Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klimaoder Heizungstechnik

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1 Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klimaoder Heizungstechnik 7. ZVKKW-Supermarkt-Symposium / christian.soellner@emerson.com Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 1

2 Agenda Wie verändert sich der Lebensmitteleinzelhandel? F Gas VO; resultierende Veränderungen & Herausforderungen der Hersteller Emerson Produkte und Lösungen für Verwendung von Propan im Kältemittelkreislauf Praxisbeispiele in der Anwendung Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 2

3 Wie verändert sich der Lebensmitteleinzelhandel? Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 3

4 Kundensicht? R744 R134a R404A R290 Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 4

5 Video... Zukunftsichere Lösungen? Quelle: youtube Antilope bringt Mountainbiker zu Fall.avi Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 5

6 F-Gas Verordnung: Reduktion HFC & beschränkte Anwendungen Juli 2020: Report Annex III: Split AC Januar 2015: Anwendbar -keit & außer Kraft setzen 842/ % Januar 2017: Bericht über Nationale Vorschriften & Standards re. Alternativen & Training 63% Januar 2021: HFC Report Januar 2023: Review Auswirkungen F-Gas- Verordnung Haushaltskühl-schränke GWP > : Nachverfolgbarkeit Juli 2017: Report Annex III: Multipack Report PD Methode Januar 2020: Mobile AC GWP > 150 Gewerbliche Kühlschränke & Froster GWP > 2500 Stationäre Kältetechnik & Service-Verbot GWP > % Januar 2022 Multipacks >40kW GWP > 150 Sekundärsysteme (Kaskade) GWP < 1500) Gewerbliche Kühlschränke & Froster (hermetisch dicht) GWP > % Januar 2025: Single Split AC GWP > % ~GWP = % Januar 2030: Verbot für aufbereitete / rückgewonnene GWP > 2500 für Service Ref: Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 6

7 Die neue F-Gas-Verordnung bewirkt vollständige Neubewertung von kältetechnischen Systemen A1 nicht brennbar A3 Brennbar A2L schwer entflammbar B2L Toxisch, schwer entflammbar Verbunde > 40 kw Hermetisch dichte Systeme Mittlerer GWP Sekundärsysteme Stationäre Kältetechnik CO 2 R-410A-like R32/ HFO blends (DR5, L41, ARM71) R410A R404A- & R407A/F-like NH R448A/R449A HFO blends XL20/40, HDR110, L20, ARM20) < 1500 R407C/A/F R404A R290 R134a-like 1234yf/ze ~600 R450A,R513A R134a GWP (3922) Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 7

8 Zusammengefasst der Kältemitteltrend bis... R404A/507 R134a R407A/F R448A/R449A R450A/R513A CO2 / R290 R1234yf/ze R12/502 Die Auswahl des Kältemittels ist kritisch in Bezug auf Übereinstimmung zur F-Gas-Verordnung Die System-Architektur ist abhängig von den Kältemittel-Eigenschaften Vorgegebene Quotenregelungen der F-Gas-Verordnung wird die Zukunft beeinflussen Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 8

9 Stoffeigenschaften Kältemittel Propan Propan löst sich nahezu nicht in Wasser thermodynamische Eigenschaften sind sehr ähnlich zu R22 Propan ist nicht korrosiv gegenüber den herkömmlichen Materialien nichtmetallische Werkstoffe (Dichtungen) werden in der Regel nicht angegriffen Einsatz von Ölsorten wird durch Verdichterhersteller vorgeschrieben (theoretisch könnten verschiedene Öltypen eingesetzt werden) Propan und Öl sind in der Regel sehr gut mischbar, bei größeren Füllmengen empfiehlt sich eine Ölsumpfheizung einzusetzen, damit der gelöste Anteil Kältemittel im Ölsumpf des Verdichtergehäuses deutlich reduziert wird Propan ist für die Anwendung im Kältemittelkreislauf gut geeignet und im Hinblick auf den kältetechnischen Prozess relativ problemlos ABER: im Falle einer Freisetzung können sich explosive Gemische Propan / Luft bilden dieses Risiko muss mit geeigneten Maßnahmen minimiert werden. Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 9

10 Emerson Produkte für Propan Anwendungen Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 10

11 Veränderte Kundenanforderungen mit Einführung der F-Gas Verordnung Fixed Speed R290 Scroll Variable Speed R290 Scroll Anforderungen Fixed Speed HFC Scroll Anforderungen Kompakte Bauweise Gewicht Anforderungen Natürliches Kältemittel Sichere Verdichter (ATEX) Energie Effizienz Ein Verdichter für verschiedene Anwendungen Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 11

12 State-Of-The-Art Scrollverdichter & Regelkomponenten für R290 Drehzahlgeregelte Scroll 2 Hubvolumina 2 bis 9 kw NK Optimierter Inverter 2000 bis 7000 U/min Scroll Drehzahl geregelt System-Komponenten Komplettes Produkt Spektrum Expansionsventile Druckschalter, Druckaufnehmer, Filtertrockner, etc... Scroll ungeregelt 7 Hubvolumina 3 bis 11 kw NK Vollhermetisches Design ATEX Zone 2 zertifiziert Scroll ungeregelt Einzel- und Tandem-Verdichter R290 Lösungen Flow Controls Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 12

13 R290 Scroll für Wärmepumpen & stationäre Kältetechnik Kompakt und Leicht (Ideal für steckerfertige Kühlmöbel & Chiller für kältetechnische Anwendungen) IP65 Elektro- Anschlußkasten (Spezielles Design für R290) Transport-Öse Vollhermetisches Design (Beste Wahl für brennbare Kältemittel) Option für Tandem Konfiguration (Kaskaden & Sekundärsysteme) Leiser Verdichter ( Sorgenfreie Anwendung) Kompatibel mit OM3 aktivem Öl Management (Chiller-Anwendung Kälte) Spezieller Schmierstoff für Propan Hohe Effizienz (Niedrige Betriebskosten) Optimiertes Schmierungsverhalten Identische Fußlochabstände (Einfacher Austausch) Übereinstimmung mit Regularien für ATEX Klasse II zertifiziert (Sicherer Verdichter) Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 13

14 R290 Kälte Scroll - Produktbereich Modell Hubvolumen Kälteleistung Leistungsaufnahme COP (m3/h) (kw) (kw) ZB12KCU 5,8 2,8 1,2 2,3 ZB17KCU 8,0 3,8 1,7 2,3 ZB20KCU 10,0 4,8 2,1 2,3 ZB25KCU 11,7 5,7 2,4 2,3 ZB31KCU 14,4 7,0 3,0 2,3 ZB37KCU 17,1 8,3 3,4 2,4 ZB49KCU 21,4 10,4 4,3 2,4 Kälteleistung bei: Verdampfung -10 C ; Verflüssigung +45 C ; Überhitzung 10K ; Unterkühlung 0K Verfügbar für Einzel- & Tandemanwendungen Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 14

15 R290 Kältescroll- Anwendungsgrenzen ZB12KCU / ZB17KCU / ZB20KCU Minimal 10K Überhitzung Verflüss sigungstemperatur [ C] Anwendungsgrenzen Verdampfungstemperatur [ C] Freigabe 10K Minimum Sauggasüberhitzung für große Modelle Weitere Tests für 0 C Verdampfung / +10 C Verflüssigung [ C] Verflüssigungstemperatur [ ZB25KCU / ZB31KCU / ZB37KCU / ZB49KCU Verdampfungstemperatur [ C] Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 15

16 Tandem-Ausführung A) passiver Ölausgleich! Druckanschluss Sauganschluss Öl- & Gasausgleichs -Anschluss B) aktiver Ölausgleich! OM3-020P TraxOil mit ASC3 Spule Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 16

17 R290 drehzahlregelbare Scrolls - Produkte und Anwendungen Beschreibung 2 Hubvolumina (21cc und 29cc) mit weitem Regelungsbereich ZBV021: 5000 RPM (86Hz) ZBV029: 5000 RPM (86Hz) ZBV046: 5000 RPM (86Hz) Regelbereich von 30 bis 117Hz Tandemfähig mit passivem Ausgleichssystem Aktives Öl-Management mit TraxOil OM3 Was können Typische Anwendungen sein? Vollhermetische Kühlmöbel Kaskadensysteme & R290/Wasser-Gylcol Sekundärsysteme * Betriebsbedingungen: Verdampfung -10 C ; Verflüssigung +45 C ; Sauggastemperatur 20 C ; Unterkühlung 0K Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 17

18 Kältekreis mit drehzahlregelbarem R290 Scroll & Inverter Verflüssiger System Regler Modbus Signal* Saugdruck P Drehzahlregelbarer Scrollverdichter (BPM Motor) *Modbus Protokol verfügbar für Regler Programmierung EXV P Frequenzumrichter (220VAC Eingang) Verdampfer Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 18

19 Überblick ALCO Produkte - 1 ALCO Produkte verfügbar: ATEX Zertifiziert Propan Approved Konstruktiv vergleichbar mit Standard-Produkten Spezielle Kennzeichnung FLR Angepasste Dichtungsmaterialien Elektronische Bauteile besonders bewertet Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 19

20 Überblick ALCO Produkte - 2 Produkt Type Thermo-Expansion Ventil TX3- -FLR Filtertrockner ADK- -FLR Schauglas MIA- -FLR Magnetventil 200RB- -FLR Magnetventil Spule ASC3-EX-24VAC Magnetventile Spule ASC3-EX-230VAV Drucktransmitter PT5- -FLR Elektronisches Einspritzventil EX4/5/6/7-FLR Electrical plug and cable assembly EVC05A Sicherheits Druckschalter Schalter PS4- ATEX Richtlinie DGRL EMV ATEX Außerhalb des Geltungsbereichs Anwendbar Außerhalb des Geltungsbereichs Anwendbar Außerhalb des Geltungsbereichs Außerhalbdes Geltungsbereichs Anwendbar Kennzeichnung Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 20

21 Komplettes Produktangebot für ein sicheres und effizientes System Produkteinführungs zeit Reduzierte Entwicklungszeit- und kosten Drehzahlgeregelte Scrollverdichter für umkehrbare Kaltwassersätze Flexibilität Peace Of Mind Schutzeinrichtung Erweiterter Schutz und Diagnose für ein zuverlässiges System Hohe Jahresarbeitszahlen Effizienz Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 21

22 Praxisbeispiele in der Anwendung Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 22

23 Architektur & Kältemittel Dezentrale Systeme Heute & künftige Lösungen Direkt-Expansions Systeme Hermetisch dichte Systeme Stationäre Kälte Verbunde > 40kW Sekundärsysteme (Chiller/Kaskade NK) R407A/F HFO A2L <150 R290 R450/513A R134a R407A/F,R448/449A HFO A2L <300 R290 R450/513A, R448/449A, R134a HFO A2L <300 R290 HFO A2L <300 R290 F-Gas GWP Limit GWP < 150 (2020) GWP < 2500 (2020) GWP < 150 (2022) GWP < 1500 (2022) Füllmengenbegrenzung nach EN378 Version 2016 (* IEC EN ) A3 0,15 kg Künftig 0.5kg / 1kg* 1,5 kg 1,5 kg oberirdisch Keine Beschränkung A2L 1,2 kg Künftig 1.8kg ~ 12 kg ~ 12 kg Keine Beschränkung Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 23

24 Projekt Referenz I : A1 Engineering Sekundärsystem mit Emerson R290 Scrollverdichter Kälteanlage Sekundärsystem mit R290 / Wasser-Glykol für NK Kälteleistung 10 to 63 kw bei -6C Vorlauftemperatur Heizleistung 12 to 42 kw bei +50C Vorlauftemperatur 3 bis 6 Verdichter je Anlage Kältemittelfüllmenge 12 bis 16kg Sicherheitskonzept Hermetischer elektrischer Schaltkasten Bis zu 6 Gassensoren an kritischen Punkten Im Leckagefall abschalten aller Komponenten ATEX Verdichter und Druckschalter ATEX Axiallüfter Hermetische Verbindungen Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 24

25 ...weitere Fotos aus der praktischen Anwendung mit Einblick in den Supermarkt Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 25

26 Projekt Referenz II: Concept Steckerfertiges Kühlregal mit Emerson R290 Scrollverdichter Komplettlösung Steckerfertige Wandkühlregale mit integrierter Kältetechnik (nur zwei Anschlüsse notwendig: Strom und Tauwasserablauf, keine Kältemittelleitung) Wärmeabfuhr mittels fertig vormontierter Leitungsrohre (Transportmedium Wasser/Sole) Rückkühler mit Pumpstation zur Abgabe der Abwärme Kopplung an Heizungssysteme für umweltschonende Wärmenachnutzung möglich Steckerfertige AHT TK- /Kühltruhen (einzig Stromanschluss notwendig) Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 26

27 Projekt Referenz II: AHT Steckerfertiges Kühlregal mit Emerson R290 Scrollverdichter Steckerfertiges Kühlregal für Normalkühlung Vollhermetisches System Baulängen 2.5 m und 3.75 m Kälteleistung 4.8 kw und 7 kw Kältemittelfüllmenge 700g (500g) ATEX Komponenten Vorteile der steckerfertigen Lösung Eigenschaft Verbundanlage DX Steckerfertiges Kühlregal Flexibilität niedrig Hoch Plug And Chill Wartung Komplexität hoch niedrig Kältemittelmenge hoch niedrig System Planung lang schnell Installation komplex einfach Leckagerate hoch minimal Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 27

28 ...weitere Fotos aus der praktischen Umsetzung mit Verwendung von R290 im Kühlregal Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 28

29 Projekt Referenz III: Luft Sole/ Wasser Wärmepumpe Reversible Luft-Sole-/Wasser Wärmepumpe R290 Funktionen Heizen mit Wärmequelle Außenluft Heizen mit Wärmequelle Solekreislauf Parallelnutzung von Außenluft und Solekreislauf als Wärmequelle Aktive Kühlung mit Wärmesenke Außenluft Daten Wärmeleistung Luftbetrieb (A7/W40): 57 kw, COP 4,2 Wärmeleistung Solebetrieb (B15 / W40-30) 75kW, COP 5,1 Kompakte Abmessungen (H x B x T): 2300 x 1900 x 1180 mm Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 29

30 Projekt Referenz III: Luft Sole/ Wasser Wärmepumpe Anwendungen hoch - effiziente Beheizung von Gebäuden und gewerblichen Objekten Aktive Kühlung/Klimatisierung Nutzung von Niedertemperatur-Abwärme aus Gewerbe und Industrie mittels Solekreis Kombination der Wärmequellen Sondenkollektor und Außenluft Ausführung alle Anlagenfunktion in einem Gehäuse für Außenaufstellung 4 x sauggasgekühlte Emerson Scroll-Verdichter Kältemittel R290 integriertes Sicherheitskonzept elektronisch geregelt: Expansionsventil und Ventilatoren Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 30

31 ... weitere interesante Projekte: Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 31

32 Hinweis auf eine sehr gute Literatur & Nachschlagewerke: Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 32

33 Zusammenfassung Kohlenwasserstoffe sind attraktive natürliche Kältemittel und gut geeignet für die gewerbliche Kältetechnik State-of-the-art Komponenten sind für Kohlenwasserstoffe verfügbar ATEX zertifizierte vollhermetische Verdichter sind eine sichere Wahl für brennbare Kältemittel Kohlenwasserstoffe können in verschiedenen Anlagekonzepten eingesetzt werden, wie zum Beispiel in: - Sekundärsysteme - steckerfertige Kühlmöbel - Wärmepumpen - Chiller und sie bieten sicherlich viele Potentiale in weiteren nicht genannten Bereichen! Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 33

34 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 34

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36 Emerson s Roadmap für future-proof Kältetechnik HFKW HFO blends CO 2 Propan Zukunftssichere Lösungen mit Propan in der Kälte-Klima- oder Heizungstechnik 36