Klima-Kälte-Tag 2017 Kühlen, Heizen und Klimatisieren mit natürlichen Kältemitteln nachhaltig mit Planungssicherheit

Transkript

1 Klima-Kälte-Tag 2017 Kühlen, Heizen und Klimatisieren mit natürlichen Kältemitteln nachhaltig mit Planungssicherheit Johann Herunter eurammon member technical commitee Vösendorf,

2 Kurzinformation zu Vösendorf,

3 eurammon Weltweites Experten-Netzwerk Unternehmen, Institutionen, Initiativen und Einzelpersonen: über 80 eurammon Mitglieder aus 27 Ländern weltweit engagieren sich dafür, den Einsatz natürlicher Kältemittel zu verstärken

4 eurammon Mission & Ziele Mission: eurammon fördert den Einsatz natürlicher Kältemittel, schärft das Bewusstsein für die vielfältigen Anwendungsbereiche und zeigt, wie man natürliche Kältemittel richtig und sicher einsetzt.

5 eurammon Netzwerk & Events eurammon schafft Plattformen, um Wissen zu bündeln und auszutauschen und verbindet Experten auf dem Gebiet der Anwendungen mit natürlichen Kältemitteln.

6 Kühlen, Heizen und Klimatisieren mit natürlichen Kältemitteln nachhaltig mit Planungssicherheit Herausforderung: Richtige Entscheidung bei der Auswahl von Kältemitteln zu treffen, damit umweltfreundliche Lösungen geschaffen werden, die Komfort bieten und doch energie- und kosteneffizient operieren Lösungsansatz: Einsatz umweltfreundlicher und energieeffizienter natürlicher Kältemittel: z.b. Ammoniak, Propan, Kohlendioxid, Wasser, Luft, weitere Kohlenwasserstoffe

7 Historischer Rückblick (I) Kältemittel in der Antike - Eis, Wasser, Luft

8 Historischer Rückblick (I) KM vor 1930 Stoff Kältemittelnummer Chemische Bezeichnung Luft 1) R Wasser 2) R 718 H 2 0 Kohlendioxid 3) R 744 CO 2 Ammoniak R 717 NH 3 Schwefeldioxid R 764 SO 2 Methyl-Chlorid R 40 CH 3 Cl Dimethylether E 170 C 2 H 6 O (SO 2, Raoul Pierre Pictet, CH, 1877) (Diethyl-)Ether R 610 C 4 H 10 O 1. Joule-Prozess, erstmals 1844 von John Gorrie (USA) angewandt 2. +5/30 C, erste Versuche mit H 2 0 zur Eisherstellung 1755 von William Cullen (GB) 3. CO 2 erstmals 1862 von Thaddeus Lowe (USA) angewandt

9 Historischer Rückblick (II) Synthetische KM ab Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe R-11, R-12, R-22, R-502, usw. Aktuelle Situation und Gesetzliche Vorgaben Montreal Protokoll 1989 Verbot von KM mit ODP und schrittweise Verringerung des GWP Ausstieg von FCKW s wie R-12, R-22 und 2010 auch R-22 F-Gaseverordnung Nr. 517/2014, in Kraft getreten ab dem Eckpunkte daraus: Verbot von Kältemitteln ab 2020 GWP >2500 (z.b. R404a) ab 2022 > 150 (z.b. R134a) Schrittweise Verknappung der aktuellen KM mit hohen GWP s bis 2030 auf 21% Quotenregelung für Kältemittelhersteller und Anlagenbauer / Errichter Die Betreiberpflichten verschärfen sich bez. Wartung, Reparatur und Dichtheitsprüfungen von Kälte- und Klimaanlagen Es müssen Alternativen entweder als Übergang wie z.b. HFO-1234ze oder konsequenterweise natürliche Lösungen her wie Propan, Propen, CO2, Ammoniak Reduktion der Kältemittelfüllmengen

10 GWP Vergleich verschiedener Kältemittel

11 Umwelteinfluß R134a R404A R290 CO 2 NH 3 ODP GWP ,3 1 0 CO2 hat den GWP Referenzwert von 1 Ammoniak ist das einzige Kältemittel, das weder Einfluss auf die Ozonschicht noch auf die Erderwärmung hat!

12 Phase Down Szenario Die Revision der F-Gase Verordnung erhöht das Tempo, bestehende Anlagen umzurüsten.

13 Was sind natürliche Kältemittel? Auch natürliche Kältemittel werden meist industriell hergestellt, bestehen aber aus den in der Natur vorkommenden Elementen Sauerstoff Stickstoff Wasserstoff Kohlenstoff

14 Natürliche Kältemittel sind die zukunftssichere Lösung Natürliche Kältemittel belasten die Umwelt nicht und haben kein oder ein nur marginales GWP / ODP sind energieeffizient, vor allem bei Betrachtung des gesamten Lebenszyklus der Anwendungen haben sich in vielen Anwendungen erfolgreich bewährt von kleinen bis hin zu großen Leistungsbereichen und sind deshalb die zukunftssichere Lösung.

15 Natürliche Kältemittel Einsatz in verschiedenen Bereichen Natürliche Kältemittel werden in unterschiedlichsten Bereichen genutzt:: Lebensmittelindustrie Gebäudetechnik Chemische Industrie Logistik Gesundheitswesen Freizeitindustrie

16 Natürliche Kältemittel Einsatz in verschiedenen Bereichen Breites Spektrum von Anwendungen mit natürlichen Kältemitteln von großen bis kleinen Leistungsbereichen vom industriellen bis zum privaten Einsatz Anlagenbeispiele mit den natürlichen Kältemitteln Ammoniak (R717), Kohlendioxid CO2 (R744) und Propan (R290): Kälteanlagen im NK- und TK- Bereich Wärmepumpen Klimaanlagen

17 Ammoniak Anwendungen Distributionscenter Lebensmittelverarbeitung Chemische und petrochemische Industrie

18 Chemische Formel - Ammoniak R 717 AMMONIAK

19 Klassifikation von Ammoniak Gemäß EN378-1 gehört Ammoniak zur Sicherheitsgruppe B = giftig 2 = geringe Brennbarkeit B2 (L) Elektrische Ausrüstung muss nicht den Anforderungen für gefährdete Bereiche entsprechen! (EN378-3, Kap. 6.3)

20 Ammoniak Anwendungen Wärmepumpen für industrielle Anwendungen

21 Ammoniak Anwendungen Kaskaden mit NH 3 auf der Hochdruckseite und z.b. CO2 auf der Niederdruckseite

22 Ammoniak Anwendungen NH3-Anlage in Container-Bauweise für Fischfabrik in Frankreich

23 Ammoniak Anwendungen Klimatisierung von großen öffentlichen Gebäuden

24 Ammoniak - Anwendungen Klimatisierung von London Heathrow Terminal V, Stuttgart Flughafen Vorgefertigte Kaskade für einen Lebensmittelbetrieb in Israel

25 Ammoniak - Aussichten Entwicklung semihermetischer bzw. hermetischer Verdichter für kleinere Anwendungen Füllmengenreduzierung durch Einsatz von innovativen Abscheidersystemen, Shell& Plate sowie Microchannel-WT für Verdampfer und Verflüssiger Vereinfachtes Ölmanagement durch mischbare Öle Ammoniak ist ein bewährtes Kältemittel, das zunehmend auch für kleinere Anwendungen verwendet wird

26 Kohlendioxid Anwendungen Für Supermarktkühlung anfangs vorwiegend in Nordeuropa mittlerweile Stand der Technik (sowohl subals auch transkritisch, in Kaskaden mit anderem KM auf der Hochdruckseite) CO2 Äquator wird immer südlicher, Injektortechnologie Besonders geeignet für Tiefkühlanwendungen als Kälteträger oder Kältemittel (dann auch energetische Vorteile) Potentiell auch für die Automobilklimatisierung (dann aber energetische Nachteile in heißem Klima)

27 Chemische Formel - Kohlendioxid R 744 Kohlendioxid

28 Klassifikation von Kohlendioxid Gemäß EN378-1 gehört Kohlendioxid zur Sicherheitsgruppe A = ungiftig 1 = nicht brennbar A1 CO 2 ist das einzige Kältemittel mit sogenanntem ultralow GWP (< 150) das weder giftig noch brennbar ist!

29 Kohlendioxid Anwendungen Kleinere Gewerbekälteanwendung, z.b. Flaschenkühler die parallel auch für Kohlenwasserstoffe entwickelt wurden

30 Kohlendioxid Anwendungen Zu den ersten Anwendern gehörten die Fischerboote, die das schnelle Einfrieren von Fisch auf tiefe Temperaturen für die gute Qualität des Fangs benötigen.

31 Kohlendioxid Anwendungen CO2 Anlagen im Supermarkbereich Transkritsche Systeme mit NK und TK Bereich Kaskaden mit einem TK- Anlage und einem anderen KM auf der Hochdruckseite Leistungen von wenigen KW bis mehrere 100KW sind heute Stand der Technik

32 Kohlendioxid Anwendungen Ammoniak - CO2 Kaskade je 10KW für Universität auf Mauritius

33 Kohlendioxid Anwendungen CO2 wäre auch für die Klimatisierung von Fahrzeugen interessant

34 Kohlendioxid - Aussichten In Supermärkten heute bereits das bevorzugte Kältemittel Wahrscheinlich zahlenmäßig derzeit stärkstes Wachstum im Bereich CO 2 - Anlagen (Kaskaden und auch Systeme mit ausschließlich CO 2 ) Aufgrund der hohen Stückzahlen sind CO 2 -Anlagen heute nicht mehr teurer als Anlagen mit synthetischen Kältemittel, vielfach sogar günstiger Kohlendioxid wird verstärkt dort eingesetzt, wo aus Sicherheitsgründen kein brennbares Kältemittel gewünscht wird stetige Verbesserung der Energieeffizienz auch im transkritischen Bereich Steigende Bedeutung von CO2 Anlagen auch in warmen Regionen durch die Ejektor Technologie

35 Kohlenwasserstoff - Anwendungen Propan in gewerblichen Anwendungen für Kühlschränke oder Kühlregale (max. Füllmenge 150g je Kreis) Bei Supermarktkälteanlagen in Verbindung mit einem Kälteträger oder für Kaskadenanlagen Luft- Wassergekühlte Chiller bis ca. 500KW für Kühlung, Klima oder Heizanwendungen ein- oder mehrkreisige Ausführung wegen der KM -Füllmenge, Innenoder Außen Aufstellung, spezielle Abluftsysteme erforderlich Als Drop-in für R22 eingesetzt, teilweise auch zur PKW-Klimatisierung und Klimatisierung von öffentlichen Gebäuden (z.b. Hotels in Asien) Butan vor allem in Haushaltskühlschränken und kleineren gewerblichen Anwendungen Butan für HT - Wärmepumpen > 100 C

36 Chemische Formel Kohlenwasserstoffe R 290 Propan

37 Klassifikation von Propan Gemäß EN378-1 gehört Propan zur Sicherheitsgruppe A = ungiftig 3 = brennbar A3 Propan erfordert einen sicheren Umgang, d.h. korrekte Kennzeichnung und Risikobeurteilung!

38 Kohlenwasserstoff - Anwendungen Gewerbekälteanwendungen: Flaschenkühler Kühl- und Gefrierschränke Steckerfertige Kühlmöbel

39 Kohlenwasserstoff - Anwendungen Propan-Kälteanlage auf dem Dach eines öffentlichen Gebäudes, zur Klimatisierung von Serverräumen und Büros

40 Kohlenwasserstoff - Anwendungen Propan/CO 2 -Kaskade zur Supermarktkühlung (Propanverdichter unterhalb CO 2 Teil angeordnet)

41 Kohlenwasserstoff - Anwendungen Beispiel Hotel: Klimatisierung 128kW und Heizen 164kW samt Hydraulik für Geothermie

42 Propan Beispiele Luftgekühlter Chiller, hier für eine Fleischerei, ein- oder mehrkreisige Ausführung von kW

43 Kohlenwasserstoff - Anwendungen HT - Wärmepumpe: Abwärme Nutzung C, Temperaturhub C Anwendungsbereich: Papierindustrie, Trocknungsprozess verschiedenster Arten: Stärke, Ziegel, Papier, Futtermittel

44 Kohlenwasserstoffe - Aussichten Aufgrund der Notwendigkeit für alle brennbaren Kältemittel eine Risikobetrachtung vornehmen zu müssen, besteht zukünftig noch großes Potential in der Gewerbekälte. Noch fehlt es an passenden, freigegebenen Komponenten, aber mit zunehmenden Stückzahlen werden die Preise fallen. Damit sollten die Systeme günstiger werden als mit synthetischen Kältemitteln. Propan könnte sich neben der Gewerbekälte auch in der Transport- und Klimakälte durchsetzen! Butan ist heute bereits in nahezu allen Kühlschränken enthalten und hat sich bewährt. Butan ist gut verwendbar für Hochtemperatur-Wärmepumpen

45 Zusammenfassung Es gibt bereits heute für nahezu alle Kälteanwendungen das passende natürliche Kältemittel. Natürliche Kältemittel sind die einzige zukunftssichere Lösung! Für Fragen stehe ich gerne zur Verfügung!

46 eurammon steht Ihnen immer als Sparringspartner für Fragen rund um Kältetechnik mit natürlichen Kältemitteln zur Verfügung. Information auf oder Kontakt: Dr. Karin Jahn Lyoner Straße Frankfurt/Main Deutschland Telefon: +49 (0) Fax: +49 (0)