gleichzeitiges kühlen, heizen und klimatisieren (günter gamst, daikin airconditioning germany)
DESCRIPTION
Vortrag von Günter Gamst, Daikin Airconditioning Germany, über gleichzeitiges Kühlen, Heizen und KlimatisierenTRANSCRIPT
Bundesministeriumfür Umwelt, Naturschutzund Reaktorsicherheit
Geräte für Wärme-, Kälte-und Klimatechnik
im Supermarkt
DAIKIN Airconditioning Germany GmbH
Kälte- und Klimatechnik im Kontext der Energie- und Klimaschutzpolitik
der BundesregierungBerlin, 26. März 2009
17.04.2009 Gunther Gamst – DAIKIN Airconditioning Germany GmbH 2
Inhalt
� Wandel im Lebensmitteleinzelhandel
� Konzeptbeschreibung
� Praxisbeispiel aus Kundensicht
� Systemvergleich Discounter
● Vergleichsbasis
● Messschema
● Verbrauchsdaten
● Systemvergleich
● TEWI-Betrachtung
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Der Druck auf Filialisten im Lebensmittel-einzelhandel stieg stetig:
� höheres Warenangebot, d.h. mehr gekühlte Lebensmittel� bessere Warenpräsentation, d.h. mehr Beleuchtung� höheren Einkaufskomfort, d.h. Klimatisierung� andere Verkaufskonzepte, d.h. längere Öffnungszeiten
Lebensmitteleinzelhandel im Wandel
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Die Randbedingungen verstärkten diese Entwicklung:
� die Energiepreise stiegen stetig� der politische Druck stieg (CO2-Emissionen)
Lebensmitteleinzelhandel im Wandel
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Entropiegesetz (Anlageneffizienz über Gesamtlaufzeit erhalten):
� stetiger Aufwand, um Energieverbrauch konstant zu halten� Schwankungsbreite bei Energieverbrauch ist bis zu 50%
nur bei Kälteanlagen� bezogen auf den Gesamtverbrauch (Heizung, Beleuchtung
etc.) noch höher
Lebensmitteleinzelhandel im Wandel
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Lebensmitteleinzelhandel im Wandel
Das Conveni-Pack ist eine serienreife Systemlösung
mit einem neuen konzeptionellen Ansatz,
basierend auf VRV-Technologie.
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KonzeptbeschreibungWie sieht das Konzept prinzipiell aus?
Wärme-Rückgewinnung durch direktes
Verflüssigen in den Innengeräten
Wärme-Rückgewinnung durch direktes
Verflüssigen in den Innengeräten
1 integriertes Haustechnik-System ersetzt alle bish erigen Gewerke.
…mehr zur Funktionsweise?
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Funktionsprinzip Wärmemanagement
A
A = C - B
B
C
HeizbetriebÜbergangszeit:
leichter bismittlerer Heizbedarf
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Funktionsprinzip Wärmemanagement
A
A = C ; B = 0
B
C
Heizbetrieb Winter:
hoher Heizbedarf
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Funktionsprinzip Wärmemanagement
Heizbetrieb Winter:
Heizen Spitzenlast
A = C + B
B
C
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Klimabetrieb
Sommer:
Optional!
Funktionsprinzip Wärmemanagement
A
B
C
A + C = B
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KonzeptbeschreibungDer
Systemaufbau
A
B
C
D
Y3R
S1NPLR4-1T S1PL
S1PH S2PH
S1N
PH
Y2E
S2NPL
S3PH
Y1R
Y2R
R3-1T
R3-2T
R4-2T
Y1E
INV STD1 STD2
Wärme+Kühle
im Shop
F
E
Kälte für
Lebensmittel
Tiefkühlung
Lebensmittel
Optional
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KonzeptbeschreibungBsp. Leistungsspektrum Wärme, Kälte,
Klima für 2 Units
► vorhandene max. Kälteleistung am Kühlmöbel: 35,5 kW(Betriebspunkt: t o -8°C / t c +32°C / 30m Entfernung Möbel / Mopro-Ware)
► vorhandene Klimatisierung: 30 kW(bei geringerer Leistungsabgabe für Lebensmittelküh lung bis ca. 48 kW)
► vorhandene max. Heizleistung: ca. 60 kW(bei voller Wärmerückgewinnung aus Kälte inkl. Wärm epumpe)
► Heizleistung ohne Wärmerückgewinnung: ca. 40 kW(Backup-Heizleistung, bei ausgeschlteter Kälteanlage )
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KonzeptbeschreibungTechnische Merkmale
► Invertertechnologie, d.h. optimale Leistungsanpassu ng, stabileVerdampfungstemperaturen und weniger Stromspitzen.(Gesamt-Stromanschlussleistung des Markts bleibt un verändert).
► Anlage ist auf höchsten Wirkungsgrad im Teillastber eich konzipiert.(Volllastanforderung nur ca. 5-20% Laufzeit im Jahr esmittel).
► Verdopplung der Verdichterzahl im Vergleich zu konv entionellenSystemen -> Betriebssicherheit
► Redundanz -> Klimaverdichter helfen im Bedarfsfall Kälteverdichtern
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Konzeptbeschreibung…weitere technische Merkmale
► Aufteilung in ≥ 2 Teilrohrnetze≥ 2-fache Sicherheit
► < 30kg Kältemittelfüllmenge je (Teil-)AnlageF-Gase-Verordnung
► Conveni-Pack Telemetriesystem
Notlaufbetrieb:Anlage erkennt "ungesunde" Betriebszustände und fäh rt eigenständig zurück. Das System schont sich, um Kälteerzeugung s o langewie möglich aufrecht zu erhalten.
Airnet:Erkennung und Meldung von AnlagenineffizienzVorhersage von Störungen.
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Praxisbeispiel Bio-Markt Shop-Fläche: A = 600 m²
Installierte NK-Kälteleistung: Q o = 16,5 kW
Küh
lräum
e
The
kenb
erei
chKühlregal
O+G
Regal
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Praxisbeispiel Bio-Markt Wie sieht es vor Ort aus?
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Praxisbeispiel Bio-Markt Was sagt der Kunde?
"…bei allen zukünftigen Neu- und Umbauten der SuperB ioMarktAG werden wir das Conveni-Pack System einsetzen."
"…im Vergleich zu unseren Bestandsobjekten mit konventioneller Technik haben wir Einsparungen in d en Gesamt-Betriebskosten zwischen 30% und 70%."
"…auch bzgl. der Montage bzw. Installation des Syst ems sind unsere Erfahrungen zu 100% positiv."
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� Wandel im Lebensmitteleinzelhandel� Konzeptbeschreibung� Praxisbeispiel aus Kundensicht� Systemvergleich Discounter
� Vergleichsbasis
● Messschema
● Verbrauchsdaten
● Systemvergleich
● TEWI-Betrachtung
Units für Wärme-, Kälte- und Klimatechnik im Supermarkt
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Vergleichsbasis� Typischer „deutscher“ Discount-Supermarkt
ca. 15.000 vergleichbare Läden in 2006� 800 m² Ladenfläche� hoch standardisierte Bauweise� NK über offene SB-Kühlregale
20-25 mtr. Lauflänge – überwiegend mit R-404A
� TK über optimierte steckerfertige Truhen 40 mtr. Lauflänge – überwiegend mit R-290
� Heizbedarf 100 kWh/m²aüber Öl- bzw. Gasheizung
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Gesamtenergieverbrauch und Emissionen eines exemplarischen „Discount-Supermarkts“ (nach IZW KT09)
57,2
%
51,8
%
251.
000
kWh/
a
142.
000
kg C
O2ä
q/ a
%
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Konsequenzen hieraus…
� Essentielle Energieeinsparung und Emissionssenkung im (Discount-)Supermarkt erfordert die Betrachtung aller Energieströme.
� Bislang wird die Heizung (32 % des Verbrauchs) meist außer acht gelassen.
� Die Abwärme der Kälteanlage bleibt meist unzureiche nd genutzt bzw. ungenutzt.
� Systemgrenzen von Gewerken auf Liegenschaften ausweiten!
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R-404A Referenzanlage gem. ECOFYS*
R744 (CO2)Vergleichsanlage gem. ECOFYS*
R-404A Beispielanlage gem. IZW**
Optimierte R-134a Bestandsanlage eines dt. Discounters (mit partieller Wärmerückgewinnung)
Conveni-Pack Systeme
Die verglichenen Systeme
* Aus Vorstellung Abschlussbericht UBA Forschungsvorhaben 206 44 300durch Ecofys Germany GmbH, Nürnberg
** Aus IZW informiert KT-09. IZW e.V. Hannover
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Umsetzungsbeispiel CVP | DiscounterGewerbekälte Wärme/Klima Lüftung
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Messaufbau Energieerfassung
Kälte-/Klima-/Wärmeerzeugung
Küh
lrega
le g
esam
t
WärmeerzeugungMarktleiter, Personal
Luftverteilung und Frischluft
Was wird gemessen?
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Auszug Datenerfassung
Stromaufnahme 'Einheit 1'Kälte-/Klima-/Wärmeerzeugung
Außentemperatur und Feuchte
Stromaufnahme Kühlregale
StromaufnahmeWärmeerzeugung Nebenräume
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Die verglichenen Systeme
* Aus Vorstellung Abschlussbericht UBA Forschungsvorhaben 206 44 300durch Ecofys Germany GmbH, Nürnberg
** Aus IZW informiert KT-09. IZW e.V. Hannover
Ecofys Discount I*Ecofys Discount
IV*IZW KT-09**
Discounter_Bestand
Convenipack_Feldtest
Verkaufsfläche 800 m² 800 m² 800 m² 800 m² 800 m²
NK-Kühlmöbel 22,5 mtr. 22,5 mtr. 27,5 mtr 25,0 mtr. 25,0 mtr
spez. EnergiebedarfNK-Kühlmöbel
3.263 kWh/m *a 3.263 kWh/m *a 2.887kWh/m *a 2.517kWh/m *a 2.650kWh/m *a
Kältemittel R-404A R744 (CO2) R-404A R-134a R-407C
Kältemittel-Füllmenge
65 kg (2,9 kg/mtr.) 45 kg (2,0 kg/mtr.) 25 kg 70 kg 75 kg (3x25kg)
GWP 3.260 1 3.260 1.300 1.530
Leckrate2,65 / 6,15 /
11,65%k.A. | Annahme:
10%5% k.A. Annahme: 3%
TK-Kühlmöbel steckerfertige Möbel - nicht berücksichtigt
EnergiebedarfHeizung
nicht berücksichtigt Annahme: 80.000 kWh /a
80.000 kWh/a 75.000 kWh/aWärmerückge-winnung bzw. Wärmepumpe
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Die verglichenen Systeme (normiert auf 25 mtr. Kühlmöbel)
* simuliert / berechnet** gemessen
Ecofys Discount I Ecofys Discount IV IZW KT-09Discounter_
BestandConvenipack_
Feldtest
Verkaufsfläche 800 m²
NK-Kühlmöbel 25,0 mtr
EnergiebedarfNK-Kühlmöbel
81.575 kWh/a* 81.575 kWh/a* 72.175 kWh/a* 62.925kWh/a** 66.250 kWh/a**
Kältemittel R-404A R744 (CO2) R-404A R-134a R-407C
Kältemittel-Füllmenge 72 kg (2,9 kg/mtr.) 50 kg (2,0 kg/mtr.) 25 kg 70 kg 75 kg (3x25kg)
GWP 3.260 1 3.260 1.300 1.530
Leckrate 3%
TK-Kühlmöbel steckerfertige Möbel - nicht berücksichtigt
EnergiebedarfHeizung
80.000 kWh/a
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Energiebedarf für: Kühlen (25mtr) | Heizen (800m²)
100% 100%
41%
85%94%
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Jährliche Betriebskosten | Heizöl
100% 100%
47%
84%93%
Strom: 0,11€/kWh | Öl: 0,08€/kWh
-44%
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Jährliche Betriebskosten | Gas
100% 100%
58%
82%
92%
Strom: 0,11€/kWh | Gas: 0,045€/kWh
-29%
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Emissionsfaktoren D für Strom | Gas | Öl
Emissionsfaktoren gem. GEMIS 4.4.2 CO2/kWhGHG-
Emissionen
Strom Datensatz El-KW-Park-DE-2005 (UBA) 577,21 g/kWh 601,00 g/kWh
ÖlDatensatz Öl-Heizung-DE-2005 (Endenergie) 304,28 g/kWh 306,25 g/kWh
Öl-Heizung (Nutzenergie bei ε: 90%) 338,08 g/kWh 340,28 g/kWh
GasGas-Heizung-Brennwert-DE-2005 218,19 g/kWh 242,53 g/kWh
Gas-Heizung (Nutzenergie bei ε: 95%) 229,67 g/kWh 256,35 g/kWh
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TEWI-Betrachtung | Heizen mit Öl
47.086 47.08641.660
36.321 38.240
24.342 24.342
24.342
22.821
10.595
4.075
4.550
5.738
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
90.000
Ecofys Discount I Ecofys Discount IV IZW KT-09 Discounter_Bestand Convenipack_Feldtest
Direkte Emissionen Strom Direkte Emissionen Öl Indirekte Emissionen Kältemittel100%
87%
54%
78%
85%
-31%
kg C
O2
äqui
vale
nt/a
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TEWI-Betrachtung | Heizen mit Gas
47.086 47.08641.660
36.321 38.240
18.374 18.374
18.374
17.225
10.595
4.075
4.550
5.738
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
90.000
Ecofys Discount I Ecofys Discount IV IZW KT-09 Discounter_Bestand Convenipack_Feldtest
Direkte Emissionen Strom Direkte Emissionen Gas Indirekte Emissionen Kältemittel
100%
86%
58%
76%
84%-24%
kg C
O2
äqui
vale
nt/a
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Resümee
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Resümee 1� Durch eine konsequente Verknüpfung der
„symbiotischen“Hauptenergieströme „Heizbedarf“ und „Abwärme-Kälteanlage“ lassen sich mit dem Conveni-Pack relevante Einsparungen bei
� Gesamtenergiebedarf(Potential 1.290 GWh bei 15.000 bestehenden Discount märkten)
� Betriebskosten* (Potential 121 Mil. € bei 15.000 bestehenden Discou ntmärkten)
� CO2-Emissionen* (Potential 570.000 t bei 15.000 bestehenden Discoun tmärkten)
erzielen.� Der gezeigte integrierte Ansatz mit Conveni-Pack br ingt
ca. 4x höhere CO2-Einsparungen* als der Wechsel auf R744-Direktverdampfung. (38 t zu 10 t je Discounter und Jahr)
* gegenüber Heizen mit ÖL und Ecofys
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Resümee 2
� Kälte-, Wärme- und Lüftungszentralen werden zusammengelegt.
� Es ist kein Kamin mehr vorhanden.
� Durch wetterfeste Kompaktmodule entfallen die innenliegenden Maschinenräume = 20 m² Platz gewonnen= 16000 € Investitionskosten-Einsparung
� Komplette Haustechnik anstatt über 3 (Kälte- | Heizu ng-| Lüftung-Klima) - Fachbetriebe (Zuständigkeit?) nur noch über einen Spezialisten.
� Die Conveni-Pack Technologie ist 1000-fach erprobt, dokumentiert und sofort verfügbar.