DAIKIN
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Conveni Pack - Marktkonzept im Vergleich mit dem konventionellen Marktkonzept zweier Discountmärkte

Für die Supermarktgebäudetechnik in Deutschland stand bisher eine Trennung von Kälte- und Heizungstechnik im Vordergrund, da sich noch keine Lösung am Markt zeigte, dies als Gesamtanlagenkonzept zu vereinen. DAIKIN hat ein solches Konzept zur Marktreife gebracht und in Japan sowie England mit über 2000 Anlagen die Konzeptqualität erfolgreich durchgeführt.

Das neue CVP-Anlagenkonzept der Firma DAIKIN stellt für den Discountmarktsektor eine neue Möglichkeit zur konventionellen Technik dar, mit der bei guter Planung und Ausführung Energieeinsparungen von durchschnittlich 25% und mehr möglich sind.  Anhand der im Bericht hinterlegten Verbrauchswertanalyse konnte gezeigt werden, dass die Monatswerte der Messwerterfassungssoftware mit denen des Versorgungsunternehmens übereinstimmen. Somit ist eine Verifizierbarkeit der Messwerte untereinander gegeben und kann zur Einstufung des Anlagenverhaltens und damit des Einsparpotenzials in den untersuchten Zeiträumen wesentlich beitragen.
 
In Deutschland entfallen rund 14 % (ca. 66Mrd. kWh) des Elektroendenergieverbrauchs auf den Antrieb von Kälte- und Klimaanlagen. Besonders die Supermarktkälte ist hierdurch angesprochen und erfährt in den letzten Jahren einen sichtbaren Konzeptwandel in der Gebäudetechnik. Durch den nicht zu vernachlässigenden Kostenfaktor ist das Bewusstsein für Energiekonzepte sensibilisiert und fordert gute Überlegungen, um auch dem Umweltbewusstsein  in Sachen CO2- Reduktion Rechnung zu tragen. Man sucht nach adäquaten Anlagenpaketen, welche realistische Amortisationszeiten, lange Lebensdauer und funktionelle Zuverlässigkeit versprechen. In der Untersuchung wurde die Betriebsweise zum Conveni Pack unter den Bedingungen des deutschen Marktes und dem mitteleuropäischen Klima mithilfe der in den Märkten vorgesehenen Messtechnik betrachtet. Zur Erfassung der möglichen Betriebsänderungen werden die Anlagen über ein LON-BUS System ständig überwacht und ihr Verbrauch elektronisch erfasst. Die Auslesung der Daten ist über ein Portal im Internet möglich. So können Änderungen und Fehler zeitnah erfasst und zur Weiterverarbeitung herangezogen werden.
 
Der Conveni Pack-Markt gleicht in seinem Aufbau den beiden Referenzmärkten. In den Referenzmärkten übernimmt die Brennwerttechnik die Beheizung der Verkaufs – und Nebenräume, die Kälte wird über eine Verbundanlage mit 3 Kolbenverdichtern erzeugt. Ein Satellitenverdichter hebt das Sauggastemperaturniveau von den Tiefkühlzellen auf Normalkühlniveau.
Die Einsparungen des Conveni Pack ergeben sich aus der regelungstechnisch ausgereiften Verteilung der aus dem Verdichtungsprozess anfallenden Wärme und der Wärmerückgewinnung aus der Abluft des Marktes. 

Fachaufsatz - ConveniPack
Abbildung1: Schematischer Kompressionskreisprozessdes Conveni Pack (im Klimatisierungsmodus) Quelle: Daikin Europe 

Grundlegend werden im Conveni Pack zur Erzeugung der thermodynamischen Zustandsänderungen Fluorderivate eingesetzt. In diesem Falle R 407 C mit dem in der Zusammensetzung enthaltene R 134a, ein Fluorderivat des Ethans (1,1,1,2-Tetrafluorethan (CH2FCF3)) für Verdampfungstemperaturen zwischen 0°C und -25°C. Tiefere Temperaturen können durch Mischungen mit anderen fluorierten Kohlenwasserstoffen (HFKW, FKW) erzeugt werden.
 
Um diese Prozesse im gewünschten Maße zu erzeugen, wird beim Verdichtungsprozess durch elektrische Antriebsleistung mechanische Arbeit in Wärme und Druck umgewandelt. In Abbildung 1 zeigt sich diese Änderung durch den Anstieg der Temperatur von T0 auf TÜ und dem Anstieg des Arbeitsdruckes von p0 auf p. Das überhitzte, komprimierte Heißgas wird je nach Modi entweder zum Außenverflüssiger geleitet, um das Überangebot an Wärme an die Außenumgebung abzugeben, oder die Wärme wird für Heizzwecke im Innenraum genutzt und zum Innenverflüssiger (Deckengerät) umgeleitet. Durch die Stellventile Y1R, Y2R und Y3R kann das Wärmeangebot bedarfsgerecht verteilt werden (Übergangszeiten). Im Verflüssiger wird die Verflüssigungsenthalpie hVerfl. und die Kondensationswärme QK mithilfe des Wärmetransports über die Rohrinnenwand nach außen geführt und über das Umgebungsmedium (z.B. Luft, Wasser) abgegeben. Beim Durchgang durch den Verflüssiger sinkt die Temperatur von TÜ auf TU und der Aggregatzustand des Kältemittels geht vom gasförmigen in den flüssigen Zustand über. Der Großteil der Verflüssigerwärmeleistung kann hier zur Wärmerückgewinnung genutzt werden (Die Unterscheidung der Phasen wird im Anschluss erklärt). Das verflüssigte und unterkühlte KM wird über das Expansionsventil entspannt und in feinste Tröpfchen zerstäubt. Durch die vorgegebene Expansionsrate ändert das unterkühlte KM mit der Temperatur TU seine Dichte und seine Temperatur je nach gefordertem Kühlbedarf auf TTK, T0 bzw. T1. Der Druck sinkt von p auf p0 bzw. p1. Das KM nimmt auf dem Weg durch den Verdampfer die Verdampfungsenthalpie hVerd. und die Umgebungswärme QV auf und kühlt das Umgebungsmedium (z.B.: Luft, Wasser). Das erwärmte KM wird durch den Verdichter angesaugt und wieder auf Verflüssigungsdruck p und Heißgastemperatur TÜ angehoben. Der Kreisprozess ist geschlossen, kann aber nur durch mechanische Arbeit in Bewegung gehalten werden. 

Die wirtschaftliche Betrachtung hat ergeben, dass die eingesetzte Mehrinvestition über den Zeitraum von 15 Jahren (Nutzungsdauer nach VDI 2067), durch den Mehrverbrauch an Gas und Strom der konventionellen Anlagentechnik, amortisiert wird und Kapital aufbaut, mit dem ein weiteres Conveni Pack gebaut werden könnte. Zudem sind Erfahrungswerte vorhanden, die eine Reduzierung der Außengeräte des CVP möglich machen und dadurch eine weitere Senkung der Energiekosten, bei gleich bleibendem Marktausstattungsumfang, ermöglicht.