Поскольку европейский сектор розничной торговли продуктами питания стремится повысить свою эффективность использования энергии, Accelerate Europe анализирует, как CO2 и углеводороды помогают снизить потребление энергии в супермаркетах.
По их оценкам супермаркеты потребляют около 3-4% от общей энергии, потребляемой в стране ЕС, в соответствии с докладом 2016 года, финансируемого ЕС. Поскольку европейский сектор розничной торговли продуктами питания стремится повысить свою энергоэффективность, планы по ускорению ЕС по снижению энергопотребления в супермаркетах с помощью использования природного хладагента CO2 и углеводородов.
Отчет был профинансирован в рамках программы Horizon 2020 в ЕС и составлен вместе партнерами, и в нем отмечено, что значительная часть общих затрат на электроэнергию в среднем европейском супермаркете исходит от освещения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, причем наибольшая доля приходится на охлаждение.
Анализ показал, что охлаждение обычно занимает 35-50% общего потребления энергии. Таким образом, сокращение потребления энергии в холодильных системах супермаркетов может обеспечить значительную экономию средств.
Исследование, проведенное производителем и поставщиком компонентов вентиляции, отопления, охлаждения и кондиционирования воздуха, компанией Emerson, совместно с немецким исследовательским институтом ILK Dresden, намерено ответить на этот вопрос. Они сравнивали эффективность CO2 и углеводородных систем. Исследование, опубликованное в январе 2018 года и проведенное с 2015 по 2016 год, показывает, что интегральные (или автономные) дисплеи с углеводородным контуром и водяным охлаждением более эффективны, чем удаленные транскритические системы CO2.
Для сравнения установок CO2 и углеводородов (в данном случае пропана, R290) исследование было сосредоточено на типичном европейском дисконтном магазине с 10 витринами и торговой площадью около 1000 м2 (которая входит в категорию самых распространенных размеров для европейского супермаркета, как указано в отчете).
Сравнение интегральной системы на пропане (R290) и удаленной транскритической системы СО2 обнаружило, что, выбрав опцию пропан, розничные торговцы могли бы сэкономить на техническом обслуживании, потреблении энергии и ремонте 50000 евро за магазин за 10-летний период. «Таким образом, любой оператор с 10000 магазинами может обеспечить потенциальную экономию более 500000000 евро за десятилетний срок службы своих холодильных систем», — рассказал представитель компании Emerson в своем пресс-релизе.
Исследование Emerson/ILK Dresden не включает затраты на отопление или кондиционирование воздуха в расчете на энергопотребление, установку или эксплуатацию, что подтверждается Eric Winandy, директором в Emerson Commercial & Residential Solutions и его коллегой Thomas Tomski, вице-президент по маркетингу.
Однако системная интеграция может привести к экономии затрат. Вместо того, чтобы иметь отдельные системы кондиционирования и охлаждения, розничные торговцы все чаще рассматривают их объединение в одно решение HVAC & R.
Delhaize Belgium, входящая в группу Ahold Delhaize, использует тепло, регенерированное из системы CO2, установленной в супермаркете в Брюсселе, для обогрева теплицы на крыше «Urban Farm», а также для подачи тепла и горячей воды для магазина ниже.
Исследования, проведенные SuperSmart, ссылаясь на несколько исследований, утверждают, что рекуперация тепла может увеличить общий тепловой коэффициент (теплопроизводительность) транскритической системы CO2 на 20%.
Colin Bootsveld из Colruyt Group, инженер проекта в бельгийском розничном магазине, находится в хорошем положении и имеет возможность сравнить производительность CO2 и углеводородов. «Во Франции наши коллеги выбрали охлаждение на CO2. Основная причина заключалась в том, что у нас не было технических возможностей в Бельгии для поддержки внедрения холодильных чиллеров как во Франции, а CO2 был коммерчески доступен», — сказал Colin Bootsveld
В этих магазинах они использовали рекуперацию тепла. «Первое впечатление — разочарование. Теплопроизводительность значительно снизилась, а экономия энергии не так велика, как ожидалось. Мы обнаружили, что объединение на гидравлической стороне нуждается в улучшении. В конце концов, как CO2, так и углеводородные системы должны передавать свое тепло в систему распределения на водной основе, поэтому эта часть по существу одинакова для обеих», — говорит он.
С другой стороны, Bootsveld добавляет: «Система CO2 может обеспечить горячую водопроводную воду, тогда как наши углеводородные чиллеры не могут. Теоретически можно было бы использовать перегрев из углеводородных чиллеров, чтобы обеспечить 10% отработанного тепла при высоких температурах».
В настоящее время Colruyt Group тестирует тепловые насосы CO2 для водопроводной воды. «Номинальная тепловая мощность 3,5 кВт полностью удовлетворяет потребности в супермаркетах Colruyt», — объясняет он. «Результаты удовлетворительные и поэтому мы разочарованы тем, что так мало японских производителей доставляют эти тепловые насосы на европейский рынок».
«Также мы заметили, что тепловой насос CO2 очень эффективен при нагревании холодной водопроводной воды до 65 °C, но эффективность снижается, когда мы вводим рециркуляцию горячей воды, которая необходима в более крупных системах. В этом случае углеводороды станут интересной возможностью», — говорит он.
Эффективность отопления и охлаждения зависят не только от выбора хладагента, но и от расположения системы. Система CO2 считалась неэффективной в теплом климате, поскольку холодильная система приближается к закритической точке. Но такие изменения, как эжекторы, параллельное сжатие и адиабатическое охлаждение, помогают смягчить этот фактор.
«Благодаря параллельному компрессору и эжектору летняя теплопроизводительность сейчас очень хороша и сопоставима с ГФУ хладагентами», — сказал Enrico Zambotto, директор по холодильной технике Arneg (ведущий поставщик коммерческого холодильного оборудования с использованием как углеводородов, так и CO2).
David Guthörl, глава отдела энергоэффективности/углекислого газа швейцарского торгового ритейлера, согласен с этим: «Разницу в климате можно смягчить с помощью эжектора, который обеспечивает необходимое повышение эффективности технологии CO2 (как в холодном, так и в теплом климате). В холодном климате требуется больше тепла для нагрева (через рекуперацию тепла), что сопоставимо с охлаждением при высоких температурах окружающей среды».
В шкафах для углеводородов по мнению David Guthörl «использование энергии по-прежнему далеко от эффективности, поскольку необходимо проработать вопрос о том, что делать с выделяемым отработанным тепло».
Интегрированные системы с водяным охлаждением, приведенные в исследовании Emerson/ILK, могут решить эту проблему. «Исследование было основано на автономных шкафах для углеводородов с контуром конденсационной воды», — сказал Tomski. Оба теста, выполненные ILK, прошли в Германии при относительно низких температурах окружающей среды. Был проведен анализ чувствительности, показывающий, что использование углеродных шкафов в Барселоне дает 10%-ый КПД эффективности по сравнению с CO2, поскольку пропан работает лучше в более теплых условиях. В более холодном климате Гётеборга CO2 прибавил 4% по сравнению с углеводородными технологиями.
AHT, компания, производящая шкафы на углеводородной основе, включая интегральные водяные контуры, приветствует экономию энергии за счет использования тепла, которое образуется в процессе работы углеводородных шкафов. «В течение весны, осени и зимы вы можете сэкономить энергию, потому что «произведенное тепло» будет повторно использоваться для обогрева магазина», — утверждает лабораторный менеджер AHT Werner Schwaiger.
Хотя сравнение между CO2 и углеводородными системами трудно сделать, учитывая большое количество переменных, ясно, что многие европейские ритейлеры делают ставку все же на природные хладагенты.
по материалам r744.com