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
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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.