Refrigeration and A/C Controls Division Date | 1

Kompetenz in Kälte und CO2-TechnikBMU/ Runder Tisch 10. Februar 2011, Bonn

www.danfoss.de/foodretail

CO2

Danfoss Food Retail | 2BMU / Runder Tisch Bonn, 10.02.2011

• Kopenhagen -10%

• Stockholm -12%

• Berlin -4%

• Paris 0%

• Madrid 6%

• Rom 10%

Effizienzunterschiede von R404A und transkritischen CO2- Kälteanlagen

• London -4%

• Wien -1%

• Istanbul 8%

http://www.ipu.dk

Pack calculationII

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Subkritische CO2- Anlagen (Kaskadenanlagen)

ca. 1000 Anlagen

Mehr als 10 Jahre Erfahrung

Transkritische Anlagen

2006 > 5

2007 > 50

2008 > 150

2009 > 400

2010 > 1000

Markt- Standard :

1.Transkritische Boosteranlage

2. NK Pumpenbetrieb mit CO2-Sole

und TK CO2 DX

Netto Zentrallager in Dänemark Gesamte installierte Leistung 1,5 MW Eröffnung November 2009 20% weniger Installationkosten 1,2 MW WRG (40-70 ºC Wasser)

Entwicklung CO2-Anlagen mit Danfoss CO2-Technik

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Energieverbrauch in % - Messungen von 3 Märkten in Dänemark

Ener

gie

verb

rauch

in %

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Optimierung des Kreisprozesses

Die Optimierung des Kreisprozesses verläuft bei der CO2-Anlage analog zur der einer R404-Anlage.

Gegenüber der mit konstanten Arbeitsdrücken geregelten Anlage, werden ca. 23%/a Energie gespart.

Unterschied bei CO2 gegenüber R404:

Bei der transkritischen Hochdruckregelung wird der Gaskühlerdruck nach dem COP-Optimum geregelt. (ca. 5-10% der Betriebszeit)

Bei der subkritische Hochdruckregelung wird der Gaskühlerdruck auf den minimal möglichen Druck Pgcmin geregelt. (ca. 90% der Betriebszeit)

Die Po-Optimierung erfolgt wie bei R404A Anlagen nach der meist belastetetenKühlstelle. Es wird der max. mögliche Druck Po geregelt.

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Energieverbrauchsmessung kreisprozessoptimiert

EC-Diepholz mit ADAP-KOOL® - Standard Regelung R404A EC-Wittingen mit ADAP-KOOL® - optimierte Regelung R404A

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

Janu

ar

Februa

r

März April

Mai Juni Juli

Augus

tSep

tembe

r

Oktobe

rNove

mber

Dezembe

r

2006

kWh

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

Wittingen [kWh]Diepholz [kWh]Einsparung [% ]

j

Ener

gie

verb

rauch

kW

h

Einsparung %

2006Einsparung=23 %/a

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Regelkreise zur Verbrauchsoptimierung

Die Änderungen der Umgebungstemperatur und der Lastbedingungen erfordern eine automatische Anpassung der Regelparameter der Regelkreise an die momentanen Betriebsbedingungen.

1. adaptive Verdampferfüllungsregelung mit an CO2-angepassten Regelalgorithmus. (AK-CC550A + AKVH10) (nicht optimierbar: Regler mit konstanter Überhitzungsregelung)

2. Po-Optimierung nach Kühlstellentemperatur bzw. meist belastete Kühlstelle

3. Po-Optimierung durch drehzahlgeregelte Verdichter mit AKD

4. Pgc-Optimierung nach max. COP bzw. nach min Pgc.

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0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Actual superheat

Superheat set point

1. Adaptive Verdampferfüllungsregelung

MSS

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2. Po-Optimierung

3 OptimierterSaugdruck

1 Betriebsdaten AK-SM720, Systemmanager

AK-PC840AKC 100 AK-CC550 AKC 100 AKC 100

2KritischesKühlmöbel

AK-CC550

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3. Einfluss der Drehzahlregelung auf COP

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4. Hochdruckregelung des Gaskühlers nach opt. COP

Gaskühler

Hochdruck-E-Ventil

BypassVentil

Mitteldruck-behälter

5°C40bar

-10°C27bar

140bar

EKC 326A

zu den Verdampfern

von den Verdampfern

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ΔhEVAP ΔhCOMP

COP = 1.90

COP = 2.31

COP = 2.28

75 80 85 90 95 100 105 110 115 120Gas cooler pressure [bar]

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

1.50

Ref

riger

atin

g ca

paci

ty [k

W] a

nd C

OP

[-] COP

QE

tE = -10 °C, ΔtSH = 10 KtGC,OUT = 35 °C

OPERATING CONDITION

Optimaler COP (Hochdruck)

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Gaskühler, optimierter COP-Regelalgorithmus

EKC 326A

2 Betriebsmodi:Druckregelung für optimalen COP oder für max. Qo

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Verdampfer- und Verdichterregelung

Boosterschaltung

NK-10°C27bar

TK -35°C

12bar

AK-CC550A

AKVH10

Anlauf-koordinierung

AKD102

AK-PC740

5°C40bar

25-60Hz

25-60Hz

Kühlstellenregler Verbundregler

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Bock Trainings Boosteranlage

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Wärmerückgewinnung / Gebäudeheizung

Kälteanlage = Wärmepumpe

integrierter Verbundregler= Gaskühlregler, Verbundregler

WRG – und WP-Regler

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Erfahrungen mit CO2-Anlagen

Ca. 1200 transkritische Systeme sind in Nordeuropa installiert.

Das ist tägliches Geschäft.

Alle Supermarktketten haben transkritische CO2-Anlagen in derAusschreibung

Aufgrund technischer Überlegenheit und kleiner Komplexität habenGas by-pass Systeme einen großen Marktanteil gewonnen.

Der Energieverbrauch liegt bei den ersten transkritischen Systemenauf dem gleichen Level wie HFC-Systeme. Mit adaptiven Regelungenkönnen die Verbräuche erheblich verbessert werden.

Wärmerückgewinnung und Wärmepumpenbetrieb versprechen weitereEinsparungen.