Das Kältemittel CO2: Wirtschaftlich sinnvoll und ökologisch

Das Kältemittel CO2:
Wirtschaftlich sinnvoll
und ökologisch
Industriekälte mit CO2
90%
weniger Belastung
mit Ammoniak durch
die Kombination von
CO2 und NH3.
www.danfoss.de/industriekaelte
Ist das wirklich umsetzbar?
CO2 ist im Vergleich zu herkömmlichen HFKW- und
glycolbasierten Kältesystemen in industriellen
Kälteanlagen eine hervorragende Wahl. Danfoss
verfügt über die notwendige Erfahrung und die
technologische Expertise, um Sie bei der Wahl der
richtigen Komponenten für ein kosteneffektives
und umweltfreundliches Kältesystem mit CO2 als
Sekundärkältemittel, zu unterstützen.
Ein zusätzlicher Vorteil ist die insgesamt komprimierte
CO2-Bilanz durch reduzierte Maschinenleistungen
und ein kleineres Pumpen- und Leitungssystem,
die nur 10 % des Energieverbrauchs herkömmlicher
Solesysteme abdecken.
Die Kosten für die Bedienung und Wartung der
Arbeits- und Kühlräume werden im Vergleich zu
Anlagen, die mit den traditionellen wasserbasierten
Solesystemen arbeiten, radikal reduziert.
Nutzen Sie
CO2 um CO2
zu sparen
Mit dem Einsatz von CO2 als
Sekundärkältemittel reduzieren
Sie den Energieverbrauch
Ihres Systems und verbessern
gleichzeitig Ihre CO2 -Bilanz.
Durch die Energieeffizienz Ihrer
Kälteanlage sparen Sie Kosten ein.
Ja, wir schaffen das!
Vorteile von Industriekälte mit CO2:
• Zuverlässige Technologie – erprobt und getestet
• Einsparungen von bis zu 20 % der Energiekosten
• Ein effizienterer Weg für den Aufbau von Kühlsystemen
•Umweltfreundlich
• Geringere Betriebs- und Wartungskosten im Vergleich zu herkömmlichen Kühlsystemen
Es ist keine Überraschung, dass CO2 schon lange als
Sekundärkältemittel eingesetzt wird. CO2 ist leicht
verfügbar, relativ kostengünstig und weder toxisch,
noch entzündbar.
Hinzu stellt eine kostengünstige Hochdruckanwen
dung keine Herausforderung mehr dar: Bei dem
heutigen Stand der Technik ist der zulässiger
Betriebsüberdruck der Komponenten bereits auf 52
bar standardisiert - und Sie können mit CO2Sekundärkältesysteme klare finanzielle und
ökologische Vorteile erzielen.
Danfoss war bei der Entwicklung dieser Technologie
stets ein Wegbereiter und arbeitet auch weiterhin
an Lösungen, die sich an die speziellen Bedingungen
von CO2- Kältesystemen anpassen. Außerdem bietet
Ihnen Danfoss das notwendige Fachwissen und
Know-How in diesem Bereich.
CO2 - den Mehrwert erkennen
• Optimale thermophysikalische Eigenschaften
• Nicht korrosiv
• Nicht toxisch
• Nicht brennbar
• ODP = 0*
GWP = 1**
•Geringe Viskosität erlaubt kleinere
Leitungsdurchmesser
•Ermöglicht die Umstellung auf Pumpen mit
geringerer Leistung
•Als Kältemittel einsetzbar, selbst bei
niedrigerem Energieverbrauch
* ODP - Ozone Depletion Potential (Ozonabbaupotenzial)
**GWP - Global Warming Potential
(Treibhauspotenzial/-effekt)
CO2 als Kältemittel
CO2 verfügt über einen sehr hohen WärmeübergangsEffizienzkoeffizienten. Gleichzeitig hat es eine
konstante Verdampfungstemperatur und ermöglicht
die Bedienung bei einer geringeren Wärmedifferenz in
den Verdampfern und Wärmeübertragern. Der Vorteil:
Ein reduzierter Energieverbrauch.
Da CO2 über eine deutlich geringere Viskosität in allen
Temperaturbereichen verfügt, kann ein kleineres
Leitungs- und Pumpensystem eingesetzt werden,
mit dem Sie zusätzlich Kosten einsparen.
Hoher Effizienzfaktor der Wärmeübertragung
Wärmeübergangs-Effizienzfaktor (%)
Quelle:
Wasser + 10° C
120
Wasser
100
CO2
Ammoniak 17,7 %
80
HYCOOL 30
Temper -30
60
Äthylenglykol
40,2 %
Propylenglykol
43,2 %
40
20
0
-40-35-30-25-20-15-10 -5 0 5 10 15 20 (Grad C)
Der Effizienzfaktor der Wärmeübertragung errechnet sich aus der Relation zwischen dem Koeffizienten der Wärmeübertragung und der Kühlertemperatur.
CO2
Geringe Viskosität
DN 65
Kinematische Viskosität (cst)
50,0
10,0
Glykol
DN 150
1,0
0,1
-20 -18-16 -14 -12-10 -8 -6 -4 -2 0
Temperatur (°C)
VDI, Calciumchlorid, 21,8 % mass
HYCOOL 20
ASHRAE, Äthylenglykol, 35,1 % vol
ASHRAE, Propylenglykol, 39,5 % vol
ASHRAE, Kohlendioxid, 0,0
Niedrige Installationskosten
Systeme, die CO2 als Kältemittel einsetzen, verfügen
über einen weniger komplexen Aufbau als herkömmliche
Kältesysteme. Die Nutzung eines CO2-Kältesystems mit
einem kleineren Leitungs- und Pumpensystem kann
somit bis zu 12% günstiger sein, als ein Wassersoleoder Glykolsystem. Kalkulieren Sie Ihre möglichen
Kosteneinsparungen mit unserem Berechnungs-Tool
unter www.danfoss.com/COtoo.
CO2-Solesystem
Ammoniak-Kaltwassersatz mit Kaskaden-Wärmeübertrager
System mit CO2 als Sekundärkältemittel
Wassersolesysteme
Große Kühltanks
TI
M
TI
PDT
TI
M
TI
TI
M
SC
TI
Die Temperaturregelung ist für
eine gute Leistung erforderlich
PI
PI
TI
Normalerweise 2 Pumpensätze
Expansionsbehälter
CO2 nutzen, um Kosten zu sparen
Die CO2-Kältetechnologie hat sich in den letzten Jahren stark
weiterentwickelt. Der Aufbau von NH3 / CO2 kombinierten
Kälteanlagen ist im Vergleich zu anderen Systemen nicht mehr
mit höheren Kosten verbunden. Und selbst bei Systemen mit
höheren Installationskosten zeigt die Erfahrung, dass die
Effizienz-Berechnung eines CO2-Solesystems
Lufttemperatur, tair
Kühlleistung, Qo
Zirkulationsrate, n
Temperaturdifferenz im Verdampfer, dtevap
Temperaturdifferenz im PHE, dtPHE
Temperaturdifferenz Sole, tout - tin
Verdampfungstemperatur, to
Zusätzliche Erwärmungen, kq
Zusätzliche Erwärmungen, Qadd
Frequenzregler im Einsatz?
Druck Pumpenkopf, Hpump
Energieverbrauch Pumpe, Ppump
Eingestellte Kühlleistung, Qo,ad
Energieverbrauch Verdichter, Pcomp
Betriebsstunden, täglich
Gesamter Energieverbrauch der Installation
Gesamter täglicher Energieverbrauch
Energieeinsparungen
durchschnittlich 10% höheren Ausgaben durch stark
reduzierte Energiekosten schnell wieder eingeholt werden.
Im unteren Diagramm werden die Energiekosten eines
Propylenglykolsystems mit einem CO2-System verglichen.
CO2
Propylenglykol
0
500
1,1
5,0
3,0
7,0
4,0
4,0
-11,0
7%
34
NEIN
2,5
11,0
543,6
150,5
-8,0
5%
25
NEIN
2,5
0,7
525,7
131,0
18,0
132
2.375
161
2.971
20 %
Einheiten
°C
kW
K
K
K
°C
%
kW
bar
kW
kW
kW
h
kW
kW*h
%
Berechnung der Einsparungen
0,1
4
14 %
kW*h Preis
Lebensdauer der Anlage
Ermäßigung
Erstkosten
Energiekosten, Lebensdauer
Gesamte Energieeinsparung
Jährliche Energieeinsparung
NPV
550.000
347.468
500.000
434.646
87.177
21.794
19.645
EURO
Jahre
%
EURO
EURO
EURO
EURO
EURO
CO2 nutzen, um CO2 zu sparen
Jeder Wechsel von herkömmlichen Gasen, wie etwa HFKW,
zu CO2 bringt Vorteile für die Umwelt mit sich. Zwar ist CO2
ein Treibhausgas - Studien zeigen jedoch, dass der Einfluss
von HFKW-Gasen auf die Umwelt 6.000 mal höher ist, als der
von CO2. Regierungen weltweit setzen sich für die Reduzierung
von HFKW-Gasen ein. Deshalb erzielen Sie mit der Wahl von
4.383.642 km eingespart
CO2 als Kältemittel nicht nur eine bessere CO2-Bilanz, indem
Sie weniger Energie verbrauchen und ein Kältegas mit
geringfügigeren Einflüssen nutzen. Sie schützen Ihre
Kühlanlage gleichzeitig vor zukünftigen Einschränkungen.
Das oben genannte Beispiel bringt folgende Vorteile für die
Umwelt mit sich:
6.255 gerettete Bäume
565 Tonnen CO2 eingespart
Minimale Energiekosten,
maximale Kühlung
Danfoss ist Ihr erfahrener und zuverlässiger Partner für
CO2-Sekundärkühlsysteme. Profitieren Sie von unseren
Erfahrungen: Danfoss war an dem Aufbau von mehr als
1.000 transkritischen Systemen rund um den Globus beteiligt
und verfügt über mehr als ein Jahrzehnt Praxiserprobung.
Wir setzen unsere Fachkenntnisse bei der Entwicklung
von CO2-Systemen ein und decken alle Bereiche, von der
Entwicklung der einzelnen Komponenten (Regler, Ventile,
Verdichter,) über die Betreuung bis in zur Überwachung ab.
Land
Größe (kW)
System
KANADA
490
NH3 - CO2 LT und MT Solesystem
FINNLAND
400
CO2 System für den Skitunnel „VahterusRing“
RUSSLAND
4.300 Große CO2-Installation in Miratorg
USA
3.600 Lagerhalle für die Firma „US Cold Storage“ in Pennsylvania
CHINA
3.000
NH3-CO2 Produktions- und Kühlhalle in Dalian
HOLLAND
In der Nähe des Rotterdamer Hafens befinden sich die
De Jong Coldstores, ein komplexes Verteilungszentrum
für Frischobst, in dem täglich Tausende von frischen
Früchten gelagert und an Endverbraucher in ganz Europa
geliefert werden. Die Aufgabe, das Obst ständig frisch
und kühl zu halten, ist eine logistische Herausforderung,
da die Kühlkette nicht unterbrochen werden darf.
Erfahrung auf diesem Gebiet, noch erschwert. Danfoss
konnte den Kunden mit dem nötigen Fachwissen
unterstützen. De Jong Coldstores kann das Frischobst
nun bei optimalen Temperaturen kühlen, bei der täglichen
Anwendung Kosten einsparen und gleichzeitig einen
Beitrag zum Umweltschutz leisten.
In der Einrichtung werden 12.500 Paletten in 15 einzeln
temperierten Lagern von einem vollautomatische
Kran- und Bandsystem verladen, ohne dass das
Personal manuell in den Prozess eingreifen muss.
Fakten und Zahlen:
De Jong erkannte die Notwendigkeit, von einer
Ammoniak- auf eine NH3/CO2-Kühllösung umzustellen.
Gemeinsam mit der niederländischen Auftragsfirma
Cofely entwickelten sie ein einzigartiges Kühlsystem,
das mit 100 Verdampfern und integrierten ICF-Ventilen
von Danfoss arbeitet und über eine Kühlleistung von
3.000 kW verfügt.
• Leistung: 10.000 – 15.000 Paletten
Wie bei allen CO2-Kälteanwendungen war der nötige
Arbeitsdruck sehr hoch - er wurde bei 52 bar festgelegt.
Dies machte den Installationsprozess äußerst komplex
und er wurde, durch den Mangel an ausreichender
• 100.000 m3 Lagerraum
• Kühlleistung: 3.000 kW
•Maximal zulässiger Betriebüberdruck:
52 bar
•Geschätzte Energieeinsparungen im
Vergleich zu herkömmlichen Systemen:
19 %
Industriekälte von Danfoss
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Coolselector®2 ist Ihre brandneue Berechnungs- und Auswahlsoftware, die die
Auswahlprozesse für alle Industriekälteanwendungen vereinfacht und weniger
zeitaufwendig macht. Coolselector® 2 ist eine einzigartige Berechnungs- und
Supportsoftware für Anlagenbauer und Planer. Sie bietet komplette Berechnung von
Druckverlusten, Analyse von Rohr- und Ventilkonstruktion und die Möglichkeit,
Leistungsberichte zu generieren. Coolselector®2 ersetzt die Software DIRCalc™ und
bietet zusätzlich neue Optionen.
Industriekälte-App von Danfoss
Die kostenlose Industriekälte-App liefert Ihnen ein Ersatzteile-Tool, das es Ihnen
leicht macht, die Ersatzteilnummer für ein bestimmtes Industriekälte-Ventil von
Danfoss zu finden. Sie zeigt Ihnen außerdem alle Produkte und Vorteile der Baureihe
SVL Flexline™ – sowie ein tolles Spiel.
Download von 3D-CAD-Symbolen
In unserem Online-Produktkatalog können Sie sich 3D-CAD-Symbole und
-Abbildungen herunterladen, die Ihnen bei der Planung von Kälteanlagen helfen.
Industriekälteanwendungstool
Mithilfe dieser interaktiven PowerPoint-Präsentation können Sie eine zweistufige
Ammoniakanlage bis ins kleinste Detail erkunden. Sie finden detaillierte
Schnittzeichnungen und Informationen zu den Ventilen in der Anlage sowie Links
zu Videos, Literatur und Produktanimationen.
Anwendungshandbuch
Das Anwendungshandbuch soll Sie bei jedem Arbeitsschritt mit Industriekälteanlagen
unterstützen. Es enthält unter anderem Beispiele dafür, wie Sie Regelmethoden für
verschiedene Kälteanlagen, deren Aufbau und die jeweiligen Komponenten auswählen.
Unter www.danfoss.com/IR-tools finden Sie alle Tools, die Sie benötigen.
Produced by Danfoss® RC-MC/DBS 2015-03
DKRCI.PB.000.N4.03

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