After discovering the harmful effects of synthetic halocarbon refrigerants, researchers became motivated to search for environmentally friendly alternatives. Among natural candidates, CO2 is somehow unique. It is Non-toxic, Non-flammable, with unique thermophysical properties, high availability and low cost. An outstanding recent project in this area is an innovative EU funded project referred to as MultiPACK. This project aims to propose a successful All-In-One package for HVAC, tap water heating and Refrigeration demands with a transcritical state of the art R744 solution. This thesis has been dedicated to some work packages of this project assigned to NTNU. It began with creating a console program written in C# language plus SQL-Server for performing data extraction, transferring, synchronization, visualization and storing logged measurement from two parallel independent logger systems. These loggers are supplied by two members of MultiPACK consortium (Danfoss®, Enex s.r.l). Since the MultiPACK project was in commissioning step, for the aim of data analysis, a test rig in the NTNU lab was selected due to its similarity to the project's installations. Then a test rig improvement was proposed by the author to give the possibility of evaluating unexpected losses. The supplement data after system modification turned out to be promising for inverter efficiency analysis. Uncertainty analysis of the directly measured values and deduced results was done by developing required code in the MATLAB, benefiting from the computerized CO2 library (REFPROP[1]) to analyze non-explicit functions of measured data such as evaporator load. Finally, non-conformity areas were detected and used to reject faulty data. The resulted data disclosed the fact that the accuracy of several sensors can be particularly critical to our calculated results and the results would be highly sensitive to such a measurement instrument. The final necessary task was to reduce the high measurement sample rates to minimize data volume with minimum information loss. This task was carried out as well and is available for integration into the local controllers of the installations.
Dopo aver scoperto gli effetti dannosi dei refrigeranti basati su alogenuri sintetici, i ricercatori sono stati motivati a cercare alternative ecocompatibili. Tra i candidati naturali, la CO2 è in qualche modo unica. Non è tossica, non è infiammabile, ha proprietà termofisiche uniche, alta disponibilità e basso costo. Un importante e recente progetto in questo settore, finanziato dall'UE, denominato MultiPACK. Questo progetto mira a proporre un pacchetto All-In-One e per HVAC, riscaldamento dell'acqua sanitaria e carichi termici di refrigerazione, con una soluzione R744 transcritica e "state of the art". Questa tesi è dedicata ad alcuni WP di questo progetto, assegnati a NTNU. È iniziata con la creazione di un programma scritto in linguaggio C # e SQL-Server per l'esecuzione dell'estrazione, il trasferimento, la sincronizzazione, la visualizzazione e l'archiviazione dei dati registrati da due sistemi di logging indipendenti e paralleli. Questi sono forniti da due membri del consorzio MultiPACK (Danfoss® ed Enex s.r.l.). Dal momento che il progetto MultiPACK era in fase di commissioning, ai fini dell'analisi dei dati è stato selezionato un banco di prova nel laboratorio NTNU, per la sua somiglianza con le installazioni dei progetti. Quindi un miglioramento del banco di prova è stato proposto dall'autore per dare la possibilità di valutare perdite impreviste. I dati supplementari ottenuti dopo la modifica del sistema si sono dimostrati promettenti per l'analisi dell'efficienza dell'inverter. L'analisi dell'incertezza dei valori misurati direttamente e dei risultati dedotti è stata effettuata sviluppando il codice richiesto in MATLAB, sfruttando una libreria di calcolo per di CO2(REFPROP[1]) per analizzare funzioni non esplicite di dati misurati come il carico dell'evaporatore. Infine, le aree di non conformità sono state rilevate e utilizzate per rifiutare i dati difettosi. I dati risultanti hanno rivelato che l'accuratezza di alcuni sensori può essere particolarmente critica per i risultati calcolati e che i risultati sarebbero altamente sensibili a tale strumento di misurazione. L'ultimo compito richiesto è stato ridurre le alte frequenze di misurazione per minimizzare il volume dei dati con una perdita minima di informazione. Anche questo compito è stato eseguito ed è disponibile per l'integrazione con i controller locali delle installazioni.
Remote data collection, process and analysis of CO2 refrigeration systems
ALIPANAHI, ARMIN
2017/2018
Abstract
After discovering the harmful effects of synthetic halocarbon refrigerants, researchers became motivated to search for environmentally friendly alternatives. Among natural candidates, CO2 is somehow unique. It is Non-toxic, Non-flammable, with unique thermophysical properties, high availability and low cost. An outstanding recent project in this area is an innovative EU funded project referred to as MultiPACK. This project aims to propose a successful All-In-One package for HVAC, tap water heating and Refrigeration demands with a transcritical state of the art R744 solution. This thesis has been dedicated to some work packages of this project assigned to NTNU. It began with creating a console program written in C# language plus SQL-Server for performing data extraction, transferring, synchronization, visualization and storing logged measurement from two parallel independent logger systems. These loggers are supplied by two members of MultiPACK consortium (Danfoss®, Enex s.r.l). Since the MultiPACK project was in commissioning step, for the aim of data analysis, a test rig in the NTNU lab was selected due to its similarity to the project's installations. Then a test rig improvement was proposed by the author to give the possibility of evaluating unexpected losses. The supplement data after system modification turned out to be promising for inverter efficiency analysis. Uncertainty analysis of the directly measured values and deduced results was done by developing required code in the MATLAB, benefiting from the computerized CO2 library (REFPROP[1]) to analyze non-explicit functions of measured data such as evaporator load. Finally, non-conformity areas were detected and used to reject faulty data. The resulted data disclosed the fact that the accuracy of several sensors can be particularly critical to our calculated results and the results would be highly sensitive to such a measurement instrument. The final necessary task was to reduce the high measurement sample rates to minimize data volume with minimum information loss. This task was carried out as well and is available for integration into the local controllers of the installations.| File | Dimensione | Formato | |
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