condensing units KV-1201-D-GB

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1 Operating Costs calculation // air-cooled condensing units Betriebskostenrechnung // luftgekühlte verflüssigungssätze ECOSTAR Intelligent Compressors KV-1201-D-GB

2 Saisonale Energieeffizienz von BITZER Verflüssigungssätzen Fallstudie 1 Allgemeine Erläuterungen Im Rahmen der Ecodesign Richtlinie 2009/125/EG (ENTR Lot 1) wurde ein neues Verfahren zur Bestimmung der saisonalen Energieeffizienz von Verflüssigungssätzen entwickelt. Es wird zur Bestimmung der Mindestanforderungen für Energieeffizienz (Minimum Energy Performance Standards [MEPS]) verwendet. Anhand dieser Mindestanforderungen kann bewertet werden, welche Geräte nach Inkrafttreten der Richtlinie (Stufe 1: 2014, Stufe 2: 2017 laut offiziellem Zeitplan) in der EU vertrieben werden dürfen. Zweck der Ecodesign Richtlinie mit ihren hoch gesteckten Mindestanforderungen an die Energieeffizienz ist das Erreichen der von der EU gesteckten Klimaziele: Reduzierung der Emissionen um 20%, Steigerung der Energieeffizienz um 20%, Steigerung des Anteils an erneuerbaren Energien um 20%. In den folgenden Fallstudien wird das neu entwickelten Verfahren zur Berechnung der Kennzahl für die saisonale Energieeffizienz (Seasonal Energy Performance Ratio [SEPR 1 ]) von Verflüssigungssätzen angewandt. Die SEPR Werte können für Anwendungen bei Normal- und Tiefkühlung ermittelt werden. Zur saisonalen Bewertung werden dazu 4 unterschiedliche Umgebungstemperaturen und Lastbedingungen berücksichtigt, wie im folgenden Abschnitt erläutert. Seasonal Energy Efficiency of BITZER Condensing Units Case Study 1 General Information Under the framework of the Ecodesign Directive 2009/125/EC (ENTR Lot 1 project) a new method was developed in order to determine the seasonal energy efficiency of condensing units. It is used to define the Minimum Energy Performance Standards (MEPS). By means of these minimum requirements an assessment can be made which units can still be placed on the market within the EU after the Directive will come into force (Tier-1: 2014, Tier-2: 2017 according to official schedule). The aim of the Ecodesign Directive with its ambitious MEPS for Energy related Products (ErP) is to achieve the climate goals set by the EU: cut emissions down by 20%, improve energy efficiency by 20%, increase proportion of renewable energy by 20%. In the following case studies the newly developed methodology for calculation of the so-called Seasonal Energy Performance Ratio (SEPR 1 ) of condensing units is applied. The SEPR values can be generated for medium or low temperature applications. In order to cover the seasonal average, the calculation considers 4 different ambient temperatures and load conditions as described in the following section. 2 SEPR-Berechnung Bedingungen 2 SEPR Calculation Conditions Normalkühlung: Medium temperature: Evaporating temperature [ C] Ambient temperature [ C] Load [%] COP A COP B COP C COP D Tiefkühlung: Low temperature: Evaporating temperature [ C] Ambient temperature [ C] Load [%] COP A COP B COP C COP D SEPR: Aufgrund des Temperatur- und Lastprofils unterschiedlich zur SEER- Bewertung, die üblicherweise für Komfort-Klimasysteme verwendet wird 2 Volllastbedingungen bei Norm-Bezugspunkten gemäß EN SEPR: Due to temperature and load profile different to SEER usually used for comfort air-conditioning 2 Full load conditions at rating points according to EN KV-1201-DE-GB

3 Die berechneten Leistungszahlen (COP) bei den genannten Betriebspunkten werden mit dem BIN Temperaturprofil für Straßburg gewichtet. BIN Werte definieren die Summe der Stunden gleicher Umgebungstemperatur während eines Jahres. In Straßburg herrscht beispielsweise nur für 12 Stunden im Jahr eine Temperatur von 32 C. Straßburg dient als Referenz, da es repräsentativ für die klimatischen Bedingungen in Mitteleuropa ist. Verflüssigungssätze, welche die erforderliche Kälteleistung bei Teillast nicht erreichen (verringerte Kälteleistung und Umgebungstemperatur), werden mit einem Abschlagsfaktor belegt gemäß offizieller EU Ecodesign Berechnungsmethode. Dieser Faktor soll das An-/Ausschalten (ON/OFF) von Geräten ohne Leistungssteuerung simulieren. The calculated COPs at these operating points are weighted among the temperature BIN of Strasbourg. Temperature BINs are ambient temperature areas which have a dedicated number of hours per year with the same temperatures. In Strasbourg, for example, 32 C ambient temperature occurs only 12 hours per year. Strasbourg has been selected because it is a representative climate zone in middle Europe. Condensing units which are not able to deliver the requested cooling capacity at part load (reduced capacity and ambient temperature) are penalized with a degradation factor according to the official EU Ecodesign calculation scheme. This degradation factor is supposed to simulate the on/off cycling of units without capacity regulation. 3 Temperaturprofil für Straßburg Das Temperaturprofil für Straßburg ist repräsentativ für das durchschnittliche europäische Klima: 3 Temperature profile Strasbourg The temperature profile of Strasbourg is used to represent the average European climate: Hours per year Ambient Temperature [ C] KV-1201-DE-GB 3

4 Fall 1: Normalkühlung R134a Case 1: Medium Temperature R134a Refrigerant R134a R134a Evaporating temperature -10 C -10 C Climate profile Strasbourg Strasbourg Cooling capacity at 32 C ambient 17,00 kw (100%) 16,74 kw (87 Hz) Energy costs 0,15 /kwh 0,15 /kwh Suction gas superheat 10 K 10 K Ergebnisse Results SEPR 2,81 3,35 Annual energy consumption kwh kwh Annual savings 969,90 Savings in 5 years 4849,50 annual energy consumption % savings kwh/year Bei R134a Normalkühlbedingungen können mit einem BITZER ECOSTAR Verflüssigungssatz 21% Energiekosten eingespart werden. Das ergibt eine Kostenersparnis von 4850 über 5 Jahre. At R134a medium conditions 21% energy costs can be saved using a BITZER ECOSTAR unit. This results in savings of 4850 over 5 years. 4 KV-1201-DE-GB

5 Fall 2: Tiefkühlung R404A Case 2: Low Temperature R404A Refrigerant R404A R404A Evaporating temperature -35 C -35 C Climate profile Strasbourg Strasbourg Cooling capacity at 32 C ambient 8,20 kw (100%) 7,86 kw (87 Hz) Energy costs 0,15 /kwh 0,15 /kwh Suction gas superheat 20 K 20 K Ergebnisse Results SEPR 1,53 1,61 Annual energy consumption kwh kwh Annual savings 577,20 Savings in 5 years 2886,00 annual energy consumption kwh/year % savings Bei Tiefkühlanwendungen kann ECOSTAR die Systemeffizienz erheblich steigern. Der jährliche Energiebedarf kann um 11% reduziert werden. In low temperature applications the ECOSTAR can boost system performance. Annual energy consumption can be reduced by 11%. KV-1201-DE-GB 5

6 Fall 3: Mittlerer Temperaturbereich R134a/R404A ECOSTAR Case 3: Medium Temperature R134a/R404A ECOSTAR LHV6/4EC-6.F1 Refrigerant R404A R134a Evaporating temperature -10 C -10 C Climate profile Strasbourg Strasbourg Cooling capacity at 32 C ambient 16,74 kw (83 Hz) 16,74 kw (87 Hz) Energy costs 0,15 /kwh 0,15 /kwh Suction gas superheat 10 K 10 K Ergebnisse Results LHV6/4EC-6.F1 SEPR 3,27 3,35 Annual energy consumption kwh kwh Annual savings 113,85 Savings in 5 years 569,25 annual energy consumption kwh/year ,5% savings LHV6/4EC-6.F1 Bei Verwendung von R134a anstelle von R404A können die Kosten gesenkt werden. Auch wenn die Anschaffungskosten für R134a Systeme geringfügig höher sind, lässt sich damit eine um ca. 3% höhere Energieeffizienz erzielen. Aufgrund des geringeren GWP-Werts von R134a können zudem die CO 2 -Emissionen ( ökologischer Fußabdruck ) weiter gesenkt werden. Costs can also be reduced by using R134a instead of R404A. While the acquisition costs for R134a systems are a bit higher, it achieves an additional 3% advantage in energy consumption. Due to the much lower GWP of R134a, the carbon footprint can even further be reduced. 6 KV-1201-DE-GB

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