COOL4 SEA & INDUSTRY (C4S&I), en innovativ køleteknologivirksomhed, har udviklet en bæredygtig teknologi, der effektivt udnytter spildvarme til at producere køling ombord på skibe og i industrien. Grundfos har samarbejdet med C4S&I og leveret pumper, sensorer, styringsløsninger samt rådgivning til optimering af deres absorptionskølere.
C4S&I’s absorptionskølere er de eneste i verden, der er optimeret til at håndtere den dynamiske bevægelse på skibe og de svingende temperaturforhold til søs. De er også velegnede til en bred vifte af industrielle applikationer. Dette åbner nye muligheder for at udnytte absorptionskølere, som med en COPelec -faktor(Coefficient Of Performance) på 30-35 kan reducere elforbruget til køling med 90 %.
Vi kontaktede oprindeligt Grundfos som leverandør af pumper, forklarer Daniel Buhl Hansen, CEO og partner, COOL4 SEA & INDUSTRY. Diskussionen udviklede sig hurtigt til et samarbejde med Grundfos. Sammen forbedrede vi vores løsning mere end forventet, hvilket gjorde den endnu mere modstandsdygtig og energieffektiv.
Situationen
For at skalere produktionen ledte C4S&I efter alternativer til deres dyre kemikaliepumper og ønskede at skifte til Grundfos MAGdrive-pumper til pumpning af deres lithiumbromidopløsninger med højt saltindhold (op til 60 % koncentration). C4S&I havde brug for en løsning, der kunne håndtere meget høje tætheder og fungere effektivt under udfordrende forhold, såsom at pumpe væsker ved kogepunkter fra en sugetank med et indre tryk tæt på absolut vakuum. Daniel modtog oprindeligt en standard MAGdrive-pumpe, men var på udkig efter højere ydeevne for at opfylde sine specifikke behov. Udfordringen var at forbedre pumpens ydeevne uden at forårsage kavitationsproblemer.
“En Grundfos-forelæsning om frekvensstyring hos SIMAC var min første kontakt med Grundfos E-pumper, hvor pumpen drives af en variabelt hastighedsreguleret MGE-motor, hvilket øger effektiviteten betydeligt,” siger Daniel. “Indtil da havde vi kun brugt standardpumper.”
Daniel Buhl Hansen, CEO and Partner, COOL4 SEA & INDUSTRY
SIMAC er Svendborg International Maritime Academy, en maritim institution for uddannelse og vidensudvikling i Danmark. Ved arrangementet præsenterede Grundfos, hvordan man kan bruge frekvensomformere til at optimere pumpestyring og dimensionering, og hvordan MGE-motorerne kan kombinere dette med pumpe- og processtyringsfunktioner. Dette hjalp Daniel med at realisere muligheden i MGE-motoren for at forbedre pumpens ydeevne med hensyn til funktionalitet og kavitation.
Grundfos' Løsning
Grundfos' Customer Service Unit (CSU) startede med en E-pumpeløsning og arbejdede tæt sammen med C4S&I for at levere teknisk ekspertise, skræddersyede CRNE MAGdrive-pumper og adgang til en bredere portefølje af Grundfos-løsninger og -eksperter. De arbejdede på at forbedre pumpehydraulikken, integrere Grundfos-sensorer og bruge MGE-motoren for bedre kontrol og fleksibilitet. Det tekniske samarbejde med C4S&I begyndte med at adressere optimeringspotentialet i pumper, hvilket førte til udviklingen af en skræddersyet CRNE MAGdrive-pumpe, der brugte et større pumpehjul til at forbedre sugning og flow kombineret med en MGE-motor med lav hastighed.
Grundfos CSU er en intern supportfunktion, der tilbyder en række tekniske tjenester, der hjælper med at omsætte kundernes krav til skræddersyede produktløsninger. De tilbød omfattende støtte til optimering af systemopsætningen, så pumperne kunne håndtere de specifikke krav og overvinde forhindringer.
For eksempel var det ikke en ligetil proces at skifte til MGE-motorer, og der var flere udfordringer, der skulle løses. Den hurtige hjælp fra Grundfos muliggjorde en problemfri overgang fra almindelige motorer til MGE-motorer. Udfordringer som lækstrøm, kommunikation mellem pumper, IP-adresseopsætning, sensoropsætning, GSC-filopsætning og fortrolighed med GO Link krævede support og vidensdeling. Dette var også tilfældet, når man adresserede korrosionsproblemer og brugte sensorer til tryk-, temperatur- og ledningsevnemålinger.
“Vi oplevede, at Grundfos arbejdede tæt sammen med os for at forstå vores specifikke behov og udfordringer, og vi fik mulighed for at diskutere med korrosionsspecialister og sensorudviklere,” forklarer Daniel. “Vi følte, at Grundfos sikrede en omfattende dækning af alle aspekter af vores projekt.”
Daniel Buhl Hansen, CEO and Partner, COOL4 SEA & INDUSTRY
CSU gennemførte omfattende tests for at indsamle data om pumpens ydeevne med særligt fokus på kavitation og flowhastigheder. Denne datadrevne tilgang informerede om yderligere optimering af absorptionskølerens design, styring og køleeffekt.
- Teknisk tilgang: CSU-teamet fokuserede på at kombinere eksisterende komponenter på innovative måder. De brugte et større pumpehjul i en mindre CRNE-pumpe ved hjælp af MGE-motorens variable hastighed for at forbedre ydeevnen. Denne tilgang krævede omhyggelig afbalancering for at undgå kavitation og samtidig maksimere flowet.
- Test og validering: Holdet udførte grundige tests, herunder NPSH-kurver (Net Positive Suction Head) ved forskellige hastigheder, for at sikre, at pumpen kunne fungere effektivt uden kavitation. Disse data var afgørende for at optimere pumpens ydeevne, da den pumpede væske konstant er på kogepunktet på grund af tryk tæt på absolut vakuum.
Resultatet
De udfordringer, der opstod i løbet af projektet, blev løst med succes gennem en kombination af teknisk ekspertise, samarbejde og innovative løsninger. Disse tilgange var medvirkende til at overvinde forhindringer og opnå de ønskede resultater. C4S&I kunne nu overvåge og styre systemet mere effektivt, hvilket førte til bedre driftsydelse.
- Forbedret køleydelse: Den omkonfigurerede pumpe gav bedre sugning og højere flowhastigheder.
- Teknisk support: Løbende teknisk support og adgang til forskellige eksperter sikrede systemoptimering.
- Systemopgradering: Systemet blev opgraderet fra at bruge eksterne frekvensomformere til integrerede MGE-motorer, hvilket forenklede kontrolopsætningen og forbedrede pålideligheden.
Samarbejdet med Grundfos’ indflydelse på den endelige løsning var betydeligt. Systemets fysiske størrelse blev reduceret med imponerende 75 %. Strømningshastigheden og varmeoverførselseffektiviteten (Q/H) blev markant forbedret. Løsningen opnåede betydelige fremskridt med hensyn til at undgå kavitation takket være indsigt fra Grundfos’ erfaringer fra andre applikationer med lavt sugetryk og på grund af den tilpassede hydrauliske opsætning i pumperne. Styresystemet og de elektriske ledninger blev forenklet ved at udnytte de indbyggede funktioner i MGE-motoren.
Desuden gav partnerskabet mulighed for et omfattende samarbejde om at udvikle en avanceret varmeestimeringsfunktion til absorptionskøleren. Dette muliggør estimering af varmeabsorberet, produceret køleeffekt og elektrisk strømforbrug. Disse nye funktioner hjælper slutbrugeren med at dokumentere energibesparelser, CO₂-reduktion og miljørapportering.
Samarbejdet med Grundfos
Samarbejdet med Grundfos Industry CSU og C4S&I resulterede i:
- Systemstørrelse reduceret med 75 %
- Forbedret ydeevne og reducerede driftsomkostninger for slutbrugere
- Forbedret pålidelighed og reduceret vedligeholdelsesbehov
- Bedre overvågnings- og kontrolfunktioner
- Omkostningsbesparelser opnået ved at udnytte MGE-funktionalitet og Grundfos-sensorer, hvilket reducerer behovet for eksterne komponenter
“Samarbejdet med Cool4Sea er et glimrende eksempel på, at Grundfos er mere end blot en leverandør af pumper; Mange af vores eksperter har støttet produktudviklingen. Det, vi opnåede, blev gjort muligt på grund af arbejdet i Industry CSU-afdelingen, som blev involveret tidligt i processen. De havde direkte kommunikation med Daniel for at teste og udvikle produktet ved hjælp af vores pumper, sensorer og styreenheder”
René Møller Pedersen, Sales Engineer Industry, Grundfos
Fordele ved samarbejde for mindre OEM'er
Samarbejdet med C4S&I gav et værdifuldt indsigt for Grundfos. Den fremhæver også Grundfos' innovative evner til at løse komplekse tekniske udfordringer. Ved at bruge Grundfos som partner i udvikling og forbedring af systemer kan OEM'er få adgang til teknisk ekspertise og en bred portefølje af pumper, sensorer og styringer. Skræddersyede løsninger fra CSU-teamet og fuld udnyttelse af produkter og funktioner kan hjælpe med at opbygge partnernes forretning yderligere.
"Vores partnerskab med Grundfos har forbedret vores system betydeligt med hensyn til dets bæredygtighedsprofil, og også fordi Grundfos var i stand til at pege på områder, der kunne forbedres, som vi ikke kunne se os selv i starten. Jonas Kildedal fra CSU og de andre Grundfos-eksperter hjalp os med at overvinde betydelige tekniske udfordringer, hvilket førte til forbedret effektivitet og reducerede omkostninger og understregede værdien af samarbejde og fordelene ved at arbejde med en kyndig partner. Efterhånden som vores virksomhed vokser, hjælper disse fordele os med at skalere produktionen og vores forretning!"
Daniel Buhl Hansen,CEO and Partner, COOL4 SEA & INDUSTRY
Grundfos CRNE:
COOL4 SEA & INDUSTRY – Active Spray Absorption teknologi
Funktion:
Active Spray Absorption-køleteknologien fungerer ved at udnytte spildvarme ved temperaturer mellem 65-90 °C til at producere køling til aircondition eller proceskøling ved temperaturer ned til 8 °C. Da spildvarme er den primære energikilde, reduceres behovet for elektricitet med op til 90 %.
Køleeffekt: 250kW
Termisk virkningsgrad: 65-70%
COPelec: 30-35