CO2 alkalmazása bevásárlóközpontok hűtésében

CO2 történet

CO2 kompresszor kb. 1900

– 1850: Javaslat a CO2 hűtőközegként való használatára (Alexander Twining, brit szabadalom)
– 1920-1930 A CO2 hűtőközegként való használatának csúcsa
– 1993 A CO2-hűtőtechnológia újrafelfedezése (G. Lorentzen)

Mi a TEWI?
TEWI = Total Equivalent Warming Impact ( Teljes Egyenértékű Felmelegítő Hatás) = Közvetlen egyenérték (szivárgásos vegyi kibocsátás) + Közvetett (energiahasználati) üvegházhatás.

A stacionáris közvetett kibocsátások meghaladják a hűtőközeg-szivárgásból eredő közvetlen kibocsátások mennyiségét

Közvetlen környezeti hatás
Tipikus szivárgás a bevásárlóközpontok rendszereiben

A tipikus európai bevásárlóközpontok hűtőrendszereinek szivárgási rátája 5 és 10 % között van, azaz a teljes rendszertöltet 5-10%-a kerül évente a légkörbe. A szivárgás 30%-a a mechanikai illesztéseknél keletkezik. Így a hermetikusan lezárt, a gyári hűtőegységeken tesztelt illesztékek használata kívánatos. Például a CO2 vagy PG alapú hűtőrendszerek közepes hőmérsékleten biztosítják hogy a primér hűtőközeg alacsonyabb szivárgását. Ez különösen a magas GWP (globális felmelegedési potenciál) értékű HFC hűtőközegek használata esetén ésszerű megoldás.

Közvetlen környezeti hatás – mit jelent?

Összehasonlítás – TEWI becslés

Moszkva

Barcelona

Johannesburg

1. Referencia rendszer: 2 egystációs DX rendszer R404A hűtőközeggel közepes és alacsony hőmérsékleten:

R404A R404A

2. NH3 (ábra felső része)/ CO2 (ábra alsó része) kör

Elöntött ammónia-rendszer HS-en, beszivattyúzott CO2 közepes és DX CO2 alacsony hőmérsékleten.

+ természetes hűtőközeg (GWPNH3=0)
NH3 magas látens párolgáshővel rendelkezik – jó hatékonyság
Az NH3 megfelelően záródik a géptérbe
Jobb CO2 HEs teljesítmény- magas biztonsági követelmény a gyúlékonyság és az ammónia toxikus volta miatt

8. R404A (ábra felső része)/ CO2 (ábra alsó része) kör

DX R404A rendszer MT és DX CO2 LT alapon
+ felhasználóbarát hűtőközeg
nincs köztes médium az MT-n
jobb CO2 LT HEs teljesítmény- magas GWP érték R404A
Magas HFC töltés
Jelentős költséghányadú szintetikus médium

9. CO2 booster rendszer

DX CO2 közepes és alacsony hőmérsékleten

+ felhasználóbarát hűtőközeg
természetes hűtőközeg (GWP=1 (0))
nincs köztes médium
jobb CO2 HEs teljesítmény- magasnyomású rendszer – biztonsági követelmények alkalmazása
drága magasnyomású összetevők (szelepek, HE-k, kompresszorok)
korlátozottan elérhető magasnyomású összetevők
magasan képzett személyzetre van szükség

A legjobban teljesítő rendszerek:

1. NH3 / CO2 kör
Ez a rendszer kiváló termodinamikai tulajdonságok mellett környezetbarát folyadékokkal üzemel. A rendszer egyetlen korlátja az ammónia toxikus volta és relatív gyúlékonysága. Ettől eltekintve – kiváló TEWI tulajdonságok a világ valamennyi részén.

2. R290 / CO2 kör
Bár ez a rendszer COP összehasonlításban átlagos teljesítményt nyújtott, a TEWI és az éves hőmérséklet-ingadozások feltárják a propán valódi potenciálját. 2 magas hatékonyságú természetes hűtőközeg egyetlen rendszerben kombinálva.

3. CO2 booster rendszer
Mint azt korábban említettük, a rendszer meglehetősen érzékeny a környezet hőmérsékletváltozásaira, és meleg éghajlaton nem sokkal teljesít jobban, mint a hagyományos HFC rendszerek. De a 15°C-nál alacsonyabb átlaghőmérsékletű országokban kiváló alternatíva!

A legrosszabbul teljesítő rendszerek:

1. R404A / CO2 kör (Propilén-glikol közepes hőmérsékleten)
Bár ez a rendszer alacsonyabb HFC töltésű, magas energiafogyasztás jellemzi, ám TEWI értéke még mindig elég magas.

2. DX R404A / CO2 kör
ALacsony energiafogyasztású, a legnagyobb hűtőközeg töltetű, a legmagasabb TEWI értékű rendszer.

3. R404A / CO2 kör
Tetszetősen alacsony COP értékkel és alacsony éves energiafogyasztással, ugyanakkor sok R404A töltettel bír, ami a TEWI diagramon is megmutatkozik.

Konklúzió
Világos, hogy a természetes hűtőközegek, illetve a természetes hűtőközegekkel működő rendszerek jobb alternatívák, mint a jelenleg alkalmazott rendszerek: mind energetikai, mind TEWI szempontból.
A természetes hűtőközegek hatékonyságát tovább fokozza a hővisszanyerő/hőszivattyú üzemmód, amely valamennyi kereskedelmi és ipari alkalmazási területen egyre népszerűbb.
A rendszerek hatékonyságát felbecsülték. Bár a számításokhoz a fenti rendszer üzemeltetése során nyert tapasztalatokat is beszámították bemeneti paraméterként, a valós életben mindig jelentkezhetnek eltérések.

Miért CO2?

A CO2 Magyarországon

A fő aktív szereplő a Tesco és az Auchan.
Magyar kereskedelmi láncok?

Az első szubkritikus rendszer 2006-ban.
Mintegy 40 CO2 üzlet működik
Ezek kb. egyharmada transzkritikus
Megtaláljuk köztük a CO2 + NH3 kombinációt is

Kiss D. József