Advansor 2018 Conny Andersson
Kyltekniska föreningen Göteborg 2018-02-26 CO2 som köldmedium Utvecklingen och installationsakten i Europa och Världen. Behovet av maskiner för naturliga köldmedier Hinner leverantörerna med? Hur det ser ut hos Advansor just nu. Vilka begränsningar och möjligheter har man med CO2 och dess egenskaper. Komponenternas utveckling ger nya möjligheter. Nya marknadsområden Hur små effekter är försvarbart ekonomiskt med CO2. Nya marknadsområden Varmare klimat, vilka möjligheter finns? Andra innovationer för CO2 Hur ser det ut om 5år, vad tror vi?
CO2 som köldmedium Utvecklingen och installationsakten i Europa och Världen.
Köldmediet - Klimatpåverkan 1834 Perkins mekaniska ångkompression Etyleter 1880 Ammoniak, Svavelsyra, Koldioxid och Propan 1930 CFCs (R12) 1950 HCFCs (R22, R502) 1974 Ozon förtunningen (Mario Molina och Sherwood Rowland) 1987 Montreal Protokoll (utfasning CFC HCFC) 1992 UN - Framework Convention Climate Change (FCCC) 1997 Kyoto Protokollet (minskning av utsläpp HFC, PFC, CO 2, SF 6, N 2 0, CH 4 ) 2007 Max 10 kg gräns Danmark 2014 F-gas förordningen 2000 talet... Långsiktigt vad ska vi använda? Från Wikipedia: Jacob Perkins He is known as the father of the refrigerator
Köldmediecykeln CFC R12, R502 1930 Naturliga köldmedier CO 2, NH 3, hydrokarboner 1980 HCFC R22 Tekniska utmaningar Säkerhet Montreal Protokollet Ozonnedbrytningen 1990 Kyoto Protokollet Globala uppvärmningen HFC R404A, R134a, R507, R407
F-Gasförordningen Utfasning 2015-2030 Årtal Kvot 2015 100 2016-17 93 2018-20 63 2021-23 45 2024-26 31 2027-29 24 2030 21 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Europeisk kylteknik Passande F-gasförordningen Naturliga lösningar Mixad HFC och naturlig HFC/HFO CO2 Booster OK kostnad, Låg GWP, Låg energianvändning R290,R600 plugin HC Chiller Låg kostnad, Låg GWP, Hög energianvändning Full kaskad (R717 or R290) to CO2 Hög kostnad, Låg GWP, Hög energianvändning, Giftighet Full kaskad R134a och CO2 Hög kostnad, Hög energianvändning Hybrid system Kylsteg med pump HFC fryssteg CO2 DX Låg kostnad, Hög GWP, OK energianvändning HFC Booster med liten påverkan GWP (R407x,R134a) Låg (ännu) kostnad, medium GWP, Låg energianvändning HFO booster med liten GWP Brandfarlig, Hög kostnad komponeneter
Egenskaper CO 2 Fördelar: Miljövänligt köldmedium. ODP = 0, GWP = 1 (regenererad CO2) Mindre rördimensioner Bättre värmeövergång Grupp L1 inte brännbar, inte giftig Inga regler kring installation eller användning lätt att installera Tyngre än luft lätt att ventilera Energieffektivitet Värmeåtervinning Utmaningar: Temperatur/Tryck: -55 -> +31 C (5.5 -> 73 bar) Höga tryck (120 bar) Stilleståndstryck (60bar at 22 C) Tryckavsäkring - Säkerhetsventiler Separation av olja och vätska från CO 2 gas Energieffektivitet Komponentpriser Sugerør (-30 C) Væskerør (+30 C) R404R/Propan Ammoniak CO 2 28 mm 12 22 mm mm 8 mm 5 mm 6 mm
Transkritisk vs subkritisk drift Ambient = 30 C 33 C 40 C -10 C
Stor tillväxt på CO2 maskinmarknaden Antal aggregat installerade fram till och med 2017 Reference: Shecco
CO2 trender i Europa. Vad driver marknaden Den Europeiska F-gas förordningen Miljövänlig profil Framtidssäker lösning. Ingen beskattning Låg energiförbrukning Integration med AC och VP
CO2 trender i Europa. Uppskattat antal stormarknader, butiker och närbutiker i EU är 250.000 Ungefär 4,8% har konverterat till CO2 30-35% ökning i antal producerade aggregat kommande år Kommer branschen klara trycket från marknaden?
Behovet av maskiner för naturliga köldmedier Hinner leverantörerna med? Hur det ser ut hos Advansor just nu.
Historia DKK 250 M Omsättning Torben Hansen och Kim Christensen etablerade Advansor 2006. Sedan dess har tekniken utvecklats succesivt, lika så den ekonomiska tillväxten. 2006 2007 6 2008 2009 18 2010 2011 40 2012 2013 70 2014 2015 2016 2017 100+ 100 x Advansor säljs till HillPhoenix, USA 2011 men fortsätter produktionen på det Danska sättet med sin entreprenörsanda.
Om Advansor Världens största producent av transkritiska booster-system CO 2 för att bekämpa Global uppvärmning Var 3e boostersystem kommer från Advansor OEM, INTE ett installationsföretag Produktion 10-15 system per vecka Produktionsyta: 3500 m 2 Anställda: 120 (+30 externa) Produktion/år: 800 system Produktion kapacitet max. 1200 system/år Referenslista: 3300 system i drift i 33 länder Ny produktionslina i Polen 2017 18 av Europas TOP20 kedjor installerar transkritiska CO 2 system från Advansor Danmark
Bildligt talat.. Advansor Danmark
Advansor Poland anno 2017
Advansor produktutveckling
Utveckling Pris och effektivitet ökning över tid Överlag, TC CO2 Teknik har blivit mer konkurrenskraftig Pris per kw harreducerats mer än 30% sedan 2006 Energieffektiviteten har ökat med 25% sedan 2006
S - compsuper Produkter standard XS - ValuePack XXS - Minibooster L - compsuper XXS - CDU
Industri Kyl och fryslager Livsmedelsproducenter Isbanor Brinelösningar Pumpmoduler
Kvalitet! FTP-server Adv Calc Integra 2 Edu lab SolidWorks Pack Calc ISO-ware
Vilka begränsningar och möjligheter har man med CO2 och dess egenskaper.
Princip Booster med gas-bypass 27bar 10 C Discharge 76 bar 90 C Drain eg.76 bar 31 C Ambient air eg. 28 C Gasbypass 27bar -10 C Evaporation 27bar te = -10 C 38bar Liquid 38 bar 3 C Suction 14bar 0 C (te=-32 C) Suction 27bar 0 C (te=-10 C)
Simple One-stage CO2 cykeln
CO 2 utveckling Advansor lösningar Gas cooler Heat recover HX Sub-cooler Adiabatic Oil separator IHX Ejector Parallel comp MT comp HP GBP Gas-by-pass EEV EEV EEV MT EVAPORATORS AC LT compres LT comp MT load Heat recovery EEV EEV EEV LT EVAPORATORS False load evaporator Heat pump function LT load Adiabatic Heat pump Air condition Sub-cooler CO2 cassette Parallel comp Ejector gas Ejector liquid
Energi och klimat Stad Transkritisk CO2 booster [kwh] HFC 404A [%] HFC indirekt system [%] Kaskad (R134/CO2) [%] Stockholm 200.272 +10 +36 +20 København 203.228 +9 +36 +20 Oslo 201.309 +9 +36 +20 Amsterdam 215.477 +6 +34 +18 Berlin 223.761 +4 +30 +15 Paris 233.269 +1 +27 +13 Lyon 245.977-1 +23 +9 Madrid 271.159-4 +19 +6 Marseille 279.484-7 +17 +3 Barcelona 282.695-8 +16 +3 Rom 289.547-8 +14 +1 Reference: DTU, Technical University of Denmark (IPU) MT load only
Energikonsumtion Klimat Standard booster - -3% CO2 booster parallel - -10% HFC R404A DX 0%
Värmeåtervinning Alfa Laval/ SWEP CBXP: 90 bar (evaporator, IHX) APX: 130 bar (heat recovery) APX12 (10-20 kw) APX27 (20-50 kw) APX52 (50-150 kw)
Design of heat recovery system Tap water Ventilation/ space heating +30C VS system: Styrning Optimal COP system Tappvatten: Styrning on/off temostat +60C T Min: +15C +50C dt +30C dt +25C Aircooled condenser Fans T 1A T 1B T 3 T 2 Heat recovery heat exchanger A Heat recovery heat exchanger B P 2 HP valve Gas-by-pass valve Intermidiate pressure receiver
R744 vs R134a VÅV potential R134a (-10/25 C) 10% kapacitet > 35 C
R744 vs R134a VÅV potential R744 (-10/25 C) 40% kapacitet > 35 C
Funktion värmeåtervinning MT-cykel Booster system dq4/dw4= 5,8 dq5/dw5= 4,8 dq3/dw3= 6,7 dq2/dw2= 7,1 dq3 dq2 dw3 dq1/dw1= 100++ dq1 dw2 dw1 Tap water Ventilation/ space heating +30C Aircooled condenser T dt dt +25C Fans +60C Min: +15C +50C +30C T1A T1B T3 T2 Heat recovery heat exchanger A Heat recovery heat exchanger B P2 HP valve Gas-by-pass valve Intermidiate pressure receiver
COP för värmepumpsdrift med olika köldmedium
Fördelar vämeåtervinning med CO 2 Mycket högre hetgastemperaturer (80 C med CO 2 och 60 C med R134a) Högre energiinehåll i det transkritiska området med CO 2 Med rätt (låg) VS retur återvinner man 100% av värmen till liten extra kostnad
Komponenternas utveckling ger nya möjligheter.
Tung industri CO 2 Kompressorstorlekar utvidgas Bitzer 6CTE 38,2m3/h Bock HGX46 38,2m3/h Dorin CD500 53,2m3/h Copeland - 4MTLS28 32m3/h
S Kjellssons Logistik & Transport AB KLT 760kW @ -40 C för 4st frystunnlar 380kW @ -32 C för frysrum 140kW @ -8 C för kylrum 4,5MWh/år överskottsvärme
Mindre anläggningar CO 2 Kompressorstorlekar krymper Bitzer 4PTC 4,3m3/h (Frys 2NSL 1,33m3/h) Toshiba DY45 0,8m3/h
Tempo Åsarna 2kW @ -32 C för frys 12kW @ -8 C för kyl 40.000kWh/år överskottsvärme
Ejektor - Princip gas/ vätskeejektor Sub-cooler GAS COOLER/ CONDENSER Heat recover HX Gaskylartryck Sug kyl OIL SEPERATOR MT COMPRESSORS HP GBP GAS_BY_PASS MT EVAPORATORS EEV EEV EEV EEV EEV EEV False load evaporator EXPANSION VALVES Receiver tryck LT COMPRESSORS LT EVAPORATORS EXPANSION VALVES
Hur fungerar det? HP in från gaskylare med filter HP tryck transmitter Sug kyl (MT) från förångare MT tryck transmitter Ut till receiver Receiver tryck transmitter
Super-Smart project Ejektor utveckling Advansor, Bitzer, Danfoss, SWEP, (Kedjor) Framtidens lösningar för butiker
Nya marknadsområden Hur små effekter är försvarbart ekonomiskt med CO2.
compsuper XXS condensing unit (CDU) *MT @ -8 C förångning / 32 C dut *LT @ -28 C förångning / 32 C dut Varvtalsregleradkompressor (25-100 Rpm) 120/ 90/ 60 bar Carel Regulator Option: Värmeåtervinning
Ny condensing unit - XXS Rolling piston kompressor (BLDC motor)
Mini-Booster XXS Bitzer kompressor XXS 2x0 / 2x1 Kapacitet 39/3 kw @ -8/-30/34 C Kapacitet 33/8 kw @ -8/-30/34 C Bitzer kompr: MT max: 2x 4KTC-10K LT max: 1x 2HSL-3K WxDxH = 1000/ 800/ 2100 mm Vikt: ca. 700 kg 120/ 80/ 52 / 30 bar Alla rör K65 koppar Service ventiler, kompressorer och aggregat Oljesystem (Emerson OM5) & oljeavskiljare CO2 vätskereceiver 53 l/ 80 bar Inverter MT1 Danfoss AK-PC 772 eller Carel prack 300T Optioner: Värmeåtervinning VVX Swep B18-20 (ingen bypass) LT inverter Samlingsrör säv
Mini-Booster XXS Toshiba compressor XXS 4x0 / 4x2 Kapacitet 36kW @ -8/34 C Kapacitet 28kW/6 kw @ -8/-30/34 C eller 32kW/3 kw @ -8/- 30/34 C WxDxH = 1000/ 800/ 2100 mm Vikt: ca. 700 kg 130/ 80/ 60 bar Toshiba BLDC compressor (25-100 Rpm) 4xDY100 + 2xDY45 Alla rör K65 koppar Ner till 6% dellast 15% bättre Isentropisk vekningsgrad jämfört med kolvkompressor CO2 TC Oljesystem Intern växlingsug MT/flashgas Överhettning Torkfilter CO2 vätskereceiver 53 l/ 80 bar Carel prack 300T
HFC vs CO2 större Närabutik (Valuepack) MT/ LT: 40/ 5 kw 80 liter receiver, 40 dba gaskylare, elskåp, inomhus montage Kostnad (Sek) HFC CO2 Aggregat inklusive gaskylare 190.000 260.000 Diskar, rumsförångare och regulatorer 1.000.000 1.000.000 HFC Installationstimmar 400.000 380.000 Köldmedium 35.000 6.000 Total 1.625.000 1.676.000 (+3%) Service kostnad (år) 25.000 18.000 Energi (år) 75.000 kwh/sek 76.000 71.000 (-6%) Återbetalning - 4 y CO 2
Nya marknadsområden Varmare klimat, vilka möjligheter finns?
Energi och teknologi varmare klimat Parallellkompression, adiabatisk, underkylning, ejektor CO 2 Booster standard Utökade CO 2 Booster lösningar Ejektor CO 2 Booster lösningar CO 2 Booster standard
Energi och teknologi varmare klimat Lösningar för varmare klimat Högtrycks underkylare Parallell kompression system Peak besparing 15-20%, snitt besparing 6-10% Vanligt förekommande idag Vattenspray system Adiabatisk luftkylda gardiner Peak besparing 20-25%, snitt besparing 10% Dyr och kräver vattenbehandling Ejektor Peak besparing 15%, snitt besparing 6-8% Delvis implementerat. Under utveckling
Energiprestanda med parallellkompressor Utan AC jämfört med traditionell CO 2 Booster Ambient air T: 20 P with GBP = 36kW P with parallel =33kW 8% saving. ṁ=0,15kg/s Intermediate pressure ΔH=35 ṁ=0,44kg/s MT Suction pressure ΔH=60 LT Suction pressure 55
Energiprestanda med parallellkompressor Utan AC jämfört med traditionell CO 2 Booster Ambient air T: 35 P with GBP = 71kW P with parallel =60kW 15% saving ṁ=0,27kg/s ṁ=0,44kg/s Intermediate pressure ΔH=65 MT Suction pressure ΔH=105 LT Suction pressure 56
Ejektor förbättring vid varmare klimat Ejektor kombinerad med parallellkompressor Energikonsumtion jämfört R404A 4% 2% CO2 booster Parallellkompression Relativ energikonsumtion R404A 0% -2% -4% -6% -8% -10% -12% 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 20% Ejektor -14% -16% -18% tut temperatur
Varmare klimat adiabatisk och underkylning Gaskylare Underkylare (R134a eller R290) 20-30 kw
Energijämförelse COP increase (standard CO2 booster) 25% 20% 15% 10% 5% 4% 8% 0% CO2 Parallel CO2 Gasejector CO2 Liq/ gasejector CO2 Booster + sub cooler CO2 Booster + adiabatic Cold (<15 C) 3% 4% 12% 3% 3% Hot (>20 C) 7% 11% 19% 11% 12% Cold (<15 C) Hot (>20 C)
Energi besparing vs. Återbetalning CO2 Parallel 4 y CO2 Parallel 2 y CO2 Gas-ejector 7 y CO2 Gas-ejector 5 y CO2 Liq/ gas-ejector 9 y CO2 Liq/ gas-ejector 5 y CO2 Booster + sub cooler 8 y CO2 Booster + sub cooler 5 y CO2 Booster + adiabatic 9 y CO2 Booster + adiabatic 7 y Återbetalning CO2 Parallel 2 y CO2 Parallel 1 y CO2 Gas-ejector 3 y CO2 Gas-ejector 2 y CO2 Liq/ gas-ejector 5 y CO2 Liq/ gas-ejector 4 y CO2 Booster + sub cooler 2 y CO2 Booster + sub cooler 1 y Återbetalning: Ute temperatur Storlek butik CO2 Booster + adiabatic 2 y CO2 Booster + adiabatic 2 y
Andra innovationer för CO2 Hur ser det ut om 5år, vad tror vi?
Utvecklingen framöver Komponentutbudet ökar Fler kompressorstorlekar Smartare lösningar för helhet Ejektorer på små maskiner som ersätter HP ventil Konkurrens och innovationer från Asien Panasonic: We want to make a CO 2 family
Tack! Frågor?