleperiodens samlede antal dage, ligesom gennemsnitsværdierne for energiforbruget, antallet af døråbninger, den aflæste termostatindstilling, temperaturen i skabet og omgivelsestemperaturen anføres. I de tilfælde, hvor der i løbet af en måleperiode er opstået fejl eller defekter, der har medført, at de registrerede måledata ikke har været anvendelige, er den samlede brugbare måleperiode anført i parentes.

Slutrapport Hovedrapport 31 F660 - oprindelig fryseskab ID Aflæsning Dage [-] Energiforbrug [kwh/24h] Døråbninger [1/24h] Termostatindstilling [ C] Temp. køl [ C] Temp. omgivelser [ C] 1 1 0 Skab fjernet 1 2 0 Skab fjernet 1 3 0 Skab fjernet 1 4 0 Skab fjernet 1 Sum/middel 0 Skab fjernet 2 1 103 7,80 0 20 21,5 23,7 2 2 183 7,94 1 20 21,6 23,0 2 3 71 7,88 0-20 -21,6 23,4 2 4 264 7,83 0-20 -21,7 23,3 2 Sum/middel 621 7,86 0-20 -21,6 23,3 3 1 103 8,17 0-20 -21,8 24,8 3 2 183 8,32 1-20 -21,6 23,1 3 3 71 8,32 0-20 -22,0 24,5 3 4 264 8,21 0-20 -21,9 23,7 3 Sum/middel 621 8,25 0-20 -21,8 23,8 5 1 93 9,24 17-20 -23,3 25,4 5 2 189 9,28 20-20 -23,1 25,0 5 3 71 9,82 18-20 -23,5 26,2 5 4 264 9,56 17-20 -23,6 24,5 5 Sum/middel 617 9,46 18-20 -23,4 25,0 Tabel 9: Måleresultater for de oprindelige F660 fryseskabe.

Slutrapport Hovedrapport 32 F660 PLUS - nyt fryseskab ID Aflæsning Dage [-] Energiforbrug [kwh/24h] Døråbninger [1/24h] Termostatindstilling [ C] Temp. køl [ C] Temp. omgivelser [ C] 12 1 38 3,78 7 20 22,2 25,8 12 2 104 4,12 7 20 22,3 28,0 12 3 89 3,83 8-20 -21,6 24,4 12 4 150 3,62 6-20 -22,1 23,3 12 Sum/middel 381 3,82 7-20 -22,0 25,1 14 1 38 3,60 4 20 21,5 26,2 14 2 105 3,94 3 20 21,8 27,9 14 3 87 4,66 3-20 -22,7 24,4 14 4 164 4,64 3-20 -23,5 23,3 14 Sum/middel 394 4,36 3-20 -22,7 25,1 15 1 38 Måling ikke brugbar - defekt fordamperventilator 15 2 92 Måling ikke brugbar - defekt fordamperventilator 15 3 100 Måling ikke brugbar - defekt fordamperventilator 15 4 151 Måling ikke brugbar - defekt dørlukkemekanisme 15 Sum/middel (0) 381 Måling ikke brugbar - defekt fordamperventilator 16 1 38 4,14 9 20 20,5 26,7 16 2 99 Måling ikke brugbar - skab har været slukket 16 3 93 4,54 1-20 -24 18,6 16 4 164 Måling ikke brugbar - defekt dørlukkemekanisme 16 Sum/middel (131) 394 4,42 3-20 -23,0 20,9 17 1 38 4,81 9-20 -20,6 1) 24,0 17 2 99 4,98 8-20 -20,6 1) 26,8 17 3 93 4,50 2-20 -20,6 16,7 17 4 164 Måling ikke brugbar - defekt dørlukkemekanisme 17 Sum/middel (230) 394 4,79 6-20 -20,6 22,3 19 1 68 3,78 3 18 18,5 23,8 19 2 70 Måling ikke brugbar - defekt dørlukkemekanisme 19 3 133 3,62 2-18 -18,8 20,8 19 4 126 3,70 2-18 -18,7 21,6 19 Sum/middel (327) 397 3,68 2-18 -18,7 21,7 21 1 68 Måling ikke brugbar - skab har været slukket 21 2 70 4,78 24 20 20,7 27,7 21 3 259 Måling ikke brugbar - skab slukket i vinterperiode 21 4 0 Måleudstyr fjernet i forbindelse med aflæsning 3 21 Sum/middel (70) 397 4,78 24-20 -20,7 27,7 27 1 57 Fejl skabsdøren har stået åben en weekend 27 2 127 4,33 7-20 -22,6 25,3 27 3 126 4,54 8-20 -22,2 26,1 27 4 0 Måleudstyr fjernet i forbindelse med aflæsning 3 27 Sum/middel (253) 310 4,44 7-20 -22,4 25,7 28 1 51 Måling ikke brugbar - skabet har været slukket 28 2 0 Skab fjernet

Slutrapport Hovedrapport 33 28 3 0 Skab fjernet 28 4 0 Skab fjernet 28 Sum/middel (0) 51 Skab fjernet Tabel 10: Måleresultater for de nye F660 PLUS fryseskabe. 1) Defekt temperaturlogger. Derfor er temperaturen fra aflæsning 3 anvendt. Det gennemsnitlige energiforbrug for de gamle fryseskabe er målt til 8,53 kwh/døgn, mens energiforbruget for de nye fryseskabe er målt til 4,17 kwh/døgn. Dette svarer til en reduktion på 51 %. Figur 9 viser måleresultaterne for F660 fryseskabene. Skabenes energiforbrug i kwh pr. døgn er optegnet som funktion af forskellen mellem temperaturen inden i og uden for skabet. De øverste kurve er lineære tendenslinier for måleresultaterne for det oprindelige fryseskab, mens de nederste er tilsvarende tendenslinier for måleresultaterne for det nyudviklede PLUS skab. I field testen indgik oprindeligt 4 stk. af de "gamle" F660 fryseskabe, men allerede efter første aflæsning blev en af skabene fjernet fra opstillingsstedet og udgik derfor fra field testen. Pga. det begrænsede antal af skabe, har det ved optegning af tendenslinien for F660 skabene været nødvendigt at bestemme skabets såkaldte "tomgangsforbrug", der er skabets energiforbrug ved en differens mellem temperaturen inden i og uden for skabet på 0K. De to stiplede tendenslinier i figur 9 er optegnet uden angivelse af skabenes "tomgangsforbrug", hvilket for F660 skabet medfører, at energiforbruget beregnet ved temperaturdifferenser lavere end 24,5K bliver negativt, hvilket ikke i praksis kan forekomme. Optegnes tendenslinierne med angivelse af skabenes "tomgangsforbrug" (tendensliniens hvor skæringen med y-aksen angives) fås en sammenhæng mellem temperaturdifferensen og skabenes energiforbrug som anført ved de fuldtoptrukne kurver. Som det ses af både figur 7 og figur 9 er der ved både K660, K660+ og F660+ skabene god overensstemmelse mellem tendenslinierne bestemt med og uden angivelse af skabets "tomgangsforbrug". Dette er ikke tilfældet med F660, og dette kan tilskrives de få skabe i målingen, samt at to af disse skabe har haft meget få døråbninger, idet de har være benyttet til oplagring af forskningsprøver.