RAMMEPROGRAM INDEN FOR HANDEL OG SERVICE KØLING

Transkript

1 RAMMEPROGRAM INDEN FOR HANDEL OG SERVICE KØLING Forprojekt Kim G. Christensen Kenneth B. Madsen September 2001 Energi Køle- og Varmepumpeteknik

2 1 Forord Sammenfatning og resumé Beskrivelsen af køling i handel og service Miljøbelastning fra køleanlæg inden for handel og service Energiforbrug til køling i Danmark Energiforbrug til køling i handel og service Detailhandel Serviceerhvervene Engroshandel Offentlige institutioner Konventionelt køleudstyr anvendt i handel og service Ettrinsanlæg med direkte ekspansion Ettrinsanlæg med indirekte køling Interessenter Plug-in-anlæg Specialmaskiner/køleudstyr Splitanlæg Remoteanlæg Chillere Markedsandele Øvrige interessenter Spørgeskemaundersøgelse Databehandling Sammenfatning af spørgeskemaundersøgelse Energimæssige besparelser på køleanlæg Introduktion til energibesparende teknologier Områder med potentielt behov for tiltag Reduktion af kuldebehov Optimal anlægsudformning, herunder anlæg med naturlige kølemidler Optimal design for given anlægsudformning, herunder valg af komponenter Styring og regulering Service og vedligehold Integrerede systemer, hvor f.eks. bygningers energisystemer kobles (varmegenvinding) Energimærkning og energimåling Konklusion Produktcyklus Udvikling Markedsføring/anskaffelse Brug

3 9 Bilagsliste Referencer

4 1 Forord Dette projekt er gennemført for Energistyrelsen som et forprojekt for et rammeprogram omkring køling inden for handel og service. Forprojektet er gennemført af Teknologisk Institut i august/september Forprojektet beskriver struktureret sektorens energiforbrug fordelt på brancher, eksisterende udstyr og installationer samt potentialet for energibesparelser. Arbejdet bygger bl.a. på en spørgeskemaundersøgelse, hvor en del interessenter fra producent til slutbruger er blevet interviewet omkring deres holdninger til energibesparelser på det køletekniske område. Forprojektet beskriver også adfærdsmønstret i forhold til energirigtige produkter fra udvikling og produktion til installation og brug. Endeligt beskrives en række tiltag og indsatsområder, hvor der foreligger potentielle muligheder for energibesparelser inden for handel og service omkring køling. Teknologisk Institut vil gerne takke Energistyrelsen for konstruktiv feedback ved gennemførsel af dette arbejde. Endvidere gives en tak til den store gruppe af personer, der har medvirket til spørgeskemaundersøgelsen samt dem, der endvidere har gennemlæst det endelige arbejde. Disse virksomheder og mennesker er: HORESTA Brancheforeningen for storkøkkenudstyr FDB Magasin FinDan Gruppen (Super Køl) Galten Elværk Danfoss Salg Danmark Tine Skriver Poul Einar Ellerbek Hans Christian Larsen Leif Dahl Tom Göttsch Jeppe Sølvsten Hansen Hannibal Sander Med denne indledning håber vi, at læseren kan få udbytte af nærværende rapport. Teknologisk Institut Århus, den 17. september 2001 Kim G. Christensen Civilingeniør 3

5 2 Sammenfatning og resumé Der er gennemført et forprojekt med fokus på reduktion af energiforbruget til køling inden for sektoren handel og service. Der er indledt med et energimæssigt overblik inden for brancherne. Dette afsnit følges op af en beskrivelse af det forskellige udstyr, der findes på markedet inden for handel og service. Afsnittet bør give læseren en fornemmelse af, at der findes en lang række forskelligt udstyr og apparater, der gør området meget broget og komplekst. Herefter beskrives relevante interessenter fra producenter af udstyr til installatører og brugere samt andre interessenter. Selve undersøgelse og beskrivelsen af de mulige energibesparende tiltag indledes med en spørgeskemaundersøgelse, hvor en række interessenter er blevet adspurgt om deres holdning til energieffektivitet og energirigtige produkter. Det vurderes, at energiforbruget til køling inden for handel og service ligger på omkring 1000 GWh/år svarende til en CO 2 -udledning på tons/år 1. Samtidig var der et forbrug af HFC ere på det kommercielle køleområde på ca. 250 tons i 1999 svarende til en ækvivalent emission af CO 2 på ca tons CO 2 /år. Energiforbruget til køling udgør ca. 15% af hele sektorens energiforbrug, hvor andelen til køling er størst inden for detailhandlen og engroslagre. Der findes en lang række udstyr på markedet, og danske producenter besidder markedsandele mellem 20-80% og er repræsenteret på alle niveauer. Imidlertid er konkurrencen meget hård, og mange af producenterne er hårdt presset prismæssigt fra større udenlandske producenter. I denne konkurrence kunne det være interessant for flere af de danske producenter at kunne differentiere sig gennem mere energirigtige produkter eller produkter med andre nye funktioner. Imidlertid har Danmark en stærk position med en bred køleindustri på det kommercielle område med Danfoss i spidsen, men også et stærkt forskningsmiljø med universiteter og institutter. Spørgeskemaundersøgelsen har primært kunne bekræfte en række forskellige opfattelser. De interviewede personer tror primært, at der kan findes besparelse på køleområdet inden for handel og service. Der er meget få rådgivere, der har indgående kendskab til køleanlæg, og derfor er der ikke gjort ret meget på nuværende tidspunkt. Ser man isoleret på køleområdet vurderes det, at der kan hentes en besparelse på en bred vifte af områder. Det er bl.a. styring, integrerede systemer (varmegenvinding), optimalt design, reduktion af kuldebehovet samt service. Generelt er der stor tiltro til, at markedet for energibesparende komponenter vokser i fremtiden. Det er dog tankevækkende, at kun 33% af kølemontørerne tror på, at markedet er voksende, specielt når de reelt er med i beslutningsprocessen omkring hvilke komponenter, der skal implementeres. Undersøgelsen viser, at det på 50% af anlæggene er sælgeren, der reelt bestemmer hvilke komponenter, der skal monteres. Den primære faktor ved køb af køleanlæg er prisen. Herefter kommer en række andre egenskaber som energiforbrug, design, driftssikkerhed osv. Grunden til, at energiforbruget 1 Der regnes med en emission på 0,78 kg CO 2 pr. kwh el, der produceres 4

6 ikke spiller en større rolle, er, at en butiks energiforbrug ofte ligger under 1% af omsætningen. Derved er fokus flyttet til udelukkende at koncentrere sig om omsætningsfremmende tiltag. Hertil kommer, at kølebranchen i sin natur er temmelig konservativ, og ny teknologi derved ikke bliver tilbudt kunderne. Det er kun de store kæder i detailhandlen, der har egne rådgivere, som har mulighed for at følge med i udviklingen, mens de mindre interessenter ikke har chance for at følge med og derfor udelukkende er afhængige af sælgeren af køleanlægget. Alle interviewede mener, at adfærden fra personale og kunder påvirker energiforbruget. Her kunne en yderligere uddannelse være en vigtig parameter for at opnå en reduktion i energiforbruget. Køb af energirigtigt udstyr kræver mere information både til sælger (kølebranche) og køber (brugere inden for handel og service). Tilskudsordningerne er også en væsentlig metode mht. kommercielt tilgængeligt udstyr, der har svært ved at vinde indpas. F.eks. har standardløsningerne været en stor succes. Det er væsentligt, at tilskudsordninger er lette at søge samtidigt med en sikkerhed for støtte, hvis givne krav opfyldes. Et interessant aspekt på dette område kunne være at oprette et køleteknisk informationscenter specielt målrettet på handel og service. Informationscenteret skal være opdateret med den seneste viden og dermed kunne rådgive brugere, installatører og servicefirmaer omkring energibesparelser på køleanlæg. Køb af energirigtigt udstyr, der har en merpris, skal forsvares primært gennem investering i et miljørigtigt image, alternativt skal produktet have yderligere brugbare funktioner. Umiddelbart er der stor frygt for at få et dårligt image ved f.eks. ikke at kunne holde temperaturerne pga. dårligt køleanlæg. Det har Fakta f.eks. taget konsekvensen af og indført overvågning at temperaturerne. Her er et område, hvor en kombination mellem funktioner (lille energiforbrug, fødevaresikkerhed samt overvågning) hurtigt ville blive accepteret af markedet. Et stort problem i dag er, at man ikke har en energimærkning af energirigtige produkter. Dette betyder, at køberen ikke har garanti for, at produktet faktisk er energirigtigt og samtidig ikke kan markedsføre sig omkring energibesparelse, da den ikke kan dokumenteres. Dette er et stort problem både mht. plug-in- og remotekølemøbler, men også i forbindelse med komponenter f.eks. kompressorer. En tilskudsform, som der har været stor interesse for, er tilskud på baggrund af energimærkning. Hvis køleskabe, frostskabe, kølemøbler og evt. hele køleanlæg kan energimærkes, kan der gives tilskud på baggrund af energimærkningen. Firmaer, der har taget konsekvensen omkring et miljørigtigt image, er Coca-Cola og McDonalds. Coca-Cola har valgt at indføre naturlige kølemidler i deres flaskekølere, og McDonalds arbejder på at indføre HFC-fri restauranter i første omgang i Danmark. Der er stor skepsis over for teknologi, der ikke er kendt på markedet. Der er i denne forbindelse stor efterspørgsel efter flere demonstrationsprojekter, som fremviser og dokumenterer ny teknologi, samt mere information om, hvordan det er gjort. Det ville kunne medvirke til, at den naturlige træghed blev mindre og derved, at der kom mere ny teknologi på anlæggene. 5

7 Der er forskellige virkemidler til at fremme energirigtige teknologier. Første skridt er selvfølgelig, at de mest perspektivrige teknologier udvikles. Næste trin er at få implementeret teknologien. Det kan ske ved at lave demonstrationsprojekter, der viser, at teknologien er moden. I denne fase er det nødvendigt at støtte de parter, der er med i et sådan projekt, da det er forbundet med en vis risiko. Efter et demonstrationsprojekt findes der viden i de involverede virksomheder. Det er vigtigt, at denne viden formidles videre til den øvrige del af branchen. Det kan evt. ske vha. gratis rådgivning til kølebranchen samt brugere af køleanlæg. Indsatsområder Formålet med dette forprojekt har bl.a. været at pege på en række interessante indsatsområder. Afsnit 5 har indgående arbejdet med idégenerering på dette område. 7 primære områder er blevet behandlet. Vurderingen af de enkelte temaer er baseret på kvalitative sammenligninger mht. parametre omkring teknologiens tilbagebetalingstid, udviklingsstade samt energimæssige besparelsespotentiale. Det er meget vanskeligt at skulle vurdere de forskellige tiltag, og der ligger derfor i den kvalitative analyse en del usikkerhed og skøn, som læseren ud fra egen vurdering må vurdere sandsynligheden af. En prioriteret rækkefølge af de 7 indsatsområder: 1. Optimal anlægsudformning bl.a. med naturlige kølemidler Dette område prioriteres højest, da branchens fokus de følgende år ligger her pga. politiske tiltag i form af afgifter og udfasningsplaner. Det er vigtigt at understøtte denne udvikling, således at fokus også bliver lagt på energiforbruget. 2. Energimærkning og energimåling Dette område er prioriteret højt, da energimærkning utvivlsomt vil have en markant virkning på brugerne i købssituationen. Det foreslås at kigge nærmere på en mærkningsordning, der får den rette kvalitet i forhold til udbyttet. 3. Reduktion af kuldebehovet Dette område er selvfølgelig essentielt, da en total eliminering af kølebehovet vil reducere energiforbruget til 0. Imidlertid sker der i øjeblikket en række tiltag i forskellige F&U-projekter. Dette arbejde dækker et stykke af vejen behovet, men der er områder, der kan sættes fokus på. 4. Styring og regulering En række tiltag på dette område kunne være interessante at igangsætte. Det foreslås primært at undersøge og demonstrere muligheder i eksisterende teknologi gennem f.eks. demonstrationsprojekter. Decideret F&U-arbejde foregår bl.a. gennem et igangværende EFP-projekt. 5. Optimalt design, herunder valg af komponenter Der findes i stor udstrækning effektive komponenter på markedet. Det primære problem er valget af de rigtige komponenter. Her er KKO en vigtigt brik, og det foreslås, at der gennemføres yderligere arbejde i denne retning. Endvidere kunne der være behov for at gennemføre et eller flere udviklingsprojekter omkring kompakte og effektive varmevekslere f.eks. mikrokanalvarmevekslere. 6. Service og vedligehold Potentialet på dette område vurderes rimelig stort. Det er et spørgsmål om at uddanne personale og kølemontører til at være mere bevidste omkring energiforbrug og i nogen 6

8 udstrækning ændre adfærd i dagligdagen og under service. Der er flere metoder til at opnå dette. 7. Integrerede systemer Der har været meget snak omkring dette område. Området er prioriteret lavest, både fordi afgiftssystemet lægger en vis dæmper på udbredelsen, men også fordi f.eks. varmegenvinding tilgiver en energimængde ved så lave temperaturer, at energien ikke kan udnyttes i eksisterende systemer. Nedenfor beskrives de 7 områder i prioriteret rækkefølge. Optimal anlægsudformning Overgangen fra de kendte konventionelle systemer til nye systemer med f.eks. naturlige kølemidler skal foretages med omtanke. Den direkte emission af kølemidler (drivhusgasser) skal nødigt udkompenseres af et merenergiforbrug, således at anlæggets totale CO 2 -emission forøges. Her ligger der et massivt arbejde omkring udvikling, produktion og implementering af de rigtige systemer med naturlige kølemidler, der skal danne rammen for fremtidens anlæg. Tankerne omkring energiforbrug skal ligge på linie med valget af kølemiddel og anlægsudformning, og derfor vurderes dette område meget væsentligt. Kølebranchen står over for store udfordringer med at implementere ny teknologi i takt med, at de konventionelle kølemidler udfases. Det er derfor vigtigt, at kølebranchen har mulighed for at trække på de informationer, der er tilgængelige. Her er demonstrationsprojekter, hvor ny energirigtig teknologi demonstres og dokumenteres, en meget væsentlig og vigtig metode. Demonstration: Demonstration af HFC-fri og energirigtig restaurant (fokus på plug-in- og specialmaskiner) Demonstration af naturlige kølemidler i supermarkeder, hvor CO 2 anvendes på både køl og frost. Der er også behov for dimensioneringsvejledninger for at hindre, at der bliver bygget anlæg, der bruger unødig meget energi. Vejledning: Analyse, som fører til en vejledning omkring fremtidens energirigtige kølesystemer inden for handel og service med naturlige kølemidler Vejledning omkring drift og vedligehold af sekundære systemer. Endvidere er der behov for en række udviklingsprojekter. På dette område er der specielt behov for udvikling af plug-in- og splitanlæg med naturlige kølemidler. Endvidere bør fokus lægges på specialmaskiner, der i dag har et relativt stort energiforbrug, og næsten i fuld udstrækning anvender HFC-gasser som kølemiddel. Problemer på dette område er imidlertid, at de fleste af producenterne er udenlandske. En metode til at komme i tale med de store producenter vil være at indgå samarbejde med én eller flere markante brugere, der således vil kunne lægge pres på producenterne. Energimærkning og energimåling Der vurderes at være et potentiale over middel for denne type af tiltag. Man kan ikke tale om, at energimærkning giver en direkte energibesparelse, men det er med til at synliggøre energiforbruget samtidig med, at det giver mulighed for at vælge energirigtigt. Denne mulighed har størstedelen af branchen ikke i dag. 7

9 Derfor vurderes det, at potentialet ved mærkning specielt af remotemøbler og plug-inapparater er stort. Endvidere vil energimærkning af kompressorer være meget interessant i forhold til at sikre, at de mest effektive bliver valgt. Reduktion af kuldebehovet Det primære område for at nedbringe energiforbruget er ved at overdække åbne kølemøbler. Denne teknologi anvendes i dag i nogen omfang. Grunden til, at den ikke anvendes mere, er, at der er en påstand fra brugernes side om, at det hindrer adgangen til produkterne og dermed sænker omsætningen. Der er ikke udstyr på markedet i dag, hvor der er gjort en ekstraindsats for at integrere lågerne i designet og lette adgangen til varen. Her vil potentialet være stort, hvis et koncept kunne udvikles, således at låg og låger på køle- og frostmøbler bredt kunne accepteres. Yderligere vil der være et fornuftigt potentiale for udvikling af mere effektive lufttæpper i åbne køle- og frostmøbler samt åbninger ved køle-/frostrum og køleområder f.eks. mejeritorve. Tilbagebetalingstiderne ved disse teknologier vil være rimelige, og brugeren har således mulighed for at lave en fornuftig investering. Som nævnt er der gennemført en lang række projekter omkring reduktion af den interne belastning samt isolering (herunder vakuumisolering), og det er væsentligt, at dette arbejde danner grundlaget for et evt. videre arbejde. Styring og regulering Dette område er inde i en stor udvikling. Der er begyndt at komme styringer på markedet, der ikke blot kontrollerer enkelte komponenter, men hele køleanlægget. Dette arbejde vil fortsætte i fremtiden. Potentialet inden for styring og regulering vurderes til at være lidt under middel bl.a. i kraft af, at det tager lang tid at få teknologien implementeret. Der er monteret mange styringer, hvor mulighederne for energibesparelse ikke udnyttes fuldt ud. For at minimere denne tendens mangler der demonstrationsprojekter og vejledninger, der kan være med til at udbrede information om, hvordan udstyret anvendes. Her tænkes bl.a. på frekvensstyring af kompressorer, master regulering af sugetryk på remoteanlæg samt optimal styring af kompressor og kondensator. Endvidere vil det være interessant at kigge på nye metoder til nedbringelse af kondenseringstrykket. Optimalt design, herunder valg af komponenter For et givent system kan systemets effektivitet forbedres ved valg af de rigtige komponenter. Kompressoren er her en af de væsentligste komponenter. Imidlertid foregår denne udvikling typisk hos kompressorfabrikanterne og betragtes konfidentielt, da en vigtig salgsparameter er kompressorens virkningsgrad. Der findes dog også et stort potentiale mht. varmevekslere. F.eks. udvikling af højeffektive fordampere og kondensatorer, herunder luftfordeling. Denne teknologi kan bruges alle steder, hvor der veksles fra et medie til et andet. Samtidig er der i dag stor fokus på minimering af fyldningsmængder, hvor varmevekslerne også spiller en væsentlig rolle. Derfor kunne det være interessant f.eks. at kigge på mikrokanalsvekslere. Desuden mangler der projekter, som formidler den viden, der er blevet akkumuleret. Dette arbejde kan evt. finde sted inden for KKO. Der er desuden et stort potentiale inden for udvikling af plug-in-apparater. På dette område har flere projekter kørt med gode resultater. 8

10 Service og vedligehold Potentialet inden for dette område vurderes til at være over middel. Det vurderes, at der kan hentes en reduktion i energiforbruget på en meget stor del af anlæggene. Energiforbruget er ikke synligt i dag, og derfor er der ikke interesse for det i dag. En mulighed for at øge interessen for energiforbruget er ved at synliggøre det. Det kan gøres ved at sætte energimålere op, som måler køleanlæggets energiforbrug. Der mangler desuden, at kølebranchen uddannes til at udføre disse eftersyn. På længere sigt arbejdes der på, at styringen kan tilkalde service, når der er fejl på anlægget (FDD), eller når der er et øget energiforbrug i forhold til normalt. Integrerede systemer Potentialet på dette område vurderes til at være under middel. Grunden til dette er, at det kun er en lille del af kondensatorvarmen, der udnyttes til opvarmning. Der er installeret en del af denne type anlæg i Danmark. Grunden til, at de ikke er mere udbredte, er sandsynligvis, at man skal betale afgift af el, når den benyttes til disse formål. Dette medvirker til at gøre en sådan investering ugennemskuelig for menigmand. Det foreslås at sætte fokus på dette område mht. integrerede systemer bl.a. i forbindelse med supermarkeder, da der kan dukke interessante muligheder op evt. i forbindelse med anvendelse af CO 2 som kølemiddel. Udvælgelse og definition af rammeprojekter På baggrund af de skitserede projektideer kan udvælges og defineres de relevante projekter, som skal danne grundlag for indsatsen. Projekterne beskrives igennem formål, succeskriterier, indhold og interessenter. Endvidere vurderes hvert projekt på baggrund af teknologiens potentiale (energibesparelse), tekniske og økonomiske barrierer, indtrængningshastighed samt spredningseffekt. Det er vigtigt, at der lægges vægt på, at projektet formidles til branchen på en måde, som gør, at den indsamlede viden kommer så mange til gode som muligt. Krav til operatør Afhængigt af indholdet af det endelige indhold af rammeprogrammet vil kravene til operatøren variere. De primære egenskaber for en relevant operatør vil være følgende: solidt overblik over køling i handel og service med kendskab til nuværende teknologi og interessenter, herunder teknisk forståelse af enkeltdele solidt overblik over tidligere gennemført arbejde samt evne til at indsamle viden og samarbejde med relevante aktører evne til at afgrænse rammeprogrammets enkeltdele i sådant omfang, at formålet med rammeprogrammet med størst mulig sandsynlighed kan nås, og succeskriterierne opfyldes evne til at samle og koordinere en større gruppe af aktører, således rammeprogrammets mål opfyldes kreativitet i idéfasen samt under gennemførsel af rammeprogrammet. Succeskriterier For rammeprogrammets enkeltdele beskrives af operatøren et besparelsespotentiale, herunder spredningseffekt og indtrængningshastighed. Endvidere beskrives metoden til videnformidling. Disse parametre vil indgå i vurderingen af indsatsen ved afslutningen af projektet. 9

11 3 Beskrivelsen af køling i handel og service 3.1 Miljøbelastning fra køleanlæg inden for handel og service Et produkts livsforløb deles almindeligvis op i de fem livscyklusfaser: Materialefase Produktionsfase Brugsfase Bortskaffelsesfase Transportfase Materialefasen omfatter udvinding og forarbejdning af råstoffer. Det omfatter f.eks. udvinding af jernmalm og forarbejdning til stål eller udvinding af råolie og raffinering til olieprodukter. Her sker afgræsningen gennem hvilke materialer, der medtages i vurderingen. Produktionsfasen omfatter virksomhedens aktiviteter i form af fremstilling af selve produktet. Der medtages de processer og aktiviteter, der er væsentlige for fremstilling af produktet ud fra forbruget af råvarer, energi og hjælpestoffer. Brugsfasen omfatter de aktiviteter, der foregår, fra produktet forlader virksomheden, og indtil produktet kasseres. Drejer det sig om et køleanlæg, er elforbruget interessant. Drejer det sig om en kaffekop, er den daglige rengøring interessant. For nogle produkter er denne fase vigtig, mens der for andre produkter ikke er forhold, som er væsentlige for miljøet. For køleanlæg vil denne fase være den alt dominerende. Bortskaffelsen af det kasserede produkt afhænger af det enkelte produkt. Affaldsbehandlingen for husholdningsaffald og en del industriaffald er i Danmark hovedsagelig forbrænding. For andre typer af kasserede produkter vil genanvendelse være relevant. Ofte er muligheder for genanvendelse fastlagt ud fra materialevalget (metaller kan oparbejdes, visse plasttyper kan ikke). Transportfasen omfatter transporten af råmaterialer til producenten, transporten fra producenten til forbrugeren, eventuel transporten i brugsfasen samt fra forbrugeren til genvinding eller forbrænding. For køleanlægs vedkommende vil den dominerende miljømæssige belastning komme fra driftsfasen, hvor energiforbruget spiller den væsentligste rolle, men også kølemiddellækager af HFC-kølemidler bidrager væsentligt. Bidragene fra energiforbrug og kølemiddellækager vil typiske udgøre over 95% af den samlede CO 2 -belastning. Bidraget fra kølemidlet vil selvfølgelig afhænge meget af anlægstypen. For plug-in-kølemøbler vil bidraget fra kølemidlet ligge mellem 5-10%, mens bidraget for remoteanlæg vil ligge omkring 30-40%. Splitanlæggene 2 vil ligge imellem disse to yderpunkter. 2 For beskrivelse af de forskellige typer af køleanlæg, se senere i afsnit

12 El-forbrug Materialer Kølemiddel Blæsemiddel Figur 1: Fordeling af bidrag til drivhuseffekten for et typisk remoteanlæg /6/ Bidraget fra kølemiddellækager kan selvfølgelig elimineres ved at anvende kølemidler (naturlige kølemidler), hvor GWP (Global Warming Potential) er nul eller meget lille. Ifølge Miljøstyrelsens opgørelse /27/ blev der i 1999 benyttet ca. 250 tons HFC-kølemiddel på kommercielle stationære køleanlæg. Dette forbrug skal sammenlignes med et total forbrug på ca tons i Energiforbrug til køling i Danmark Ca. 15% af det totale danske elforbrug anvendes til drift af køle- og fryseudstyr samt udstyr til luftkonditionering (A/C). Nærværende analyse er gennemført for at skabe et overblik over, hvordan forbruget fordeler sig på specifikke kølebehov. DEFU har opgjort elforbrug til køling fordelt på brancher inklusiv husholdninger i 1993 /1/. Energiforbrug til køling [GWh/år] Service 7% Off. Inst 4% Engroshandel 8% Detailhandel 14% Industri 17% Landbrug 2% Husholdning 48% Branche Energiforbrug [GWh/år] Husholdning 1900 Landbrug/gartneri 66 Detailhandel 555 Engroshandel 311 Service 290 Off. institutioner 142 Industri 676 Total 3940 Som det fremgår, er elforbruget til køling domineret af først og fremmest de private husholdninger, som udgør 48% (1900 GWh/år). For de øvrige brancher stammer de individuelle forbrug fra få dominerende forbrugsgrupper (DEF 1994) /2/: Detailhandel: 14% (555 GWh/år): Køling af fødevarer i supermarkeder og fødevareforretninger 11

13 Industri 17% (676 GWh/år): Fødevarefremstilling og kemisk industri Engroshandel: 8% (311 GWh/år): Hovedsageligt køle- og frostlagre Service: 7% (290 GWh/år): Restaurationer, hoteller samt A/C og EDB-køl i bank-, forsikrings- og forretningsservice I handel og service anvendes mange forskellige typer af køleanlæg, og formålene varierer fra applikation til applikation. Handel og service er sammensat af detailhandel, engroshandel, serviceerhvervene samt offentlige institutioner. 3.3 Energiforbrug til køling i handel og service Elenergiforbruget til køling og luftkonditionering i handel og service er ca GWh/år, hvilket svarer til ca. 15% af elenergiforbruget i handel og service. Energiforbruget til køling ligger primært placeret inden for detailhandel, engroshandel samt serviceerhvervene. El-forbrug til køling i Handel og Service [GWh/år] Total: 1261 GWh/år Off. Inst 10% Service 23% Detailhandel 43% Engroshandel 24% Det vurderes, at ca. 300 GWh/år går til A/C, hvilket betyder, at ca GWh/år anvendes til køling (køl og frost) i handel og service. A/C anvendes primært i serviceerhvervene og i de offentlige institutioner, men også i større og større udstrækning i detailhandlen (food/nonfood). Hvis man ser på, hvor meget energiforbruget til køl og A/C udgør af branchens totale energiforbrug, ser billede således ud: 12

14 Andelen af elenergiforbrug til køling i fht. det totale elenergiforbrug for branchen 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% Detailhandel Engroshandel Service Off. Inst Som det ses af figuren, udgør elenergiforbruget til køling inden for engroshandel over 50% af denne branches energiforbrug. Endvidere ses det for serviceerhvervene og offentlige institutioner, at andelen ligger under 10%, hvilket kan være forklaringen på, at opmærksomheden på energiforbruget her ikke er særlig stor Detailhandel Anvendelse Supermarkeder Fødevareforretninger: slagtere og bagere Nærbutikker; kiosker og servicestationer Non-food forretninger Varehuse og stormagasiner Udstyr Større maskinanlæg til remotekølemøbler Plug-in-kølemøbler Splitanlæg til køle- og frostrum eller A/C Splitanlæg til køle- og frostmøbler Specialudstyr typisk udformet som plugin (ismaskiner, faldkulde) Energiforbrug: 540 GWh/år I detailhandel anvendes køling primært i forbindelse med køling af fødevarer i supermarkeder og fødevareforretninger. Supermarkeder er den største forbruger af køleteknisk udstyr inden for handels- og serviceerhvervene. Elforbruget vil være delt mellem køle- og frostrum til opbevaring, der er placeret i lagerlokaler. Derudover er der som regel et større antal køle-/frostmøbler, hvor der ligger madvarer til salg. Disse anvendes ofte til salg af mælk, mejeriprodukter, fersk kød, frosset kød, frosne grøntsager, læskedrikke, iscreme, etc. Det er ikke usædvanligt af have 20 eller flere køle-/frostmøbler. Forarbejdning af grøntsager og kød sker i separate rum, og først når de/det er rengjorte og udskåret, bringes de til slagteren eller delikatessen for viderebehandling. Disse rum er nedkølet ved hjælp af ventilation og køling. 13

15 El-forbrug til køling i detailhandlen [GWh/år] Total: 540 GWh/år Supermarkeder 81% Supermarkeder Nærbutikker Øvrige fødevarebutikker Nærbutikker 8% Øvrige fødevarebutikker 11% Det vurderes at forbruget til køling i detailhandlen fordeler sig på følgende vis /5/: Køle- og frostrum (opbevaring af levnedsmidler): 50% Forarbejdning af madvarer: 15% Kølemøbler: 20% Enkeltstående anlæg (iscreme, sodavand, øl, etc.): 10% Aircondition/køleflader i ventilationsanlæg: 5% Inden for detailhandlen ses endvidere en stigning i anvendelsen af mekanisk luftkonditionering, hvilket med tiden kan få væsentlig betydning for energiforbrug på dette område. Supermarkeder I Danmark findes ca supermarkeder, hvor fødevarer udstilles i enten køle- eller frysediske/-reoler. Endvidere findes der ca små købmandsbutikker. Den alt overvejende del af køle- og frysemøbler i supermarkeder er tilsluttet remoteanlæg (maskinanlæg), men også plug-in-møbler er meget anvendte. Endvidere ses en del splitanlæg primært i de mindre butikker. Supermarkederne spænder vidt fra meget små butikker til helt store. Nedenstående tabel viser, hvorledes belastningen på hhv. køl og frost er fordelt for forskellige supermarkeder. Kuldeydelse KØL Kuldeydelse FROST Antal kølesteder Fyldning (R404A) Købmand ca. 5 kw ca. 3 kw kg Lokal/Dagli'Brugsen ca. 10 kw ca. 5 kw kg Netto/Fakta kw kw kg Føtex/SuperBrugsen kw kw kg Bilka/ISO/OBS kw kw kg Afhængigt af anlægsstørrelsen vil anlægsudformningen variere. Dette betyder imidlertid også, at anlæggets normerede energiforbrug vil variere pga. forskelle i graden af den 14

16 energimæssige optimering. Potentialet er størst på de store anlæg med stort energiforbrug, og på disse anlæg ses da også ofte gennemført flere forskellige tiltag for reducere energiforbruget. Kølingen i supermarkeder foregår primært i forbindelse med køle- og frostrum samt køle- og frostmøbler, men udviklingen går mere i retning af luftkonditionering i salgsarealerne samt køleområde i forbindelse med mejeri- og grønttorve. Den øvrige detailhandel: Ser man på resten af detailhandlen (ud over supermarkeder, varehuse og stormagasiner), dækker dette område over alle specialbutikker såsom slagtere, fiskehandlere, ostehandlere, bagere og lign. samt endvidere nærbutikker og servicestationer. Disse butikker er meget forskelligt udrustet, hvor der også er installeres specielt udstyr afhængigt af butikkens formål. F.eks. vil en bager med produktion have følgende udstyr: 1 stort dobbelt frostskab til sukkervarer 1-2 kølerum til produktionen evt. 1 koldtvandsanlæg (12 C) til bageri 1 kølereol i butik (3-5 m) 1-2 kagekølere 1 faldkuldeanlæg til vinduesudstilling Antal butikker /3/ Estimeret antal køleinstallationer pr. butik Slagter- og smørrebrødsforretninger Fisk og vildt Chokolade og slik Frugt og grønt Osteforretninger Bagerforretninger Døgnkiosker Servicestationer Total Som det ses af tabellen, er der et meget stort antal køleinstallationer (ca ) opstillet i disse forretninger. Energiforbruget til dette område ligger samlet set omkring 103 GWh/år, hvilket kun er en lille del af det samlede energiforbrug til detailhandlen (19%). Imidlertid er udstyret, der anvendes kapacitetsmæssigt, ikke særlig stort, og den primære salgsparameter er prisen. Derfor ligger der på dette område et stort potentiale for energimæssige besparelser. I mindre butikker i detailhandelen er det normalt med et enkelt separat anlæg for hvert kølested (splitanlæg). Der ses også maskinrum med kompressoranlæg, der forsyner hvert kølested. 15

17 3.3.2 Serviceerhvervene Anvendelse Restauration- og hotelvirksomhed Bank-, forsikrings- og forretningsservice Postvæsen og telekommunikation Kulturelle aktiviteter Udstyr Plug-in-kølemøbler Splitanlæg til køle- og frostrum eller A/C Splitanlæg til køle- og frostmøbler Specialudstyr typisk som plug-in (ismaskiner, fadøl- og sodavandskølere) Chilleranlæg til A/C og EDB-køl Energiforbrug: 295 GWh/år Restauration- og hotelvirksomhed Inden for restauration- og hotelvirksomhed, dog med undtagelse af de mindste enheder, dvs. cafeer, cafeterier og grillbarer, findes der kølerum til opbevaring af animalske produkter, svalerum til grøntsager og eventuelt et mindre frostrum. Endvidere kan der være et afkølet arbejdslokale til forarbejdning af råvarer. Hertil kommer et variende antal køle- og fryseskabe i køkkenlokalet samt eventuelle kølemontre, isterningsmaskiner, fadøl- og flaskekølere. Der er typisk tale om separate plug-in-enheder eller splitanlæg (4-6 stk.), og kun i sjældnere tilfælde anvendes et centralt køleanlæg. Splitanlæggene er typisk placeret langt fra forbrugsstederne og har en ringe virkningsgrad og anvendelsesgrad. Det er ikke usædvanligt at observere enkeltstående køleanlæg. Endelig anvendes enkeltstående anlæg såsom køleskabe, frysere, fadølsanlæg m.v. I enkelte restaurationer og på visse hoteller anvendes endvidere airconditionanlæg. I tilfælde af at svømmebade forefindes, anvendes normalt køleflader suppleret med et stort luftskifte. Forbruget til køling inden for restauration- og hotelvirksomhed fordeler sig på følgende teknologier /5/: Køle- og frostrum (lager): 50% Kølerum (råvareforarbejdning): 15% Enkeltstående anlæg: 30% Aircondition: 5% Antal butikker /3/ Estimeret antal køleinstallationer pr. butik Hoteller, moteller og kroer Restauranter og større cafeer Cafeterier og grillbarer Kantiner Catering Total

18 Som det ses af tabellen, har man inden for restauration- og hotelvirksomhed et meget stort antal køleinstallationer. Ligeledes inden for detailhandlen i forbindelse med de mindre butikker er anlæggene ofte små og ikke energimæssigt optimerede. Servicevirksomhed generelt Det primære køleforbrug i banker, forsikring- og forretningsservice hidrører fra primært A/C. Energiforbruget til køling udgør dog en mindre del af disse sektorers energiforbrug (andel på 5-10% af det elektriske energiforbrug). Denne andel er dog voksende. Køling anvendes som komfortkøling i arbejdsområder samt i vid udstrækning til køling af EDB- og teknikrum, hvor varmebelastningen er høj. Der anvendes både centrale køleanlæg (chillere) med koldvandscirkuation og multisplitanlæg med direkte ekspansion. Koldtvandschillere udformes ofte med temperaturstyring på vandsidens fremløb vha. blandesløjfer eller fordampertryksregulering (mediestyret). De to principper kan også kombineres. Der indlægges oftest også en frostsikring eller minimumstemperatursikring i styringen for at undgå frost i vandkøler eller for lav temperatur. Der ses øget anvendelse af frekvensreguleret pumpestyring ved varierende belastning. Pumpens omdrejningstal nedreguleres, når forbruget falder, så der enten holdes konstant differenstryk eller konstant returtemperatur i vandkredsen til fordamperen. Luftkølere i ventilationsaggregater vil oftest være forsynet med blandesløjfe til regulering af indblæsningsluftens temperatur. I systemer, hvor der anvendes fan coils, vil disse ofte være forsynet med brugerbetjent styring af indblæsningstemperatur og trinvis luftmængde. Styring af kompressorkapaciteten i forhold til belastning vil afhænge af anlægsstørrelse. På større anlæg anvendes mere end én kompressor, og det vil være almindeligt at ind- og udkoble cylindre (dellast) eller hele kompressorer afhængig af lasten. På små og mellemstore anlæg vil frekvensstyring være energimæssig attraktivt, men der eksisterer meget få anlæg, hvor princippet anvendes. Hyppigst anvendes et af følgende principper: presstostatstyret on/off af kompressoren, varmgas by-pass til sugesiden eller fordamper- og sugetryksregulering Engroshandel Anvendelse Køle- og frosthuse/-lagre Køling af pakhuse og arbejdsrum Udstyr Større maskinanlæg (remoteanlæg) Splitanlæg til mindre køle- og frostrum Splitanlæg til luftkonditionering Chilleranlæg til køle- og arbejdsrum Energiforbrug: 305 GWh/år Opbevaring af ferske og frosne fødevarer, der er på vej fra producent til endelig bruger. Frysehusene er oftest højautomatiserede pallelagre og fungerer som lagerplads for producenter og distributører af fødevarer, som slipper for at investere i lavtemperaturkøleanlæg. Engroslagrene er mindre specialiserede og er normalt opført hos de enkelte virksomheder. 17

19 Anlæggene er typisk kompressoranlæg med direkte ekspansion eller større ammoniakanlæg med pumpecirkulation, herunder store totrinsammoniakanlæg. Anlæggenes kapaciteter er normalt over 20 kw. Men det kan også være ventilationsanlæg forsynet med køleflader til at imødekomme bestemte temperatur- og fugtighedskrav i lagerlokalerne Offentlige institutioner Anvendelse Undervisning og forskning (A/C+køl) Sundheds- og veterinærvæsen (A/C+køl) Sociale institutioner (storkøkkener og kantiner) Offentlig administration (A/C+køl) Udstyr Plug-in-udstyr (flaskekøler, iscremefryser) Splitanlæg til mindre køle- og frostrum Splitanlæg til luftkonditionering Chilleranlæg til køle- og arbejdsrum Chilleranlæg til A/C Energiforbrug: 121 GWh/år Meget af kølingen til offentlige institutioner går til A/C, men også kantiner og storkøkkener er en væsentlig forbruger. Til luftkonditionering anvendes primært chillersystemer. I kantiner og storkøkkener anvendes primært specialfremstillet plug-in-udstyr. 3.4 Konventionelt køleudstyr anvendt i handel og service I handel og service anvendes primært køling i forbindelse med køle- og frostrum, forskellige typer af køle- og frostmøbler samt diverse specialudstyr. Dette afsnit vil beskrive det forskellige udstyr, der anvendes i dag i forbindelse med konventionelle anlæg Ettrinsanlæg med direkte ekspansion En meget stor del af anlæggene inden for handel og service er udført som simple ettrinsanlæg. Anlæggene vil indeholde én eller flere kompressorer (parallelkoblede), typisk én kondensator samt én eller flere fordampere afhængigt af antallet af kølesteder koblet på anlægget. Der vil endvidere være monteret én ekspansionsventil pr. fordamper for de større anlæg, mens der for de mindre plug-in-anlæg typisk anvendes kapillarrør som drøvleorgan. Direkte kølesystem Kondensator +30 C +2/ -20 C Kompressor Receiver Køle-/ forststed Figur 2: Ettrinsanlæg med direkte ekspansion 18

20 På de mindre anlæg (typisk plug-in-systemer), som anvender kapillarrør som drøvleorgan, vil der ikke blive anvendt receiver. De simple ettrinsanlæg anvendes i mange forskellige afskygninger. Dette dokument opererer vil med fire typer: plug-in-anlæg, specialmaskiner, splitanlæg og remoteanlæg. Plug-in-anlæg Plug-in-anlæg er defineret ved, at apparatet eller møblet leveres inkl. kompressor, kondensator samt styring, således at enheden blot skal tilsluttes 230 V for at starte. Typiske plug-in-anlæg vil være iscremefrysere, flaskekølere og en række køle- og frysemøbler såsom reoler, gondoler og udstillingsmontre. Figur 3: Typiske eksempler på plug-in-møbler, som anvendes i detailhandlen. Plug-in-anlæggene anvendes primært i forbindelse med mindre supermarkeder, fødevareforretninger såsom bager og slagter samt i nærbutikker og på tankstationer. Endvidere ses plug-in-anlæg også anvendt i stor stil i forbindelse med storkøkkener samt hotel og restauration. Apparaterne er simple og billige og produceres således, at varerne præsenteres på den bedst mulige måde. Energiforbruget er meget højt, da dette aspekt ikke tidligere har været i fokus. Imidlertid har der gennem de senere år været gennemført en række projekter netop på området omkring plug-in-anlæg (flaskekølere, iscremefrysere og storkøkkenapparater), hvor det er lykkedes at reducere energiforbruget på dette udstyr med 30-40%. I større forretninger eller installationer, hvor antallet af møbler (plug-in-anlæg) overstiger 4-6, er splitanlæg eller remoteanlæg ofte installeret. Disse anlæg fungerer ligesom vist på figur 2 ved, at én eller flere kompressorer servicerer flere møbler. Kompressorerne og kondensator er placeret udendørs, i maskinrum eller i kældre. Herved undgås støj fra kompressor og kondensatorblæser i forretningslokalet, og varmeafgivelsen fra kompressor og kondensator flyttes samtidig væk fra lokalet. Der er i Danmark en stor produktion af kommercielle plug-in-anlæg, hvoraf størstedelen bliver eksporteret (80-90%). 19

21 Specialmaskiner/køleudstyr I restaurationsbranchen og i detailhandlen anvendes en lang række af specialmaskiner f.eks. til produktionen af is eller køling af drikkevarer (sodavand og fadøl). Dette udstyr er udviklet til højest opnåelige pålidelighed, minimum størrelse og pænt design. Området er præget af hård konkurrence, og derfor er prisen lav. Figur 4: Forskelligt køleudstyr (specialmaskiner). Til venstre en slushismaskine, i midten en isterningmaskine og til højre en sodavandsmaskine. Udstyret er ofte designet som plug-in og kan derfor tilsluttes overalt, hvor der findes en stikkontakt. Energiforbruget er ikke en væsentlig salgsparameter, og derfor er der ikke kendskab til egentligt energibesparende arbejde på dette område. Splitanlæg Splitanlæggene er principielt udført som vist på figur 2. Anlægget består af en kondenseringsunit, der opstilles udendørs, i kældre eller tilstødende lokaler. Kondeseringsunitten består af en kompressor, kondensator, kondensatorblæser, receiver samt andet nødvendigt udstyr såsom skueglas og tørrefilter. Figur 5: Kondeseringsunits til hhv. ophæng på væg og opstilling på plant underlag 20

22 Kondenseringsunitten tilsluttes ekspansionsventil og fordamper, der er placeret i det apparat eller kølemøbel, hvor kulden ønskes leveret. Sammenkoblingen sker ved en væskeledning, hvor væsken løber fra kondenseringsunitten frem mod fordamperen og en sugeledning, hvor gassen strømmer tilbage fra fordamperen til kondenseringsunitten. I nogle tilfælde kan der være meget langt fra kondenseringsunittens placering til kølestedet, mens der andre gange er meget kort afstand. F.eks. i forbindelse med mindre køle- og frostrum vil kondenseringsunitten ofte være placeret lige uden for rummet. Energimæssigt er splitanlæggene sjældent særlig optimerede. Kompressorerne er typisk ikke særlig effektive, der er sparet på kondensatorarealet, lufttilgangen er ringe, og tryktabene er store. Endvidere er reguleringen af kapaciteten ofte begrænset til en sugetryksregulator uden mulighed for at regulere kompressorens slagvolumen. Anlæggene reguleres typisk on/off med en neutralzone. Remoteanlæg (parallelanlæg) Et remoteanlæg består af et maskinanlæg, et antal kølemøbler samt én eller flere kondensatorer. Maskinanlægget består af en ramme, hvorpå der er opstillet et antal kompressorer. Kompressorerne er koblet parallelt og tilsluttet en eller flere kondensatorer. På rammen er endvidere monteret receiver, olieudskiller, skueglas, tørrefilter, ventilstationer og styring. Maskinanlægget vil typisk være opstillet i et dertil indrettet maskinrum. Maskinanlægget har den fordel, at de mange kompressorer (nogle gange kompressorer) giver mulighed for at regulere kapaciteten i mange trin, hvorved det hele tiden er muligt at tilpasse kapaciteten til det aktuelle behov. Endvidere er alle kompressorer samlet på ét sted og nemme at servicere. Maskinanlægget (kompressoranlægget) tilsluttes et antal kølesteder eller kølemøbler (ofte op til fordampere). Disse fordampere forsynes remote Figur 6: Maskinanlæg med fire af kompressoranlægget. Herved kan kompressorer og andet udstyr samtidighedsfaktoren udnyttes ved, at ikke alle kølesteder belastes fuldt ud samtidig, og anlæggets samlede slagvolumen kan reduceres. Kølestederne vil ofte være større køle-/frysemøbler, men kan også være et antal køle- og fryserum. Et par eksempler på remotemøbler er vist nedenfor. 21

23 Figur 7: Hhv. remotegondol og remotereol, der typisk opstilles i større supermarkeder. Lodretstående reoler anvendes næsten kun til køleformål i Danmark. Frostreoler ses meget sjældent pga. af deres meget store kuldebehov og dermed store energiforbrug. Dog ses i nogen udstrækning frostskabe med låger Ettrinsanlæg med indirekte køling Inden for handel og service anvendes også i mindre udstrækning indirekte køling. Det er typisk i forbindelse med applikationer med flere forskellige kølesteder med samme temperaturniveau. Køleanlægget (primærkredsen) er et kompakt system, som typisk er præfabrikeret. Denne del af anlægget placeres udendørs eller i kældre. I brinekøleren (varmeveksleren) afkøles brinen via varmevekslingen med det kolde primære kølemiddel, der fordamper på den anden side af fordamperen. Brinen pumpes til kølestederne, hvor kølingen foregår. Indirekte kølesystem Kondensator Sekundær glykolkreds +30 C +2/ -20 C Kompressor Ekspansionsventil Primærkreds Køle-/ forststed Pumpe Varmeveksler Receiver Figur 8: Typisk udformning af et indirekte anlæg Indirekte kølesystemer vil primært blive anvendt i forbindelse med større systemer, hvor rørtrækket bliver billigere og nemmere at servicere med et vandbaseret sekundært kølesystem. 22

24 Chillere Chilleranlæg er principielt udformet som vist på figur 8. Kompressor, kondensator, fordamper, pumpe samt øvrige komponenter vil typisk være sammenbygget i en kompakt unit. Den vandbaserede brine (sekundært kølemiddel) bliver afkølet i fordamperen og cirkuleres gennem den sekundære kreds vha. pumpen til kølestederne. Systemet er nemt at opstille og kræver ikke en kølemontør, men kun VVS-folk, da komponenterne, der indeholder det primære kølemiddel, ikke berøres på pladsen. Chillere findes fra små størrelser omkring 20 kw op til flere hundrede kw. Chillere anvendes primært i detailhandlen og i forbindelse med serviceerhvervene primært til A/C. 4 Interessenter Kølebranchen i Danmark er bygget op med en rimelig skarp afgrænsning mellem producenter af udstyr, grossister og kølefirmaer. Producenterne af køleteknisk udstyr kan enten sælge til grossister eller direkte til kølefirmaer. Ofte vil grossister blive brugt af udenlandske producenter, som forhandler deres udstyr. Der findes 4-5 store grossister i Danmark. Kølefirmaerne vil typisk købe komponenter og udstyr ved grossisterne eller direkte ved producenten. Kølefirmaet står for opbygning og service på køleinstallationerne inden for handel- og servicesektoren. Endvidere vil en del af kølefirmaerne også bygge små chillerunits, splitanlæg eller kompressoranlæg på baggrund af komponenter, de køber hos grossister eller producenter. I dette tilfælde benytter kølefirmaet i stor udstrækning grossisten eller producenten (f.eks. Danfoss) til hjælp i forbindelse med dimensionering af anlægget. Slutkunden vil være butikken, kæden eller virksomheden, der får anlægget opstillet. Slutkunden ejer anlægget, men overlader service og vedligehold til installatøren (kølefirmaet). Elregningen betales typisk af slutkunden, der har anlægget installeret. 4.1 Plug-in-anlæg Producent Producent Der fremstilles mere end 1,5 millioner køleskabe og frysere om året på de seks virksomheder: Vestfrost A/S, Caravell A/S, Frigor A/S, Gram A/S, Derby A/S og Elcold A/S. Der er tale om ca. 1 million husholdningskøleskabe og frysere og ca. en halv million kommercielle køleskabe og frysere, herunder iscremefrysere og flaskekølere. Der er af størrelsesordenen 5000 ansatte direkte eller indirekte med produktion af plug-inkølemøbler. Ca er direkte ansat på de seks virksomheder, mens et mindst lige så stort antal personer er ansat i virksomheder, som er underleverandører af rør, plasticdele, termostater m.v. 23 Kunde (butikker Kunde / kæder) (butikker / kæder) Kølefirma (opbygning/ Kølefirma service) (opbygning/ service) Grossist Grossist Figur 9: Organisation af kølebranchen i Danmark

25 Af de seks producenter er der to par, som har fælles ejerskab. Det er Caravell og Frigor, som er ejet af Anders Brøndum A/S, og det er Gram og Derby, som er ejet af VT Holding. Firmaer med samme ejer arbejder naturligvis sammen. Gram A/S er i øvrigt blevet opdelt i tre virksomheder: Gram A/S, som omfatter de to divisioner: Gram Domestic (husholdningskøleskabe og frysere) og Gram Merchandise (flaskekølere og iscremefrysere), Gram Commercial (storkøkkenapparater) og Gram Equipment (iscrememaskiner og andet industriudstyr). Sidstnævnte er uden for rammerne af dette projekt. Vestfrost er 50% ejet af Electrolux, men fungerer som en selvstændig producent ofte i konkurrence med Electrolux. 4.2 Specialmaskiner/køleudstyr Der findes mange typer og producenter af dette udstyr, hvoraf de fleste dog er udenlandske (f.eks. Scotsman). Det vil være urimeligt at nævne alle disse prodocenter her i rapporten. 4.3 Splitanlæg Splitanlæggene kan opbygges ved installering af en kondenseringsunit fra f.eks. Danfoss, hvortil der sammenkobles en fordamperflade efter eget ønske. Ofte er splitanlæggene dog præfabrikerede (primært til A/C), hvor kølemidlet allerede er påfyldt ved levering af anlægget. Ved sammenkobling af de to units brydes en kapsel, og kølemidlet kan strømme fra kondenseringsdelen til fordamperdelen. Denne type anlæg leveres af f.eks. Panasonic, Toshiba, Carrier og Daikin (primært til A/C). Splitanlæg opbygges også i stort omfang af kølefirmaerne, der på baggrund af komponenter købt hos grossister eller producenter skræddersyr spiltanlæg til den pågældende applikation. Der er pt. ingen producenter af denne anlægstype med naturlige kølemidler på markedet, hvilket kan give et problemer, hvis det nye lovforslag om udfasning af HFC-kølemidler bliver gennemført. Alternativet vil sandsynligvis være et mindre indirekte anlæg med forøgelse af energiforbruget på omkring 5-15% for denne anlægstype samt en væsentlig forøgelse af prisen. 4.4 Remoteanlæg Remoteanlæg består primært af maskinanlæggene og remotekølemøblerne. Maskinanlæggene bygges både af installatørerne (kølefirmaerne) selv eller af specialiserede fabrikanter. I Danmark bygges maskinanlæg af f.eks. Knudsen Køling, Genvex og FinDan Gruppen. Af udenlandske producenter findes f.eks. Carrier og Linde som nogle af de store. Maskinanlæggene kan være standardanlæg, men i mange tilfælde bliver de specialfremstillet, således at de passer til konkrete applikation. Den eneste danske producent af remotemøbler er Knudsen Køling. Samlet vurderes det, at antallet af møbler er i størrelsesordnen Hertil kommer et ukendt antal møbler i købmandsbutikker samt møbler i hotel- og restaurationsbranchen. Der installeres hvert år ca nye møbler i danske supermarkeder, hvoraf Knudsen Køling sælger ca. 20%. De andre leverandører er primært Arneg (Italien), Linde (Tyskland), Carrier/Electrolux (USA/Sverige). 24

26 4.5 Chillere Chillere anvendes i større udstrækning på industrielle anlæg samt til A/C, men også ved andre anlægstyper, fordi de er lette at installere og servicere. York producerer chillere med propan og propylen i størrelser fra 30 kw til 300 kw, mens Carrier og Trane producerer chillere med HFC-kølemidler i alle størrelser. Der findes også en række mindre danske producenter som Christian Berg og Bundgaard Køleteknik, der producerer chillere i mindre målestok. 4.6 Markedsandele Danske producenter dækker markedet for produkter til køling inden for handel og service rimeligt godt, men konkurrencen er meget hård fra udenlandske producenter. Markedsandelene afhænger meget af typen af apparat/applikation, men ser man på køleautomatik, kompressorer og varmevekslere, ligger andelen nok omkring 50%. Ser man på plug-in-kølemøbler, er andelen fra danske producenter måske oppe omkring 80%, mens Knudsen Køling har en andel på ca. 20% på området omkring remotekølemøbler. På området omkring præfabrikerede splitanlæg og specialmaskiner er andelen fra danske producenter også nede omkring 20%. 4.7 Øvrige interessenter Ud over producenter, grossister og kølefirmaer findes også en række andre interessenter på området. Brancheorganisationer: Der findes inden for detailhandelen en lang række organisationer inden for de forskellige brancher. Dansk Handel og Service er paraplyorganisationen, men de fleste branchespecifikke tiltag foregår gennem brancheorganisationerne. Forskningsmiljøer: De primære forskningsmiljøer i Danmark inden for køleteknik er DTU og Teknologisk Institut. Der er netop blevet ansat en ny professor på DTU, som skal være med til at opbygge mere dedikeret arbejde på det køletekniske område. Teknologisk Institut har gennem de seneste 10 år opbygget et massivt miljø omkring forskning og udvikling samt undervisning og afprøvning. Endeligt spiller maskinmester- og håndværkerskolerne en væsentlig rolle i forbindelse med uddannelse af teknikere og montører. Andre faglige miljøer: Her nævnes primært de fire køletekniske foreninger: AKB, Dansk Køleforening, Selskabet for Køleteknik og Varmepumpefabrikantforeningen. Testinstitutioner: Teknologisk Institut er på flere områder akkrediteret til at foretage afprøvninger inden for forskellige teknologier. F.eks. har Prøvestationen for Varmepumpeanlæg /27/ ligget på Teknologisk Institut en lang årrække, hvor varmepumper afprøves, og deres effektivitet måles. På mindre anlæg foretager Forbrugerstyrelsen og Demko målinger. Ellers skal man til udlandet enten til SP i Sverige eller TNO i Holland. Der tages i dette arbejde bl.a. udgangspunkt i en spørgeskemaundersøgelse, hvor en del af branchen interessenter telefonisk er blevet spurt om deres holdninger til forskellige temaer. Brancheforeninger: HORESTA, De samvirkende købmænd (DSK), Brancheforeningen for storkøkken udstyr (BFSU) og Oste- & fiskehandlerforeningen 25

27 Kæder i detailhandel: Netto teknisk afdeling, FDB, Dansk Supermarked og Magasin Kølemontører: Super Køl, Carrier køleteknik og Vojens køleservice Energirådgiver: Galten Elværk og Energiforsyning sydfyn Producenter: Danfoss Salg Danmark Gennem disse kontakter er idéer og forslag på det aktuelle områder blevet vurderet, og det antages, at der på denne baggrund er skabt et fair billede af handel- og servicesektorens samlede holdninger og ønsker på området. Endvidere er der erhvervet et indgående kendskab til anlægstyper, design, regulering samt service og vedligehold i forbindelse med eksisterende anlæg i dag. 5 Spørgeskemaundersøgelse Formålet med undersøgelsen var bl.a. at kortlægge potentialet for energibesparelser i de berørte brancher. Det er forsøgt at nå ud til så stor en del af handels- og servicevirksomhederne som muligt. Det er derfor valgt at gå gennem brancheorganisationerne for at få en så tæt kontakt som muligt uden at skulle i kontakt med de handlende. Der har desuden været kontakt til komponentleverandører, energirådgivere, kølemontører samt folk, der projekterer anlæg til dagligt. Brancheforeninger Stilling Navn HORESTA Miljøkonsulent Tine Skriver De samvirkende købmænd Projektering Claus Møller Nielsen (DSK) Brancheforeningen for Sekretariatsleder Poul Einar Ellerbek storkøkkenudstyr (BFSU) Oste- & fiskehandlerforeningen Sekretariatsleder Hans Erik Hansen Detailhandelkæder Netto teknisk afdeling Køleteknisk ansvarlig Leo Holm FDB Energirådgiver Hans Christian Larsen Dansk supermarked Energirådgiver Stig Hansen Magasin Teknisk chef Leif Dahl Kølemontører Super Køl Økonomi Tom Göttsch Carrier køleteknik Projektering Peter Buchard Vojens køleservice Kølemontør Hans Petersen Energirådgiver Galten Elværk Energirådgiver Jeppe Sølvsten Hansen Energiforsyning sydfyn Energirådgiver Flemming Poulsen Producenter Danfoss Salg Danmark Salgsingeniør Hannibal Sander Tabel 1: Fortegnelse over personer, der har deltaget i interviewrunden. 26

28 Som det ses af tabellen ovenfor, er der gennemført 14 interview. Alle interview er foretaget i uge 30, 31 og 32 via telefon. På visse områder kan det være svært at skelne mellem de personer, der er interviewet i kæderne og en energirådgiver. Kæderne har deres egne energirådgivere ansat, som dog også har ansvar for den daglige drift. De interviewede personer er overvejende teknikere, og det kan medføre, at det ikke er alle aspekter i anskaffelsessituationen, der bliver belyst korrekt. 5.1 Databehandling Der vil i det følgende afsnit blive givet en kort sammenfatning af de forskellige svar. Svarene vil blive gengivet grafisk, hvor det er muligt. I nogle tilfælde vil svarene blive grupperet i de forskellige kategorier. Det gøres dog kun, hvis det er fundet interessant. En komplet fortegnelse af de forskellige svar i stikordsform kan findes i bilag 1. Spørgsmål 1 Hvor kan den største energibesparelse hentes? Spørgsmålet henvender sig generelt til branchen og er ikke specifikt på et enkelt område. Der er givet 5 forskellige svarmuligheder + en svarmulighed, de selv kan definere. Det er muligt at vælge flere svar og derfor giver sammentællingen ikke 100%. Potentiale for energireduktion generelt 100% 93% 90% 80% 70% 60% 50% 40% Køl Lys Vent Andet Varme 30% 20% 21% 21% 14% 10% 7% 0% Figur 10: Potentiale for energireduktion generelt Det ses, at 93% har svaret, at der er potentiale for energireduktion inden for køling. Der er 21%, der har svaret, at der er potentiale inden for lys og ventilation. 7% mener, der kan spares yderligere på varmen. 27

29 Spørgsmål 2 Hvilke tiltag/projekter er der gennemført på området? I dette spørgsmål er der spurgt til hvilke projekter, der har været og hvilke nye projekter, der er planlagt eller er behov for. Det kan ses af svarene, at der havde været kørt en del projekter inden for afdækning af køleog frostmøbler. Der har også været kørt projekter med undersøgelse af sænkning af kondenseringstemperatur ved hjælp af anvendelse af væskepumpe. Der er generelt også stor bevågenhed omkring de projekter, der køres på Teknologisk Institut. I fremtiden er der planlagt projekter med overdækning af kølesteder. Der er desuden et ønske om en vejledning omkring projektering, opbygning og vedligehold af brinekredse. Generelt er der stor interesse for de nye former for køling inkl. brinekredse. Spørgsmål 3 Hvad er den største succes inden for energibesparelse? Største succes 40% 35% 36% 30% 25% 20% 15% 21% 21% 14% Reduktion af kuldebehovet Styring & overvågning Belysning Varmegenvinding Frekvensstyrring Adfærd Parallel anlæg 10% 7% 7% 7% 5% 0% Figur 11: Største succes inden for energibesparelse I dette spørgsmål er det forsøgt at afdække hvilke energibesparende tiltag, der har haft størst succes. Det ses, at det har været stor succes med at reducere kuldebehovet. Reduktion af kuldebehovet dækker bl.a. over permanent overdækning af kølesteder. Metoden er desværre ikke så populær alle steder i detailhandlen, da det er opfattelsen, at det kan resultere i et mindre salg. Styring og overvågning dækker bl.a. over Adap-Kool, hvor der findes en lang række funktioner, der kan være med til at nedbringe energiforbruget. Mht. belysning har der også været en del gode erfaringer. Ved at nedbringe energiforbruget til belysning kan der ofte også spares på ventilation og køling. 28

30 Varmegenvinding dækker over, at man benytter kondensatorvarmen til rumopvarmning og/eller opvarmning af brugsvand. Metoden anvendes desværre ikke ret meget, da man tidligere ikke måtte installere varmegenvindingssystemer (varmepumper) i områder med fjernvarme. Alle nye Netto-butikker bygges med et sådan system. Spørgsmål 4 Er der mulighed for at nedsætte energiforbruget ved at ændre adfærd? Alle de interviewede personer har svaret ja til dette spørgsmål. Dog er der lidt forskel på baggrunden for svaret. Generelt er der ikke ret stor viden inden for handel og service om, hvad man kan gøre for at nedbringe energiforbruget. Der kan bl.a. sættes mere fokus på energiforbruget ved at lave energikataloger eller ved en kortlægning af energiforbruget i en branche. Generelt er der ikke ret stor fokus på energiforbruget i hverdagen, og der er derfor ofte en mulighed for at nedbringe energiforbruget ved at implementere mere automatik, der kan styre systemerne optimalt (slukke lys, køleanlæg, ventilation m.m.). Derudover er det også muligt at påvirke i anskaffelsesfasen. Det kan f.eks. gøres med oplysning, mærkning eller tilskud. Spørgsmål 5 Hvor er de største potentialer for energireduktion inden for køling? Spørgsmålet skal afdække brugernes og de mennesker, der har den daglige kontakt til køleanlægget, vurdering af potentielle besparelsesområder. Det har været muligt at vælge mere end et svar, og derfor giver summen ikke 100%. Potentiale for energireduktion indenfor køl 80% 70% 71% 60% 50% 40% 30% 43% 43% 29% 29% Styring Int. Sys Opt. Design Red. kulde beh. Service Andet 20% 10% 7% 0% Figur 12: Potentiale for energireduktion inden for køl Der er stor enighed om, at der er en energibesparelse at hente på styring og regulering af køleanlægget (64%). Derudover er der 43%, der mener, at der kan hentes en besparelse på integrerede systemer, hvor f.eks. kondensatorvarmen genvindes til rumopvarmning eller til opvarmning af brugsvand. 29

31 Der er ingen tvivl om, at der kan hentes en energibesparelse på alle punkterne, men der er nogle punkter, der er mere populære end andre. F.eks. er reduktion af kuldebehovet ikke altid en mulighed, da der er en formodning om, at det giver anledning til et mindre salg. Spørgsmål 6 Hvilke teknologier mangler der for at kunne gennemføre energibesparelser? Kølebranchen står over for at skulle bygge anlæg på en ny måde, hvor der anvendes naturlige kølemidler. Det giver anledning til en helt række nye problemstillinger, som ikke er belyst tilstrækkeligt. Specielt er der problemer inden for området med brinekredse og naturlige kølemidler. Der mangler vejledning og information omkring, hvorledes disse anlæg projekteres, bygges og vedligeholdes. Derudover ønskes der flere energirigtige plug-in-løsninger på markedet samt løsninger til restaurationsbranchen, hvor kondensator og kompressor er placeret uden for køkkenet. Der mangler også rådgivning, der kan fortælle køberen hvilke produkter, der er energirigtige. Det er ikke muligt for køberen at se dette i dag. Spørgsmål 7 Hvor stort er markedet for energibesparende komponenter? Spørgsmålet forsøger at afdække, om der er en vækst inden for dette marked. Totalt er der 64%, der svarer, at der er en vækst inden for dette område. Det dækker dog over store udsving. 33% af kølemontørerne mener, at der er en vækst, dvs. at 66% enten ikke har taget stilling eller mener, at markedet ikke er stigende. 66% af kæderne og brancheforeningerne mener, at markedet er stigende. Spørgsmål 8 Hvilke principper for tilskud er mest anvendelige? Generelt er der stor interesse for tilskud. Men for at et tilskud skal blive en succes, skal det være let at søge, og det skal ske hurtigt. Hvorvidt tilskuddene er 100% retfærdigt fordelt, er ikke så vigtigt. Det vigtigste er, at de er let tilgængelige. Standardløsningerne /26/ har været meget populære i branchen. Spørgsmål 9 Tilskud på basis af energimærkning af køleanlæg eller kølemøbler, som det f.eks. kendes fra husholdningskøleskabe? Der er stor enighed om, at det er en god idé. Mærkning vil synliggøre energibesparelsen samtidig med, at det giver køberen en reel mulighed for at vælge mere energirigtige apparater eller komponenter. Det er dog tvivlsomt, om det vil øge udskiftningen af gamle installationer. Spørgsmål 10 Hvem er beslutningstager: køber eller sælger? Generelt mener 50%, at det er køberen, der tager beslutningen, men det dækker over store spredninger. Kæderne ved, hvad det er, de vil have og stiller specifikationer op for anlægget. Den mindre butik har ikke samme muligheder, og det er derfor sælgeren, der i stor grad får lov til at bestemme, hvad der skal installeres. Ofte er der også tætte relationer mellem køber og sælger, og derfor er der ofte ikke reel konkurrence mellem flere leverandører. 30

32 Spørgsmål 11 Hvad afgør hvilken teknologi, der skal anvendes? Hvad afgør hvilken teknologi der anvendes 45% 43% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 21% 21% 21% 21% 14% Økonomi Energi Design Sikkerhed Andet F. sikkerhed 10% 5% 0% Figur 13: Hvad afgør hvilken teknologi, der anvendes? Økonomi er topscoren med 43%. Derefter kommer energiforbrug, design, sikkerhed og andet med 21%. Det er dog mere interessant at se, hvordan fordelingen på de forskellige grupper er. F.eks. siger alle energirådgiverne, at energiforbruget er en af de ting, der bestemmer, hvad der skal investeres i. Undersøgelsen er meget præget af, at det overvejende er teknikere, der er blevet interviewet. Hvis undersøgelsen omfattede personer, der står for indretningen af butikker, ville søjlen design sandsynligvis være højere. I fremtiden vil der komme mere fokus på fødevaresikkerhed. De første retsager, hvor restauratører er dømt, har kørt ved de danske domstole. Derfor vil opmærksomheden på netop dette område stige i fremtiden. Andre områder, der vil komme i fokus, er komfort og arbejdsmiljø. Spørgsmål 12 Hvor stor en del af anlæggene er der gjort noget ekstra ved for at spare på energien? Spørgsmålet har for mange været svært at svare på, da det er svært at definere, hvad noget ekstra dækker over. Der er dog nogle ting, der kan trækkes frem, om baggrunden til spørgsmålet. Bl.a. bygges alle nye Netto-butikker med varmegenvinding, og ca. 20% af alle Netto-butikker har varmegenvinding installeret i dag. Derudover er ca. 50% af alle dagligvarebutikker i Danmark udstyret med Adap-Kool, der giver en potentiel energibesparelse, hvis funktionerne anvendes. Spørgsmål 13 Hvad er hindringerne for i højere grad at arbejde med energibesparelser? Generelt kan man sige, at energiforbruget ikke er synligt og ikke udgør en særlig stor del af omkostningssiden ved drift af forretninger og virksomheder inden for handel og service og 31

33 derfor ikke er interessant. Man vil hellere bruge tiden på at sælge varer og skabe mere omsætning, end man vil bruge tiden på at nedbringe energiforbruget. Det er ofte også dyrt for de små i branchen, da de ikke selv har den viden, der skal til for at nedbringe energiforbruget. En mulig løsning på dette problem er energirådgivning fra et centralt organ, f.eks. Dansk Handel og Service, da mange af de små brancheorganisationer ikke er store nok til at have en ansat. Energimærkning ville også synliggøre energiforbruget og ruste den enkelte til selv at vælge. Spørgsmål 14 Hvorfor tager det så lang tid for nye ideer at blive implementeret? Generelt er der for lidt opmærksomhed på, at der kommer nye produkter. Der er desuden en træghed i branchen, der gør, at det tager længere tid. Mange kølefirmaer er små virksomheder, der ikke har det store overskud til løbende at sætte sig ind i de nye ting. Branchen er derudover meget præget af personlige relationer mellem køber og sælger, der gør, at der ikke er tale om en reel konkurrencesituation. Desuden er der en naturlig skepsis over for alt, hvad der er nyt. Den kan evt. nedbrydes ved flere demonstrationsprojekter samt information om dem. Spørgsmål 15 Hvad kan der gøres for, at det kan gå hurtigere? Der kan gøres forskellige tiltag for at få processen til at ske hurtigere. Der kan informeres mere om de nye ting og meget gerne med en god dokumentation som baggrund. Man kan også give tilskud til typer af anlæg, der anvender ny teknologi, der kan nedbringe energiforbruget. En anden mulighed er at kombinere energirigtige produkter med andre features, der kan sælge produktet f.eks. fødevaresikkerhed, bedre arbejdsmiljø, komfort eller design. Spørgsmål 16 Hvilken tilbagebetalingstid regner man med, for at energibesparelsen er regntabel? Generelt svares der mellem 1 og 5 år. Der er dog en, der ser mere på komponentens levetiden. Det er dog en undtagelse. Spørgsmål 17 Er det muligt at få køberen til at tænke på energiforbruget via et bedre image? Muligheden er der, men før man begynder at lancere et nyt mærke, skal man se på, hvad der allerede er på markedet, og om det ikke bare vil forsvinde i mængden. Der findes dog mærker inden for de enkelte brancher, hvor man evt. kunne kombinere med køling. Der er f.eks. den grønne nøgle inden for restaurationsbranchen. En sidste mulighed er, at staten, amterne og kommuner kræver af deres leverandører, at deres køleanlæg lever op til et minimumskrav. 5.2 Sammenfatning af spørgeskemaundersøgelse Der er stor enighed om, at køling er et sted, hvor der kan findes et betydeligt potentiale for energireduktion. Det er også et område, der er meget svært tilgængeligt. Der er meget få energirådgivere, der har indgående kendskab til køleanlæg, og derfor er der ikke gjort ret meget på nuværende tidspunkt. Der er gjort nogle tiltag inden for branchen. F.eks. har det været forsøgt med overdækning af kølesteder, hvilket der har været gode resultater med. Derudover tror man på, at der kan 32

34 spares energi ved bedre styring og overvågning. På andre områder kan energiforbruget nedbringes på lys og ventilation. Hvis man ser mere isoleret på køling, tror de interviewede personer, at der kan hentes en besparelse på en bred vifte af områder. Det er bl.a. styring, integrerede systemer (varmegenvinding), optimalt design, reduktion af kuldebehovet samt service. Der er dog et problem ved at nedbringe kuldebehovet. Den mest udbredte løsning er ved at overdække kølestederne. Teknisk er det en god løsning, men økonomisk er den diskutabel. Der er en opfattelse af, at overdækning vil reducere omsætningen fra det pågældende møbel. Der efterlyses undersøgelser eller alternative løsninger på området. For at kunne kommer videre på området inden for optimalt anlægsdesign og service mangler der mere information om, hvordan man projekterer, bygger og vedligeholder anlæg med bl.a. naturlige kølemidler. Det er et nyt område for kølebranchen, og derfor mangler der viden på dette område. Generelt er der stor tiltro til, at markedet for energibesparende komponenter vokser i fremtiden. Det er dog tankevækkende, at kun 33% af kølemontørerne tror på, at markedet er voksende, specielt når de reelt er med i beslutningsprocessen omkring hvilke komponenter, der skal implementeres. Undersøgelsen viser, at det på 50% af anlæggene er sælgeren, der reelt bestemmer, hvad der skal monteres. Mange af kunderne forventer, at sælgeren kan give den rette rådgivning bl.a. omkring energirigtige komponenter. Ved at uddanne kølebranchen bedre kunne et øget salg af energirigtige komponenter opnås. Problemet er dog, at branchen består af mange små virksomheder, der ikke har ressourcer til at følge med i udviklingen. Et andet problem er også, at energiforbruget ikke er en konkurrenceparameter, når der skal bygges nyt anlæg eller købes nye komponenter. I denne situation ser man meget ofte kun på prisen og designet. Generelt er der stor uvidenhed om, hvordan man kan nedbringe energiforbruget, og det er ofte også for kompliceret for den enkelte butik at sætte sig ind i. Derfor er der et stort behov for rådgivning, man kan trække på. På tilskudsområderne har der været stor tilfredshed med standardløsningerne. De er lette at søge, og man er sikker på at kunne få tilskud. De individuelle løsninger henvender sig typisk ikke til denne branche og har derfor ikke været populære. De er for besværlige at søge, behandlingstiden er for lang, og man kan ikke være sikker på, at det bliver godkendt. En tilskudsform, der har været stor interesse for, er tilskud på baggrund af energimærkning. Hvis køleskabe, frostskabe, kølemøbler og evt. hele køleanlæg kan energimærkes, kan der gives tilskud på baggrund af energimærkningen. Denne form kræver dog, at et bredt udsnit af komponenter, der ønskes energimærket, afprøves og gennemmåles i et laboratorium. Generelt kan man sige, at en god tilskudsordning er let at søge og få adgang til for sælgeren og køberen af produkterne. Det er primært økonomien, der bestemmer hvilke komponenter, der bruges. Man er ofte ikke villig til at prøve noget nyt, da det kan koste mange penge, hvis noget går galt. Der er stor efterspørgsel efter flere demonstrationsprojekter, som fremviser og dokumenterer ny teknologi, samt mere information om, hvordan det er gjort. Det ville kunne medvirke til, at den naturlige træghed blev mindre og derved, at der kom mere ny teknologi på anlæggene. Desuden kan prisen på nogle komponenter måske afskrække nogen fra at investere i nye 33

35 komponenter. Der regens med en maksimal tilbagebetalingstid på 1-5 år i branchen, og derfor er man ikke villig til at prøve for meget nyt. Det sidste punkt, der er berørt i undersøgelsen, er, hvorvidt det er muligt at få fokus på køleanlægget ved at skabe et bedre image for butikken f.eks. ved en mærkningsordning. Man kunne f.eks. få lov til at skilte med, at køleanlægget er kontrolleret med hensyn til energiforbrug. Konklusionen på dette punkt må være, at det er svært, da der er mange forskellige mærker allerede, og forbrugeren ikke kan kende de forskellige mærker. Umiddelbart er der større frygt for at få et dårligt image ved at have et dårligt køleanlæg. Det har Fakta f.eks. taget konsekvensen af og indført overvågning at temperaturene. For at kunne leve op til temperaturkravene er det nødvendigt at have styr på sit køleanlæg. Andre firmaer, der har taget konsekvensen, er Coca-Cola og McDonalds. Coca-Cola har valgt at indføre naturlige kølemidler i deres flaskekølere, og McDonalds arbejder på at indføre HFC-fri restauranter. 6 Energimæssige besparelser på køleanlæg Et køleanlæg er ikke tabsfrit. Det betyder, at køleanlæg bruger mere energi, end der teoretisk er nødvendigt for at fjerne en vis mængde varme og afgive denne varme til et varmere sted (reservoir). Tabene beror på termodynamiske forhold omkring kølemidlet, men også fysiske tab: ineffektiviteter i kompressoren ikke-isentropisk drøvling temperaturdifferenser i varmevekslere tryktab i rør, ventiler og varmevekslere. En kølekredsen vil principielt se således ud: Fordamper 1 2 Kompressor Ekspansionsventil 4 3 Receiver Kondensator Figur 14: Principiel skitse af kølekreds 34

36 Carnot-processen beskriver den ideelle køleproces. Lad os sige, at vi skal køle et frostrum ved 20 C, hvor omgivelsestemperaturen er 25 C. For denne proces vil effektfaktoren kunne beregnes således: T [ K] T H 3 Q c 2 COP carnot = Q e / W k = Q e /(Q c Q e ) = T L /(T H T L ) = /(45) = 5.63 Det bemærkes, at effektfaktoren for Carnotprocessen udelukkende afhænger af energireservoirernes absolutte temperaturer. Carnot-processen er en nyttig reference til sammenligning med den virkelige proces, da Carnot-processen indikerer det maksimalt opnåelige. W k T L 1 4 Q e S 1 S 2 S [kj/kg * K] Figur 15: TS-diagram for Carnot-proces Den virkelige køleproces forløber ikke helt som en Carnot-proces. Kompressionsprocessen (1-2) vil efterlade gassen overhedet i forhold til mætningstemperaturen i kondensatoren. I den første del af kondensatoren vil denne overhedning blive fjernet, hvorefter gassen vil begynde at kondensere (2-3). Denne energimængde afleveres typisk til omgivelserne og udnyttes dermed ikke, men ved varmegenvinding kan energimængden udnyttes delvist. T [ C] 6,7 bar S [kj/kg * K] Figur 16: Den virkelige kredsproces skitseret i et TS-diagram 35

37 Efter kondensatoren (3) vil kølemidlet være kondenseret, og væsken strømmer fra receiverne mod ekspansionsventilen. Ekspansionen gennem en drøvleventil vil forløbe isentalpisk (konstant enthalpi) (3-4), men ideelt kan trykforskellen udnyttes gennem anvendelse af en ekspander (turbine), således at den udnyttelige energimængde kan konverteres til elenergi. Ved anvendelse af en 100% effektiv ekspander kan denne proces forløbe isentropisk (konstant entropi). Ved fordampningen (4-1) optages energi fra omgivelserne (køle- eller frostrummet), og under denne proces fordamper hele kølemiddelmængden, hvorefter gassen suges til kompressoren (1). Hvis man gennemregner en kredsproces for et frostrum og fjerner alle tab fra komponenterne for derefter at introducere disse tab igen, kan der dannes et overblik over, hvor store de enkelte tab er set relativt til hinanden. Der er brugt følgende forudsætninger for beregningen: Omgivelses- og rumtemperatur er hhv. 25 og 20 C Tabet ved ekspansionen fremkommer ved, at ekspansion er isenthalpisk og ikke isentropisk Tabet for kompressoren fremkommer ved, at den ikke er ideel, men har en isentropisk virkningsgrad på 0,7. Tabet for varmevekslerne (fordamper og kondensator) fremkommer ved, at de reelt har en indgående temperaturdifferens på 10 K. Tabet i kølemiddelrørene fremkommer ved, at der er et tryktab på 2 K i sugeledningen og 1 K i trykledningen. På baggrund af ovenstående forudsætninger kan nedenstående figur genereres. Det understreges, at tabsberegningen i mindre omfang vil afhænge af kølemidlet. Der er i dette eksempel benyttet R134a. Tab pga. tryktab 6% Tab pga. varmeveksling 32% Køling 36% Tab på kompressor 23% Tab ekspansion 3% Figur 17: Hvor forsvinder energien hen? Oversigt over energitab i et køleanlæg. Figuren viser hvilke tab, der findes i en simpel reel kølekreds. Kølebehovet er grundlæggende for anvendelsen af et køleanlæg, men det viser sig, at energiforbruget til dette behov ideelt kun er 36% af det aktuelle (reelle) energiforbrug. De øvrige delelementer af energiforbruget skyldes tab ved den køletekniske proces. Ud over tabene, der er skitseret på figuren, vil der ofte også ligge tab i forbindelse med styringen af processen, da 36

38 kølebehovet ikke er konstant, og anlægget derfor skal regulere kapaciteten afhængigt af dette. Denne styring er ikke tabsfri. Konklusionerne er: 1) Grundlæggende kan/bør kuldebehovet reduceres. Ideelt kan køleanlægget helt elimineres, hvis kølebehovet ikke eksisterer. 2) Varmevekslingerne (fordamper og kondensator) er energimæssigt meget dyre. Derfor er det meget vigtigt, at designet af disse er optimalt, og at luftfordelingen er fornuftig. Der kan gøres mange tiltag på dette område. 3) Tabet på kompressoren er der ofte ikke så meget at gøre ved. Kompressorproducenterne udvikler og optimerer kontinuert, og virkningsgraden er ofte også en salgsparameter. Som bruger kan man således vælge en kompressor med høj virkningsgrad. 4) Det er vigtigt, at anlægget designes korrekt mht. tryktab. Dårlig dimensionering kan hurtigt koste et tab på 5-10% på effektiviteten. 5) Der kan være muligheder for at gennemføre en isentropisk ekspansion. Imidlertid er gevinsten meget lille (typisk mellem 3-10% afhængigt af kølemiddel og driftskonditioner), og ofte er investeringen stor. Der har på dette område bl.a. været undersøgt vortex rør. Der er imidlertid også mulighed for anvendelse af en ekspander for at udnytte den hydrauliske energi. Udviklingen er på forskningsstadiet med en del arbejde, der skal gennemføres, for at sådanne systemer bliver kommercielle. 6) Styringsstrategien for et køleanlæg med varierende belastning er meget vigtig. Merenergiforbruget for et anlæg, der styres on/off, kan f.eks. hurtigt blive 20-30% højere end et anlæg med kontinuert kapacitetsregulering (frekvensstyring eller trinstyring). 7) Endeligt ligger der ofte store besparelser at hente ved at servicere og vedligeholde køleanlæggene på en fornuftig måde. 7 Introduktion til energibesparende teknologier Der findes allerede en del energibesparende komponenter på markedet. Disse komponenter bliver i nogen udstrækning implementeret. Dette afsnit vil først behandle de områder, hvor der er behov for introduktion af nye teknologier eller komponenter, enten fordi potentialet er stort, eller fordi der ikke i forvejen findes egnede komponenter. Samtidig beskrives det forsknings- og udviklingsarbejde, der i forvejen eksisterer på disse områder. Herefter beskrives eksisterende energibesparende teknologier, der allerede findes på markedet. 7.1 Områder med potentielt behov for tiltag Områderne, hvor potentialet for en fremtidigt indsats er størst, udpeges. Der findes flere områder, hvor en indsats kan være interessant. Relevante områder kan grupperes på følgende måde: 1) Reduktion af kuldebehov (eliminering/reduktion af selve køleanlægget), hvorunder reduktionen af varmeindtrængning skal behandles 2) Optimal anlægsudformning, herunder anlæg med naturlige kølemidler 3) Optimal design for given anlægsudformning, herunder valg af komponenter 4) Styring og regulering 5) Service og vedligehold 6) Integrerede systemer, hvor f.eks. bygningers energisystemer kobles (varmegenvinding) 7) Energimærkning og energimåling 37

39 7.1.1 Reduktion af kuldebehov Ved reduktion af kuldebehovet kan køleanlægget selvfølgelig minimeres, og i yderste konsekvens helt elimineres. Plug-in- og remotekølemøbler er normalt designet til at vedligeholde en temperatur, som varerne bliver indbragt ved. Møblerne anvendes således ikke til at nedkøle varerne. Dette betyder, at varmeindtrængningen og den interne belastning (internt lys, afrimning, kant- og rudevarme samt fordamperventilatorer) i møblet udgør den eneste belastning. En reduktion af kuldebehovet kan ske ved at nedsætte varmeindtrængningen eller ved at nedsætte den interne belastning. Varmeindtrængning Ved varmeindtrængning forstås der, at der sker en uønsket varmetransport fra omgivelserne. Denne varmetransport resulterer i et øget kuldebehov og ønskes derfor nedbragt. For at undgå varmeindtrængning i kølemøbler laver man et lufttæppe hen over varene i møblet. Lufttæppet køler varene ned, men virker også som et isolerende tæppe. Problemet opstår, hvis det forstyres, så der opstår huller i det, eller det af andre årsager ikke virker. Mange af disse problemer kan løses ved overdækning af kølestedet. Den samme løsningsmodel kan anvendes mod strålevarme fra f.eks. lys og andre varmekilder. Der kan benyttes glas i tildækningen, som nedsætter dette bidrag betragteligt. Her kan man desuden sætte ind over for den komponent, der afgiver varmen. Der findes lysgivere på markedet, der reducerer strålevarmen betragteligt og derved reducerer kølebehovet. Begge problemstillinger kan løses ved overdækning af kølestedet. Det kan være låger i kølereoler eller overdækning af kølediske. Denne metode støder dog på stor modstand i dele af detailhandlen. Der er den opfattelse, at det er en hindring for at købe varen, at man skal åbne en låge. Der mangler dog undersøgelser, der kan be- eller afkræfte denne hypotese. Dertil skal det også siges, at overdækning i dag er noget, som man køber som tilbehør og derfor ikke er integreret i designet. Der ligger et arbejde i at udvikle/designe kølesteder, som er mere energirigtige med tildækning, men ikke reducerer adgangen til varerne. Generelt kan der optimeres på kølestederne. Et af stederne, der kan sættes ind på, er isoleringen af møblerne. Trenden går i mod, at der skal være mere plads i møblerne, og der skal være mere glas i dem, så varen eksponeres bedre. Et af de andre steder, hvor der kan gøres en del for at reducere varmeindfaldet, er på plug-in-skabe, hvor der kan gøres flere tiltag for at forbedre isoleringen. På dette område er der gennemført en række projekter på bl.a. flaskekølere /7/ og iscremefrysere /8/, hvor der er opnået meget flotte resultater med energibesparelser på 40%. I øjeblikket arbejdes der med optimering af storkøkkenapparater (køle- og fryseskab) /10/, hvor lignende besparelser skal opnås. Reduktion af intern belastning På alle kølesteder er der en intern varmebelastning i en eller anden form. Bidraget kan komme fra følgende udstyr: Afrimning Kant- og rudevarme 38

40 Lys placeret i møblet Fordamperventilatorer Den mængde varme, der tilføres f.eks. ved en afrimning, skal fjernes igen af køleanlægget. Derfor er det interessant at nedbringe den og dermed også energiforbruget. Der kan sættes ind på flere forskellige fronter. Der vil i det følgende afsnit blive givet en kort gennemgang af mulighederne for at nedbringe energiforbruget ved nedbringelse af den interne belastning. Der har været arbejdet meget med afrimningsproblematikken gennem en årrække. Man vil gerne spare på afrimningerne, da de kræver energi og nedsætter driftstiden. Ca. 5-6% af energiforbruget bruges til afrimning. I dag køres der oftest med afrimning på fastlagte tidspunkter. Da rimbelastningen svinger meget med årstiden og er meget afhængig af opstillingsstedet, bruges der unødig meget energi på at afrime, uden at det er nødvendigt. Derfor er ønsket, at man kan udvikle et koncept, der kan detektere en tilrimning og derved styre afrimningen optimalt. ESO-projektet /21/ behandler bl.a. dette tema omkring behovsstyret afrimning. Kantvarme benyttes for at holde kanter og ruder fri for dug samt for at give en behagelig oplevelse for forbrugeren. Ca. 15% af energiforbruget til køl i supermarkeder anvendes til dette formål. Der er i dag muligheder for at sænke effekten på kantvarmen, men det benyttes ofte ikke. Der mangler en mere intelligent mulighed for at styre kantvarmen. Det er et af de områder, hvor der relativt enkelt kan hentes energibesparelse. Belysningen i kølestedet er også en væsentlig kilde til den interne varmebelastning. Dette bidrag kan nedsættes ved at anvende lavenergibelysning eller ved at flytte lyskilden ud af møblet. Det er tiltag, der skal gøres i designfasen og henvender sig mest til plug-inapplikationer. På ventilatorerne kan der sættes ind på to fronter. Der kan gøres noget for at forbedre ventilatorens virkningsgrad. De ventilatorer, der er på markedet i dag, har stort set alle sammen en meget dårlig virkningsgrad, men da energiforbruget til ventilatorerne er meget begrænset, er der ikke en væsentlig energibesparelse at hente på dette punkt. Den anden front, man kan sætte ind på, er på luftfordelingen i møblet, og at ventilatorerne leverer den mængde luft, der skal bruges for at opretholde lufttæppet og for at opretholde fordamperens effektivitet. Der har gennem de seneste 5 år været gennemført en række projekter for at forbedre plug-inkølemøbler /7-10/. Dette arbejde skal muligvis fortsættes gennem et nyt projekt under Miljøstyrelsen /6/, hvor plug-in- og remotekølemøbler skal optimeres. Der vil gennem dette projekt også blive lagt vægt på åbne kølemøbler, hvor optimering af lufttæpper spiller en væsentlig rolle. Her vil anvendelsen af moderne CFD-beregninger samt laboratorieforsøg kunne optimere møblerne væsentligt. Denne optimering er tidligere blevet gennemført af producenterne selv eller ved undersøgelser gennemført ved få universiteter og institutter (Illinois University og TNO). Der er brug for væsentligt mere fokus på dette område. 39

41 Generelt Generelt er det ikke i dag muligt for køberen af et anlæg, det kan være et supermarkedsanlæg eller et køleskab til et storkøkken, at finde ud af, hvor stort energiforbruget er for anlægget. Der mangler en uvildig rådgivning eller en energimærkning af de forskellige produkter, som det kendes f.eks. fra husholdningskøleskabe (se afsnit 7.1.7). Potentielle indsatsområder Fagligt tema og indhold Reduktion af varmeindtrængning: 1) Lufttæpper i åbne kølemøbler 2) Barrierer for varmeindtrængning ved døråbninger i køle- og frostrum 3) Kundevenligt design af glaslåg på kølemøbler 4) Bedre isolering af kølemøbler, herunder vakuumisolering Reduktion af intern belastning: 1) Lavenergilys i kølemøbler og kølerum 2) Optimal/behovsstyret afrimning 3) Energioptimale ventilatorer Generelt Energimærkning og energimåling (se afsnit 7.1.7) Optimal anlægsudformning, herunder anlæg med naturlige kølemidler Køleanlæggene i handels- og servicesektoren er primært opbygget som simple ettrinsanlæg uden kobling mellem f.eks. køle- og frostanlægget. Den primære årsag er, at prisen og pålideligheden er primære faktorer i forbindelse med valg af anlæg. Det er således først med afgifterne på de kraftige drivhusgasser, herunder HFC, der primært anvendes som kølemiddel i de kommercielle køleanlæg inden for handel og service, samt lovforslaget om en egentlig udfasning af disse stoffer, at behovet for nye anlægsudformninger er fremkommet. Afgifterne og udfasning vil afføde kraftig stigning i anvendelsen af naturlige kølemidler. Imidlertid kræver naturlige kølemidler, at systemerne tilpasses disse kølemidler. F.eks. er ammoniak giftigt, og gruppen af kulbrinter brændbare, så det er derfor ikke muligt at bygge anlæggene, som de bygges i dag. Tilbage er der kun CO 2, som ikke er brandbart og ugiftigt. Teknologisk Institut udbyder i efteråret 2001 en række kurser omkring lovgivningen ved anvendelse af kulbrinter som kølemiddel. Sådanne kurser er essentielle for, at branchen lærer kravene til disse nye kølemidler. Benyttes ammoniak eller kulbrinter som primære kølemidler, er det nødvendigt at benytte et sekundært kølemiddel for at undgå de gener, der er forbundet med et evt. udslip. Overgangen til naturlige kølemidler inden for handel og service kræver omtanke, hvis ikke energiforbruget skal blive større, end det er i dag. Problemstillingen omkring fremtidige anlæg med naturlige kølemidler afhænger meget af anlægsstørrelsen. For de mindre anlæg (kommercielle plug-in, specialmaskiner og 40

42 splitanlæg) er der mange uafklarede spørgsmål, mens der for de større anlæg er mere klarhed over fremtidens anlægsudformninger. Det opfordres således til, at der gennemføres en række udviklingsprojekter og demonstrationsprojekter, således at relevant viden kan blive genereret på dette punkt. Små anlæg (plug-in, specialmaskiner og splitanlæg) Sekundære/indirekte systemer: På kortsigt vil branchen gøre brug af indirekte systemer med vandbaserede briner, hvor det primære kølemiddel vil være en kulbrinte. For at kunne bygge denne type anlæg uden at øge energiforbruget er det nødvendigt, at den viden, der findes, kanaliseres ud til de firmaer og personer, der projektere og bygger anlæggene. Traditionelt har sekundære kølemedier været anvendt i større industrielle installationer. Ved mange anlæg af denne type har der været inddraget rådgivende ingeniører ved projekteringen, standarden for installationerne er forholdsvis ensartet, og løsningsvalget er ofte præget af en industriel (dvs. omkostningstung) indgangsvinkel. Med det nye lovforslag vil man fremover se anvendelse af sekundære kølemedier i langt mindre anlæg, hvor hensynet til økonomi normalt ikke kan forsvare at inddrage rådgivere. Langt den overvejende del af kølemontørerne herhjemme har ringe eller ingen erfaring i anvendelse af sekundære kølemedier, og de færreste er i stand til at beregne enkeltkomponenter og identificere den rette systemopbygning i forhold til omgivelser og kølebehov. Der findes allerede anlæg baseret på vandholdige briner. Generelt har der været den opfattelse i branchen, at disse anlæg bruger 5-15% mere el end et tilsvarende optimeret konventionelt anlæg. Specielt på lavtemperatur giver denne teknologi anledning til et merforbrug. For at skabe klarhed på området er det nødvendigt at demonstrere teknologien i praksis. Der er desuden også et stort ønske om, at de indsamlede erfaringer gøres mere tilgængelige, end det sker i dag. I forbindelse med spørgeskemaundersøgelsen er der flere, der gør opmærksom på, at der ikke er et sted, hvor man kan få information og rådgivning om bygning, drift og vedligehold af disse anlæg. Senere vil de vandbaserede briner sandsynligvis erstattes af CO 2 eller f.eks. sjapis. De vandholdige brinesystemer kendes bl.a. fra Sverige, hvor de anvendes i stor udstrækning, men der anvendes også i stor udstrækning CO 2 som brine. Systemer med vandholdige briner er forholdsvis lette at få til at fungere, men kan ofte resultere i et merenergiforbrug, hvis ikke anlægget er dimensioneret korrekt. Da hele kuldeydelsen afsættes som sensibel varme, skal der cirkuleres en stor mængde i forhold til, hvis der benyttes en brine med faseskift. I gruppen af briner med faseskift findes CO 2 og sjapis. Fordelen ved CO 2 er, at man har en stor specifik kuldeydelse i forhold til vandholdige briner, hvilket nedsætter den mængde, der skal cirkuleres. Samtidig har CO 2 en meget lav viskositet, der yderligere er med til at nedsætte pumpearbejdet. Sjapis kan også bruges som brine. Dog er investeringen i et sådan anlæg meget stor og er derfor ikke så attraktiv som brine på nuværende tidspunkt. Sjapis kan dog bruges direkte på nogle typer af fødevare og kan derfor komme i betragtning, da det giver en bedre og mere skånsom køling end med konventionelle metoder. 41

43 For at øge udskiftningen af gamle anlæg med CFC, HCFC og HFC til moderne anlæg med sekundære kølemidler er en mulighed retrofit af gamle anlæg. De traditionelle kølemidler kan skiftes ud med vandholdige briner, sjapis eller evt. CO 2, hvis udstyret kan klare trykkene. For at sætte gang i denne udvikling er det nødvendigt med et testprogram, som ender ud i en vejledning samt demo-projekter. Retrofit af eksisterende køleinstallationer er en mulighed, der kan gøre ny teknologien tilgængelig på anlæg, der ikke umiddelbart står over for udskiftning. Direkte systemer: For de mindre anlæg vil man i fremtiden undersøge muligheden for at bruge CO 2 eller medier fra kulbrintegruppen som primært kølemiddel. CO 2 med direkte ekspansion på frost er vist som en effektiv og brugbar løsning, men ved højere temperaturer falder effektiviteten. Kulbrinter kan af sikkerhedmæssige hensyn ikke bruges direkte, medmindre fyldningerne kan holdes på et meget lavt niveau. Der vil med sikkerhed blive arbejdet med kulbrintesystemer med lille fyldning i fremtiden, hvor bl.a. nye typer af varmevekslere vil blive undersøgt. Senere kan det være, at man vil se anlæg, hvor der kun benyttes CO 2 som kølemiddel. Anlægget vil køre med direkte ekspansion på køl og frost, og også på kondensatorsiden vil der blive anvendt CO 2. For at kunne udføre denne teknologi i praksis, mangler der en hel del komponenter. På frostdelen er komponenterne der, men på køledelen mangler der komponenter, der kan klare det høje tryk (60 bar). På kondensatorsiden mangler der styringer og ventiler, der kan styre processen. CO 2 kan ikke kondensere, hvis temperaturen er over 31 C. Da der forekommer dage, hvor det vil være nødvendigt at kondensere ved højere temperaturer, vil processen arbejde transkritisk. Denne proces forløber ved tryk op til 130 bar. Der findes ikke komponenter i dag, der kan benyttes til dette formål. Desuden mangler der styringer, der kan styre højtrykket på den mest energioptimale måde. Endelig vil energiforbruget i dette driftsområde være væsentligt højere end for et konventionelt anlæg med f.eks. R404A som kølemiddel. Større systemer (store splitanlæg, remoteanlæg og chillere) En række projekter på området omkring anvendelsen af naturlige kølemidler i supermarkeder er gennemført de seneste år. Ser vi tilbage i tiden, blev der i perioden gennemført et EFP-projekt under titlen Indirekte køling med naturlige kølemidler /16/. Projektet indeholdt beskrivelse af forskellige systemer til supermarkeder samt en vurdering af de forskellige løsninger. I projektet faldt interessen hurtigt på anvendelsen af CO 2 på frostdelen, mens sjapis blev undersøgt på køledelen. I projektet Indirekte køling med naturlige kølemidler i butikker gennemført i perioden /17/ blev muligheden for anvendelse af CO 2 som hhv. primært og sekundært kølemiddel undersøgt i forbindelse med frostdelen i supermarkeder. Arbejdet var et kombineret teoretisk og praktisk studie, hvor forskellige systemer og komponenter blev undersøgt i laboratoriet hos Teknologisk Institut. Det viste sig, at CO 2 på lavtemperatursiden i et supermarkedsanlæg er et glimrende alternativ til de HFC er, der anvendes i dag. 42

44 Med udgangspunkt i ovenstående projekt blev et demonstrationsprojekt startet /18/, hvor den nye teknologi skulle demonstreres og undersøges i praksis. Anlægget (Figur 18) blev opbygget som et kaskadeanlæg, der anvender CO 2 på det nederste trin og propan på det øverste. CO 2 anvendes med direkte ekspansion på frosten, mens et indirekte system med propylen glykol varetager distributionen af kulden på kølen. Konklusionen er, at anlægget energimæssigt er neutralt sammenlignet med et optimeret R404A anlæg, mens prisen er lidt højere, ca %. K1 Lokal Brugsen Juelsmindevej, Odense P P P Propan (+30 C) K.. Teknologisk Institut / Super Køl A/S C1 P C2 P K6 Brine (-11 C) P Brine (-7 C) Propan (-14 C) CO 2 (-10 C) F1 P P P P F2 C3 F3 CO 2 (-32 C) Figur 18: Kaskadeanlæg med propan og CO 2, hvor glykol anvendes som brine på kølen (anlæg A) Gennem et nyt demonstrationsprojekt /19/ demonstreres anlægget fra det tidligere demonstrationsprojekt i større skala. Anlægget er af en størrelse, der er repræsentativ for en lang række butikker i Danmark (heraf ca. 30, der er fuldstændig identiske), og med dette opnås et perfekt sammenligningsgrundlag mht. energiforbrug og investering. Fremtidens systemer Gennem det hidtidige arbejde er der fokuseret på anvendelsen af CO 2 som kølemiddel ved lavtemperatur i større supermarkedsanlæg. Projekterne har vist, at anlægget vist i figuren ovenfor er konkurrencedygtigt (både energi- og prismæssigt) med optimerede R404A-anlæg, der bygges i Danmark i dag. Imidlertid kan anlægget på figuren ovenfor optimeres yderligere. Grundlæggende skal anvendelsen af en traditionel brine (propylen glykol) erstattes med anvendelsen af CO 2, hvor en latent fordampningsvarme kan udnyttes, hvorfor den cirkulerede mængde kan reduceres, og pumpearbejdet minimeres. Man kunne således gennemføre et projekt, hvor det undersøges, hvorvidt CO 2 som fordampende/ kondenserende brine kan anvendes ved højere temperaturer (over 10 C). Dette er ikke 43

45 undersøgt eller demonstreret i Danmark eller i udlandet, hvor alt arbejdet har været koncentreret på lavtemperaturapplikationer. Det første anlæg, man kunne undersøge, er nært beslægtet med anlægget ovenfor, hvor glykolen blot er udskiftet med CO 2. Anlægget er udført som et kaskadeanlæg, hvor propan og CO 2 varmeveksler i en kaskadeveksler, og CO 2 kondenserer ved ca. 10 C, og propan fordamper ved 14 C. Propanen kondenserer i en luftkølet kondensator placeret uden for bygningen, mens det øvrige maskinanlæg er placeret i et maskinrum. De to kredse med CO 2 som hhv. anvendes til frosten (direkte og tør ekspansion) og kølen (pumpecirkulation) er separate og uden kontakt. Dette betyder, at kredsen til kølemøblerne (højtemperatur) kan køre oliefrit, mens den anden kreds indeholder olie fra kompressoren. Propan (-14 C) CO 2 (-8 C) CO 2 (-32 C) Figur 19: Kaskadeanlæg med propan og CO 2, hvor oliefri CO 2 anvendes som brine på kølen (anlæg B) Systemet kan muligvis gøres mere simpelt og dermed billigere ved at samkøre de to CO 2 - kredse. Konsekvensen af at gøre dette vil være, at den CO 2, der pumpes til kølemøblerne, vil være olieholdig, og at olien derfor ikke blot kan befinde sig i frostmøblerne, men nu også i kølemøblerne. Konsekvensen heraf skal selvfølgelig undersøges. 44

46 CO 2 (-10 C) Propan/ NH 3 +5 C CO 2 (-30 C) CO 2 (-10 C) -18 C Figur 20: Kaskadeanlæg med propan og CO 2, hvor olieholdig CO 2 anvendes som brine på kølen (anlæg C) Systemet ovenfor vil være mere simpelt og eventuelt billigere end systemet med to separate CO 2 -kredse. Dette skyldes, at kun én varmeveksler og én ekspansionsventil er nødvendig, mens receiveren benyttes som kombineret receiver og pumpeseperator. Endvidere er der en sandsynlighed for, at fortrængningpumper f.eks. tandhjulspumper kan benyttes med olieholding CO 2, da den manglende smøring fra CO 2 (pga. CO 2 -væskens meget lave viskositet) kan kompenseres for gennem oliens tilstedeværelse. Teoretisk er der ingen forskel på de to systemers effektivitet. Imidlertid skal dette påvirkes af, hvorvidt olien eventuelt influerer på varmeovergangen i kølemøblerne, forskellige pumpers effektivitet samt tryktab med og uden olie. Disse forhold skal undersøges i projektet, men som udgangspunkt vurderes det, at begge systemer er højeffektive med lavest opnåelige energiforbrug. Sammenlignes anlæg A (Figur 18) med anlæggene B (Figur 19) og C (Figur 20) samt et konventionelt R404A-anlæg (traditionel), fås følgende årlige energiforbrug. 45

47 Energiforbrug [kwh/år] % 93% 100% Møbler Regulering Pumpe Kondensator Kompressor 0 Anlæg A Anlæg B+C Traditionel Figur 21: Energiforbrug for tre forskellige anlæg. Anlæg A, anlæg B+C sammenlignet med et konventionelt R404A-anlæg. Beregningen er lavet på baggrund af et anlæg med 40/25 kw på hhv. køl og frost. Øvrige data ses af bilag 2. Den gennemførte beregning, som i øvrigt er i god overensstemmelse med målingerne på de nævnte demonstrationsanlæg, viser, at der er ca. 6% energi at spare ved at anvende CO 2 både på køl og frost. Besparelsen ligger primært på pumpen, men meget peger på, at temperaturen af CO 2, der cirkulerer til kølemøblerne, kan hæves betragteligt sammenlignet med en konventionel brine. Dette vil betyde en yderligere energibesparelse på ca. 3% samtidig med, at elafrimning af kølemøblerne evt. helt kan undgås. Dette skal dog undersøges nærmere i projektet. Sammenlignet med et optimeret konventionelt R404A-system vil der kunne spares mellem 5-8% elektrisk energi. Potentielle projekter Der eksisterer i hele branchen et kæmpe behov for at få belyst fremtidens anlæg mht. fordele og ulemper, således at branchen hjælpes på vej i den rigtige retning. Hvis dette ikke sker, risikerer man, at der bliver bygget en række uoptimerede indirekte anlæg med væsentligt højere energiforbrug end nødvendigt. I denne sammenhæng skal det nævnes, at beregningsprogrammerne, der er tilknyttet KKO /11/, ikke er i stand til at regne på forskellige anlægskonfigurationer og derfor heller ikke giver mulighed for at holde forskellige anlægskonfigurationers energiforbrug op mod hinanden. Dette bør implementeres i ordningen. Gennem projektet SysSim /20/ blev programpakken CoolPack udviklet. Programmerne giver mulighed for at gennemregne en række forskellige kombinationer mellem kølemidler og anlægskonfigurationer. Specielt mht. supermarkedsområdet gennemføres der under FEHA-projektet /6/ en analyse af forskellige anlægsudformninger med naturlige kølemidler set i LCA-perspektiv. Deltagerne i spørgeskemaundersøgelsen efterspurgte mere vejledning og information, og inden for områder, hvor der anvendes mange plug-in-apparater, ønskes gennem projekter undersøgt, hvorvidt installationerne kan ombygges til remoteanlæg. Dette gælder i øvrigt også for nye anlæg. Remoteanlæg vil være egnede f.eks. i forbindelse med tankstationer eller 46

48 storkøkkener, hvor der i dag anvendes et stort antal plug-in-apparater. Endvidere er der stor efterspørgsel efter udviklingsaktiviteter og demonstration af mindre anlæg (plug-in, specialmaskiner og splitanlæg), hvor målet er energieffektivitet og naturlige kølemidler. Fagligt tema og indhold Optimal anlægsudformning, herunder anlæg med naturlige kølemidler Små anlæg: 1) Analyse af fremtidens mindre køleanlæg i handels- og servicesektoren (plug-in-anlæg, specialmaskiner og splitanlæg) med naturlige kølemidler vejledning i energirigtigt valg. 2) Vejledning for opbygning og drift af sekundære/indirekte systemer. 3) Demonstrationsprojekter, hvor fremtidens energirigtige teknologi med naturlige kølemidler demonstreres. Projekterne gennemføres f.eks. med markante partnere, således at projekterne vil blive fulgt med bevågenhed. 4) F&U-projekter omkring udvikling af udstyr med direkte anvendelse af naturlige kølemidler. 5) Udvikling af mindre splitanlæg med naturlige kølemidler til servicering af små remotekøle- og frostmøbler. 6) Demonstrationsprojekter omkring konvertering af gamle CFC- og HCFC-systemer. Større anlæg: 1) F&U-projekter omkring udvidelse af anvendelsen af CO 2 ved højere temperaturer. 2) Demonstrationsprojekter omkring anvendelse af CO 2 på både køl og frost i supermarkeder Optimal design for given anlægsudformning, herunder valg af komponenter Der er to niveauer under dette punkt. På den ene side kan der udvikles komponenter med højere effektivitet. Men ofte er problemet ikke komponenterne, men at de effektive komponenter enten ikke vælges pga. f.eks. prisen, eller at komponenten anvendes forkert. Udviklingsprojekter Under afsnit 6 er der udført en beregning af, hvordan energiomsætningen foregår i et køleanlæg. Kun 36% af energien bruges til at frembringe køling. De resterende 64% er tab i processen. Her ses det, at 32% af den samlede energiomsætning bruges til varmeveksling. Problemet kan opdeles i tre delproblemer. Det første problem kan tilskrives varmevekslerens konstruktion. På dette område mangler der projekter til at forbedre ydeevnen på varmevekslere, hvor der også bør kigges på nye typer af højeffektive varmevekslere f.eks. aluvekslere /22/ og loddede mikrokanalvekslere. Det næste problem er at få luften fordelt rigtigt over veksleren og få luften transporteret der hen, hvor der er behov for den. På dette område mangler der en mere almen viden om, hvordan man optimerer denne type af konstruktioner. I dag er det muligt at benytte CFD- 47

49 beregninger 3 til beregning af flow, men også mere enkle værktøjer kan benyttes. Der mangler også information omkring montage og drift. Det sidste problem er at få transporteret den kolde luft hen på det sted, hvor der er behov for køling. På dette område er der en del energi at hente, men også produktkvalitet er en væsentlig parameter på dette område. En anden komponent med stort tab er kompressoren. 23% af den tilførte effekt bliver til tab. Virkningsgraden er en konkurrenceparameter, der konkurreres meget på i dag, men der findes meget store forskelle på de forskellige typer af kompressorer. Der anvendes inden for handel- og servicesektoren en lang række specialmaskiner. Fælles for disse apparater er, at de er optimeret i forhold til den proces, de arbejder med, men ikke i forhold til energiforbrug. Apparaterne vil udgøre en mindre del af det totale energiforbrug inden for sektoren, men der være stor potentiale for reduktion af energiforbruget (20-30%). Endvidere er der i spørgeskemaundersøgelsen ytret ønske om yderligere fokus på energirigtige plug-in-apparater. Valg og brug af komponenter Et aspekt er, at alle komponenterne er til rådighed, og at de hver for sig er energioptimale. Et andet aspekt er, at de også anvendes korrekt for at få den ønskede energibesparelse. KKO /11/ giver en god vejledning til, hvordan komponenter skal dimensioneres energimæssigt, men den dækker ikke alle anlægstyper, og den giver ikke altid nok vejledning til brugeren. På grund af afgifterne på kølemidler vil fremtidens anlæg blive bygget efter helt andre principper end i dag, og derfor vil mange i branchen blive kastet ud i nogle ting, som de aldrig har prøvet før. Her giver KKO ikke nok vejledning til, at de i alle tilfælde ville kunne bygge et energioptimalt anlæg. Ved at øge detaljeringsgraden i KKO vil det være muligt at sige noget om, hvor energioptimalt et køleanlæg vil komme til at køre og dermed benytte det til klassificering. Klassificeringen kan bruges i forbindelse tilskudsgivning. På kommercielle plug-in-apparater findes der i dag ikke noget system, der kan afsløre, hvor energieffektivt et apparat er. Derfor er der brug for en form for energimærkning af apparater og komponenter, som man f.eks. kan basere en tilskudsmodel på. Tilskud er en af de metoder, der kan anvendes til at øge udskiftningshastigheden. Endeligt er det meget væsentligt at visualisere, hvor energimæssig god en komponent er. Potentielle indsatsområder Fagligt tema og indhold Udviklingsprojekter 1) Udvikling af højeffektive fordampere (luftkølere) og kondensatorer, herunder optimal luftfordeling 2) Optimal luftfordeling i kølerum 3) Udvikling af mere energirigtige plug-in-apparater og specialmaskiner 3 CFD: Computational Fluid Dynamics 48

50 Valg og brug af komponenter 1) Arbejde med at få KKO udbygget og yderligere implementeret i branchen. 2) Energimærkning af komponenter (se afsnit 7.1.7) Styring og regulering Dette område vil i fremtiden være der, hvor udviklingen vil være størst. Nye elektroniske styringer kommer på markedet, hvor der næsten ikke vil være grænser for mulighederne for at optimere anlæggets drift. På kondensatorsiden er det i dag mulig at lade kondensatortrykket følge udetemperaturen, så det aldrig er højere end nødvendigt. Det er dog nødvendigt, at ekspansionsventilen har tilstrækkeligt arbejdstryk til at kunne levere den mængde væske, der er behov for (traditionelt holdes kondenseringstrykket kunstigt oppe ved anvendelse af to reguleringsventiler). Derfor er der kørt projekter /23+24/, hvor det er undersøgt at placere en pumpe efter receiveren for at holde trykket oppe før ekspansionsventilen. Energiforbruget kan herved reduceres 10-20%. Der vil kunne spares en ligende mængde energi, hvis arbejdsområdet for ventilen kunne udvides således, at man derigennem kunne arbejde ved en lavere kondenseringstemperatur. Dette kan f.eks. gøres ved anvendelse af to ventiler sammen med intern varmeveksling. Danfoss har gennem produktprogrammet Adap-Kool en række regulatorer på markedet, der i stor udstrækning anvendes inden for handel og service. Kølestederne (fordampere + køle- og frostmøbler), kompressorer samt kondensatorblæsere kan styres vha. disse regulatorer. Danfoss arbejder vedvarende med at indbygge nye faciliteter i regulatorerne. På fordamperen er der allerede gjort mange ting, som desværre ikke er fuldt implementeret endnu. Her kan der bl.a. styres efter mest belastede kølested (Master styring), så fordampningstrykket aldrig bliver lavere, end det er nødvendigt for at kunne opretholde den nødvendige kuldeydelse. For at metoden virker optimalt, kræver det dog, at de anvendte fordampere og rørtræk er dimensioneret godt. Disse ting arbejde der bl.a. med gennem ESO-projektet /21/. Den største energiforbrugende komponent i køleanlægget er kompressoren. På styringssiden kan der gøres mange forskellige tiltag for at nedbringe energiforbruget. Optimal kapacitetsregulering er en væsentlig kilde til reduktion af energiforbruget. Dette kan opnås ved at koble trin ind og ud på kompressorerne eller starte og stoppe parallelkoblede kompressorer. Imidlertid er frekvensomformere ved at komme ned i pris, således at det bliver interessant at hastighedsregulere kompressorer. Herved kan opnås en meget fin regulering. Fordelene ved frekvensregulering er undersøgt gennem et tidligere projekter omkring behovsstyring af mindre varmepumper /25/. Gennem disse projekter er forskellige kompressorer undersøgt i forbindelse med omdrejningsregulering, og endeligt blev en prototype bygget. Energibesparelserne på de undersøgte varmepumper lå på 15-25%. Endeligt giver standardløsningen /26/ mulighed for tilskud til montage af en frekvensomformer på enkeltstående kompressorer. Det vurderes her, at der kan spares 10-20% ved kapacitetsregulering af kompressoren sammenlignet med on/off-drift. Mange af mulighederne for energibesparelser på dette område findes i dag, men benyttes ikke i det omfang, det er muligt. Ofte skyldes det uvidenhed fra køberens side, da han ofte 49

51 ikke ved, hvad der er på markedet. Derfor er det ofte kølefirmaet, der giver tilbud på anlægget, der afgør, hvad der bliver monteret. I dag findes der mange gode komponenter på markedet, der hver for sig kan nedbringe energiforbruget. For at reducere energiforbrug yderligere er en sub-optimering af hver komponent selvfølgelig nødvendig, men det er nødvendigt at styre anlægget som en helhed. Det er ikke sikkert, at en sub-optimering af hver komponent også giver det lavest mulige energiforbrug på hele anlægget. Udviklingen er også begyndt at gå i retning integrede styringer med bl.a. Adap-Kool, og der er stadig store energibesparelser at hente på dette område. Mange af disse tiltag vil dog også blive behandlet inden for rammerne af ESOprojektet /21/. Det er dog vigtigt, at den markedsorienterede demonstration af de nye teknologier demonstreres gennem en række projekter. Potentielle indsatsområder Fagligt tema og indhold Styring og regulering 1) Vejledning i opsætning og brug af frekvensomformere i køleanlæg 2) Demonstration af anvendelse af frekvensomformere i køleanlæg 3) Demonstration af Adap-Kool s nye Master regulering af sugetryk 4) Undersøgelse af metoder til nedbringelse af kondensatortrykket 5) Udvikling og demonstration af optimal kompressor og kondensatorstyring Service og vedligehold I dag er der ét lovpligtigt eftersyn pr. år (i Københavns kommune to pr. år). Derudover køres der oftest service med jævne intervaller på en stor del af anlæggene. For den øvrige del tilkaldes der kun service, hvis der er total nedbrud på anlægget. Eftersynene er oftest kun koncentreret omkring driften og sikkerheden omkring anlægget og ikke omkring energiforbruget. Indholdet af de lovpligtige eftersyn er ikke beskrevet nøje, hvorfor der kunne være særligt behov i kølebranchen for at udfærdige en vejledning, der omfatter temaet energirigtige eftersyn af køleanlæg. I denne vejledning kunne alle væsentlige elementer for et anlægs energiforbrug beskrives. Øget energiforbrug vil normalt ikke blive registreret og derfor ikke føre til, at der bliver gjort en aktiv indsats for at fjerne merforbruget. Ved en optimering af anlægget er det ofte muligt at hente en ikke ubetydelig energibesparelse, som i mange tilfælde kan betale merudgiften til en montør. Grunden til, at det ikke bliver gjort, er, at der ikke er fokus på det fra ejerens side, og at det er meget svært at dokumentere energibesparelsen. I fremtiden vil der blive bygget flere anlæg med indirekte systemer. Disse anlæg vil kunne køre meget længe uden service. I nogle tilfælde er serviceomkostningerne reduceret med 70%. Det sker ofte på bekostning af energiforbruget. Hvis der ikke føres kontrol med vandholdige briner, vil der med tiden forekomme øget vækst af bakterier, der vil afsættes i rørsystemer og på varmeflader. Det vil medføre et øget energiforbrug ved pumpning og varmeveksling. Da der ikke er viden genereret i branchen på disse områder, er der brug for, at der kommer en vejledning, der fortæller, hvordan man designer og vedligeholder disse anlægstyper. 50

52 På de mere centrale komponenter såsom ventiler og kompressorer vil der inden for en kortere årrække komme komponenter, der selv kan finde ud af, hvornår der er behov for service (behovsstyret service eller økonomisk optimal service). Komponenterne vil også selv kunne finde ud af at kompensere for en eventuel fejlfunktion samtidig med, at den selv afhjælper fejlen. Det kan f.eks. være, at en ventilator er blevet varm, og styringen derfor kobler en anden ventilator ind for at kompensere for fejlen. En af grundene til, at der ikke er fokus på vedligehold, er, at energiforbruget ikke umiddelbart er synligt. En væsentlig grund til dette er, at der ikke er energimåler på køleanlægget, men normalt kun på hele butikken. Derfor er det umuligt at registrere et merforbrug på køleanlægget. ESO-projektet /21/ bl.a. med FDD (Fault Detection and Diagnosis). Gennem dette arbejde skal der udvikles algoritmer til detektion af fejl og diagnose bl.a. med fokus på supermarkedsanlæg. Endvidere kan FDD kombineres med energinøgletal for komponenter og systemer, således at stigende eller forhøjede energiforbrug detekteres og dermed kan afhjælpes. Et eksempel er overstabling i åbne køle- og frysemøbler, hvor energiforbruget (kølebehovet) vokser væsentligt, og der samtidigt er risiko for temperaturstigninger med forringet fødevarekvalitet tilfølge. Overstabling kan detekteres på baggrund af temperaturer, der i forvejen måles på møblet. Behovsstyret service (service på det økonomiske optimale tidspunkt) er også et interessant område. F.eks. vil ejeren af anlægget automatisk kunne få at vide, hvornår det vil være økonomisk optimalt at skifte en kompressor eller en kondensator. Potentielle indsatsområder Fagligt tema og indhold Service og vedligehold 1) Energirigtigt eftersyn på køleanlæg vejledning og uddannelse 2) Energimåling montage af bimålere (se afsnit 7.1.7) 3) Optimal eller behovstyret service (FDD, energinøgletal for komponenter) Integrerede systemer, hvor f.eks. bygningers energisystemer kobles (varmegenvinding) Ved integrerede systemer forstås, at energisystemerne i bygningen sammenkobles på en energimæssig intelligent måde. Systemerne styres over samme CTS-anlæg og kan derfor kommunikere med hinanden. F.eks. er der en del overskudsvarme forbundet med køling. Denne overskudsvarme afgives i dag til udeluften. Denne varme kan f.eks. bruges til opvarmning af brugsvand eller til rumopvarmning, uden af dette behøver at give anledning til en væsentlig øgning af el-energiforbruget. Alternativt kan der installeres en varmepumpe, hvor varme fra køleanlægget optages og udnyttes af varmepumpen. Disse metoder er ved at vinde indpas, men begrænses kraftigt pga. bl.a. afgifter. Told og Skat er i flere tilfælde usikre på fortolkning af afgiftsreglerne bl.a. i forbindelse med reversible anlæg. Anvendelsen af naturlig køling er gennem flere projekter blevet belyst bl.a. af COWI, og der kunne også være interessante aspekter. Endvidere har Costan i Italien sammen med 51

53 universitetet i Padova og Dorin arbejdet med transkritisk CO 2 i supermarkeder, der giver meget gode muligheder for at udnytte den varme side af køleanlægget. Danfoss har flere gange udtryk interesse for integrerede energisystemer i f.eks. supermarkeder, og man kunne forestille sig, at yderligere belysning af dette område kunne være af interesse for alle parter. Potentielle indsatsområder Fagligt tema og indhold Integrerede systemer 1) Fremtidens integrerede systemer i supermarkeder, herunder belysning af afgiftssystemet Energimærkning og energimåling Generelt er det ikke i dag muligt for køberen af et anlæg, det kan være et supermarkedsanlæg eller et køleskab til et storkøkken, at finde ud af, hvor stort energiforbruget er for anlægget. Der mangler en uvildig rådgivning eller en energimærkning af de forskellige produkter, som det kendes f.eks. fra husholdningskøleskabe. For komponenter, der anvendes inden for handel og service, findes der ingen egentlig energimærkning. Kompressorleverandørerne har gennem deres fællesorganisation, ASERCOM, nogen kontrol med effektiviteter af producenternes kompressor, men der findes intet uvildigt organ. På den baggrund blev der i 2000 oprettet Kølebranchens Kvalitetssikringsordning (KKO) med støtte fra Energistyrelsen /11/. Ordningen har de autoriserede kølefirmaer som medlemmer. Medarbejdere i disse firmaer bliver uddannet i at vælge de rigtige komponenter (kompressor, varmevekslere og rørsystemer), således at komponenterne opfylder givne krav. Hvis alle komponenterne i et givent anlæg overholder kravene, kan anlægget KKO-mærkes. Energimærkning af komponenter eller små komplette anlæg (kommercielle plug-inkølemøbler og mindre anlæg) er et meget væsentligt område (se bl.a. spørgeskemaundersøgelsen). På husholdningsområdet energimærkes køle- og frysemøbler. Energistyrelsen er i denne forbindelse kontrolorgan. Producenterne afprøver selv deres møbler, og møblerne mærkes afhængigt af det målte energiforbrug. Forbrugerinformationen/ Forbrugerstyrelsen foretager årligt kontrollerende målinger på et antal stikprøver. Ordningen har haft stor succes og har forstærket fokus på energieffektive produkter. På varmevekslerområdet foretages måling og mærkningen af et akkrediteret organ, som kaldes EUROVENT. Teknologisk Institut i Danmark har deltaget i en række projekter omkring energimærkning af anlæg: Energy Labelling of Supermarket Refrigerated Cabinets /12/ Energy Labelling of Room Air Conditioners /13/ Energy Labelling of Domestic Air to Air Heat Pumps /14/ Energimærkning af remotekølemøbler er indført i Holland på baggrund af projektet beskrevet i /12/. TNO har udarbejdet en liste over møbler (STIMECK-listen), hvor producenter får deres møbler registreret. TNO kontrollerer gennem stikprøver producenternes data. Køberne af kølemøbler får tilskud til investeringen i møblet alt efter, hvilken energiklassen møblet befinder sig i. Endvidere er Teknologisk Institut på flere områder akkrediteret til at foretage afprøvninger inden for forskellige teknologier. F.eks. har 52

54 Prøvestationen for Varmepumpeanlæg /27/ ligget på Teknologisk Institut en lang årrække, hvor varmepumper afprøves, og deres effektivitet måles. På større sammensatte anlæg er det sværere på forhånd at energimærke hele anlægget. En metode vil være at opstille krav til de indgående komponenter, ligesom det bliver gjort i KKO /11/. Imidlertid vil anlægget i brugsfasen blive udsat for drift med lange køretider, som ligger langt fra anlæggets dimensioneringspunkt, hvor anlæggets effektivitet kan være væsentligt reduceret. I denne situation vil en egentlig energimåling på det aktuelle anlæg være den mest sikre metode til detektion af anlæggets totale effektivitet. Imidlertid vil køleanlæg typisk være forskellige mht. kapaciteter og temperaturer, hvilket betyder, at der er behov for at konvertere det målte energiforbrug til sammenlignelige nøgletal. Der er lavet en del arbejde på dette området omkring supermarkedsanlæg /15/. På baggrund af anlæggets konfiguration og målinger af energiforbrug og temperaturer beregnes et godhedstal for anlægget. Dette godhedstal kan danne grundlaget for en energimærkning. Køberen af anlægget vil foretrække at vide på forhånd, hvor godt hans anlæg vil være. Således er det et problem, hvis anlægget først skal bygges og sættes i drift, før han kan se, hvor godt det er energimæssigt. Dette er den primære forskel på energimærkning af produkter og energimåling af anlæg (der dog kan danne grundlag for en senere energimærkning). I denne situation kunne man forestille sig, at installatøren garanterer, at anlægget ligger i en bestemt energiklasse, som kontrolleres gennem en efterfølgende energimåling. Der gives gennem standardløsningen /26/ tilskud til opsætningen af energimålere. Baggrunden er som omtalt, at en visualisering af energiforbruget vil øge motivationen for at reducere dette. En energimærkningsordning (eller energimåling) vil helt sikkert være med til at forcere udviklingen (se også spørgerunden), da det vil synliggøre energiforbruget både for producenten og for køberen. I sidste ende vil der endvidere være mulighed for at anlægsejeren kan promovere sig selv via et energi- og miljørigtigt image. Potentielle indsatsområder Fagligt tema og indhold Energimærkning og Energimåling 1) Energimærkning af kommercielle plug-in- og remotekøle- og frysemøbler 2) Energimærkning af kompressorer (og evt. andre komponenter) 3) Videreførelse af KKO Konklusion I det følgende afsnit vil de 7 områder fra de foregående afsnit blive behandlet, og der vil blive givet en samlet vurdering af området. Vurderingen er baseret på kvalitative sammenligninger mht. parametre omkring teknologien tilbagebetalingstid, udviklingsstade og energimæssigt besparelsespotentiale. Det er meget vanskeligt at skulle vurdere de forskellige tiltag, og der ligger derfor i den kvalitative analyse en del usikkerhed og skøn, 53

55 som læseren ud fra egen vurdering må vurdere sandsynligheden af. For overblikkets skyld er alle foreslåede tiltag samlet i bilag 3, hvor alle de enkelte teknologier (tiltag) er vurderet i forhold til hinanden. Reduktion af kuldebehovet Det primære område for at nedbringe energiforbruget er ved at overdække åbne kølemøbler. Denne teknologi anvendes i dag i begrænset omfang. Grunden til, at den ikke anvendes mere, er, at der er en påstand fra ejernes side om, at det hindrer adgangen til produkterne og dermed sænker omsætningen. Der er ikke udstyr på markedet i dag, hvor der er gjort en ekstraindsats for at integrere lågerne i designet og lette adgangen til varen. Her vil potentialet være stor, hvis et koncept kunne udvikles, således at låg og låger på køle- og frostmøbler bredt kunne accepteres. Yderligere vil der være et fornuftigt potentiale for udvikling af mere effektive lufttæpper i åbne køle- og frostmøbler samt åbninger ved køle-/ frostrum og køleområder f.eks. mejeritorve. Tilbagebetalingstiderne ved disse teknologier vil være rimelige, og brugeren har således mulighed for at lave en fornuftig investering. Som nævnt kører der en lang række projekter omkring reduktion af den interne belastning samt isolering (herunder vakuumisolering), og det er væsentligt, at dette arbejde danner grundlaget for et evt. videre arbejde. Optimal anlægsudformning Overgangen fra de kendte konventionelle systemer til nye systemer med f.eks. naturlige kølemidler skal foretages med omtanke. Den direkte emission af kølemidler (drivhusgasser) skal nødigt udkompenseres af et merenergiforbrug, således at anlæggets totale CO 2 -emission forøges. Her ligger der et massivt arbejde omkring udvikling, produktion og implementering af de rigtige systemer med naturlige kølemidler, der skal danne rammen for fremtidens anlæg. Tankerne omkring energiforbrug skal ligge på linie med valget af kølemiddel og anlægsudformning, og derfor vurderes dette område meget væsentligt. Kølebranchen står over for store udfordringer med at implementere ny teknologi i takt med, at de konventionelle kølemidler udfases. Det er derfor vigtigt, at kølebranchen har mulighed for at trække på de informationer, der er tilgængelige. Her er demonstrationsprojekter, hvor ny energirigtig teknologi demonstres og dokumenteres en meget væsentlig og vigtig metode. Demonstration: Demonstration af HFC-fri og energirigtig restaurant (fokus på plug-in og specialmaskiner) Demonstration af naturlige kølemidler i supermarkeder, hvor CO 2 anvendes på både køl og frost. Der er også behov for dimensioneringsvejledninger for at hindre, at der bliver bygget anlæg, der bruger unødig meget energi. Vejledning: Analyse, som fører til en vejledning omkring fremtidens energirigtige kølesystemer inden for handel og service med naturlige kølemidler Vejledning omkring drift og vedligehold af sekundære systemer. Endvidere er der behov for en række udviklingsprojekter. På dette område er der specielt behov for udvikling af plug-in- og splitanlæg med naturlige kølemidler. Endvidere bør fokus lægges på specialmaskiner, der i dag har et relativt stort energiforbrug, og næsten i fuld udstrækning anvender HFC-gasser som kølemiddel. Problemer på dette område er imidlertid, 54

56 at de flere af producenterne er udenlandske. En metode til at komme i tale med de store producenter vil være at indgå samarbejde med én eller flere markante brugere, der således vil kunne lægge pres på producenterne. Optimalt design, herunder valg af komponenter For et givent system kan systemets effektivitet forbedres ved valg af de rigtige komponenter. Kompressoren er her en af de væsentligste komponenter. Imidlertid foregår denne udvikling typisk hos kompressorfabrikanterne og betragtes konfidentielt, da en vigtig salgsparameter er kompressorens virkningsgrad. Der findes dog også et stort potentiale mht. varmevekslere. F.eks. udvikling af højeffektive fordampere og kondensatorer, herunder luftfordeling. Denne teknologi kan bruges alle steder, hvor der veksles fra et medie til et andet. Samtidig er der i dag stor fokus på minimering af fyldningsmængder, hvor varmevekslerne også spiller en væsentlig rolle. Derfor kunne det være interessant f.eks. at kigge på mikrokanalsvekslere. Desuden mangler der projekter, som formidler den viden, der er blevet akkumuleret. Dette arbejde kan evt. finde sted inden for KKO. Der er desuden et stort potentiale inden for udvikling af plug-in-apparater. På dette område har flere projekter kørt med gode resultater. Styring og regulering Dette område er inde i en stor udvikling. Der er begyndt at komme styringer på markedet, der ikke blot kontrollerer enkelte komponneter, men hele køleanlægget. Dette arbejde vil fortsætte i fremtiden. Potentialet inden for styring og regulering vurderes til at være lidt under middel bl.a. i kraft af, at det tager lang tid at få teknologien implementeret. Der er monteret mange styringer, hvor mulighederne for energibesparelse ikke udnyttes fuldt ud. For at minimere andelen af styringer, hvor potentialet ikke udnyttes fuldt ud, mangler der demonstrationsprojekter og vejledninger, der kan være med til at udbrede information om, hvordan udstyret anvendes. Her tænkes bl.a. på frekvensstyring af kompressorer, master regulering af sugetryk på remoteanlæg, optimal styring af kompressor og kondensator. Endvidere vil det være interessant at kigge på nye metoder til nedbringelse af kondenseringstrykket. Service og vedligehold Potentialet inden for dette område vurderes til at være over middel. Det vurderes, at der kan hentes en reduktion i energiforbruget på en meget stor del af anlæggene. Energiforbruget er ikke synligt i dag, og derfor er der ikke interesse for det i dag. En mulighed for at øge interessen for energiforbruget er ved at synliggøre det. Det kan gøres ved at sætte energimålere op, som måler køleanlæggets energiforbrug. Der mangler desuden, at kølebranchen uddannes til at udføre disse eftersyn. På længere sigt arbejdes der på, at styringen kan tilkalde service, når der er fejl på anlægget (FDD), eller når der er et øget energiforbrug i forhold til normalt. Integrerede systemer Potentialet på dette område vurderes til at være under middel. Grunden til dette er, at det kun er en lille del af kondensatorvarmen, der udnyttes til opvarmning. Der er installeret en del af denne type anlæg i Danmark. Grunden til, at de ikke er mere udbredte, er sandsynligvis, at man skal betale afgift af el, når den benyttes til disse formål. Dette medvirker til at gøre en sådan investering ugennemskuelig for menigmand. Det foreslås at sætte fokus på dette 55

57 område mht. integrerede systemer bl.a. i forbindelse med supermarkeder, da der kan dukke interessante muligheder op evt. i forbindelse med anvendelse af CO 2 som kølemiddel. Energimærkning og energimåling Der vurderes at være et potentiale over middel for denne type af tiltag. Man kan ikke tale om, at energimærkning giver en direkte energibesparelse, men det er med til at synliggøre energiforbruget samtidig med, at det giver mulighed for at vælge energirigtigt. Denne mulighed har størstedelen af branchen ikke i dag. Derfor vurderes det, at potentialet ved mærkning specielt af remotemøbler og plug-inapparater er stort. Endvidere vil energimærkning af kompressorer være meget interessant i forhold til at sikre, at de mest effektive bliver valgt. Hidtidigt arbejde omkring energibesparelser på køleanlæg En række udviklings- og demonstrationsprojekter er gennem tiderne gennemført på det aktuelle område. En del af disse projekter er gennemført af Teknologisk Institut, men også mange andre aktører har arbejdet med disse ting. Status på tidligere projekter og arbejde skal undersøges og koordineres med denne rammeindsats. Endvidere skal der hentes inspiration fra udlandet, hvor denne eksisterer. 8 Produktcyklus I dette afsnit vil produktcyklusen blive belyst gennem tre faser: udvikling, markedsføring/anskaffelse og brug af produktet. Der vil under hvert afsnit blive givet en beskrivelse af hvilke mekanismer, der virker, samt hvordan de kan påvirkes. 8.1 Udvikling Udviklingen kan grundlæggende sættes i gang på to måder. Det kan være markedet, der efterspørger et produkt, eller det kan være en producent, der ser, at der er et potentielt marked for et produkt. I virkeligheden er det altid producenten, der sætter udviklingen i gang. For køberen er produktet ofte kun et redskab i hverdagen, som skal fungere. Producenten starter typisk udviklingen af et nyt produkt, hvis han kan se, at der er et marked for en komponent, eller hvis der er en tro på, at der kan ekspanderes og dermed vinde markedsandele fra konkurrenterne. For at få producenterne til at udvikle mere energirigtige produkter er det nødvendigt, at de kan se et formål med at investere penge i det. Formålet kunne f.eks. være, at han kunne energimærke produktet i en højere kategori og dermed kunne forvente et øget salg. Udvikling af produkter er dyrt, og det kan derfor være nødvendigt at støtte producenten, hvis han ønsker at tage chancen og udvikle energirigtige komponenter. Et evt. tilskud til udvikling kunne f.eks. kombineres med et krav om, at der også skal lægges vægt på design eller fødevaresikkerhed. F.eks. i supermarkedssektoren er designet en meget vigtig parameter, når der skal vælges kølemøbler, og man er derfor nødt til at overveje det i udviklingsfasen. Af andre områder kan der f.eks. nævnes fødevaresikkerhed, komfort, arbejdsmiljø og driftssikkerhed. 56

58 8.2 Markedsføring/anskaffelse I dag er der kun et meget lille marked for energirigtige komponenter, da køberen ikke fokuserer på energiforbruget. Energiforbruget udgør typisk omkring 1% af omsætningen, og der er derfor ikke noget krav fra køberne om mere energirigtige produkter. Ud over at energiforbruget ikke er interessant for køberen af produkterne, er det desuden også svært at sammenligne forskellige produkter, da teknologien omkring køling er meget komplekst for de fleste. Køberne kan groft opdeles i to grupper. En gruppe, der har tilknyttet energirådgivere. Her finder man bl.a. de store supermarkedskæder. Denne gruppe kan selv finde de energirigtige komponenter og specificere, hvad det er, de ønsker. Den anden gruppe indeholder den resterende del af detailhandlen samt hotel- og restaurationsbranchen. Denne gruppe har ikke adgang til rådgivning og er derfor meget afhængig af sælgeren. Da der ofte er tætte relationer mellem køber og sælger, er det ofte sælger, der specificerer, hvad der skal anskaffes. Der bliver derfor ofte ikke stillet krav til energiforbruget, og der er ofte kun én tilbudsgiver på et projekt. I supermarkedssektoren er der ofte en indretningsrådgiver involveret i designet af en ny butik. Der bliver fokuseret meget på at øge salget ved at designe butikken og inventar til at give kunden en god oplevelse. På køleområdet bliver der fokuseret meget på designet af kølestederne og ikke på energiforbruget. Det er ofte ikke muligt at sige noget om energiforbruget, da producenternes data ofte er opnået under forskellige betingelser, og derfor ikke umiddelbart er sammenlignelige. Dimensioneringen af anlægget foretages ofte af grossisten, der leverer komponenterne, eller af kølefirmaet selv, hvis de har ekspertisen på området. Der kan derfor være langt fra køberen af anlægget til personen, der har viden om, hvordan anlægget gøres energieffektivt. I den øvrige del af detailhandlen samt inden for hotel- og restaurationsbranchen er der sjældent inddraget en energirådgiver eller lignende i beslutningsprocessen. Derfor er køberen af produkterne ofte helt afhængige af sælgerens råd og vejledning. På plug-in-området er der stort set ikke noget materiale, der fortæller om energiforbruget. Producenterne opgiver et forbrug på produktet, men de oplyste data er ofte ikke sammenlignelige. Derfor er energiforbruget ofte ikke en reel del af beslutningsgrundlag. Køberen fokuserer desuden på andre ting. Hvis der er tale om et udstillingsskab eller møbel, ses der på design samt funktionalitet. Hvis det er et opbevaringsskab ses der mere på hygiejne, arbejdsmiljø, fødevaresikkerhed og funktionalitet generelt. Energiforbruget er ikke med tankerne, når der skal købes nye produkter. I de næste afsnit er der nogle ideer til, hvordan man kan flytte fokus over på energiforbruget. Tilskudsordninger Der findes forskellige måder, som man kan påvirke markedet på. En måde er gennem tilskud. Der er gennem tiden brugt flere forskellige tilskudsformer. Generelt kan man sige om de forskellige ordninger, at de mest populære har været dem, der er lette for brugerne at anvende (se spørgeskemaundersøgelsen i afsnit 3). Tilskud til standardløsninger har været meget populære, fordi man er sikker på at kunne få tilskuddet, hvis man opfylder kravene, og de er lette at søge. En anden metode er tilskud på basis af energimærkning. Metoden anvendes i Holland på kommercielle kølemøbler, hvor den har været en stor succes. Metoden er let at forvalte for 57

59 køberen og har stor gennemslagskraft. Energimærkningen vil der ud over have den effekt, at energiforbruget synliggøres, og man får derfor mulighed for at vælge energirigtige komponenter. I detailhandlen er det ofte ikke nok at kunne fremvise en kort tilbagebetalingstid, da man oftest hellere vil bruge pengene på et sted, hvor det er muligt at øge omsætningen. Derfor kan tilskud anvendes til at øge andelen af energirigtige komponenter ved nyanskaffelser. Hvis der er et ønske om at få teknologien hurtigere ud på markedet, kan det evt. gøres ved at graduere tilskuddet. Ved at starte med et stort tilskud for derefter at aftrappe vil interessen blive øger i startfasen. Energimærkning Energimærkning er en metode til at synliggøre energiforbruget. En synliggørelse af energiforbruget vil bevirke, at det bliver en konkurrenceparameter for producenterne og derved øge antallet af energirigtige produkter. På plug-in-området kan energimærkningen udføres på baggrund af en test udført af producenten eller af en uvildig part efter en fastlagt standard. Samme princip kan anvendes til kølemøbler til supermarkeder, kølerum og varmepumper /12-14/. Der er dog ingen garanti for et lavt energiforbrug på et komplet anlæg ved anvendelse af komponenter, der er mærket. For at kunne energimærke et komplet anlæg er det nødvendigt at udføre en test på anlægget /15/. Forceret udskiftning Hvis der er et ønske om at forcere udviklingen og få flere energirigtige komponenter i drift, kan en mulighed være at kombinere energibesparelse med andre faciliteter i produktet. Man kan typisk ikke få brugerne til at skifte deres udstyr ud, blot fordi det bruger for meget energi. Der er f.eks. i dag stor fokus på fødevaresikkerhed i restaurationsbranchen. De første restauratører er blevet dømt for at have serveret mad, som folk er blevet syge af. Det vil medføre et krav om, at man kan dokumentere, at man opbevarer fødevarene ved de rigtige temperaturer, og at de kan nedkøles så hurtigt, som det kræves. På dette område findes der ikke komponenter, og der vil komme en efterspørgsel. Ved at give tilskud til udvikling af energieffektive køleskabe m.m., der kan give mulighed for dokumentation i form af temperaturlog, som det f.eks. kendes fra Adap-Kool, kan udskiftningen forceres. Man kan opstille følgende succeskriterier for, at et sådan produkt vil slå igennem. Der skal være et behov for produktet Der må ikke være, andre eller meget få, produkter af samme type Produktet skal have added value, der kan sælge produktet, uden at der er fokus på energiforbruget Hvis disse kriterier er opfyldt, er der basis for, at man kan øge udskiftningshastigheden. 8.3 Brug En del af energiforbruget er fastlagt af konstruktionen, men også brugeradfærden er en væsentlig delkilde til et øget energiforbrug. I spørgeskemaundersøgelsen (afsnit 3) er alle de interviewede personer enige om, at det er muligt at nedbringe energiforbruget generelt ved ændret adfærd. 58

60 Inden for køl er det i nogen grad også tilfældet. Generelt kan man sige, at det er vigtigt, at man har de rigtige temperaturer, men samtidig er det også vigtigt, at man ikke har lavere temperaturer end nødvendigt, da det giver anledning til et øget energiforbrug. Der er også mange styringer specielt til supermarkedsanlæg, der har indbygget funktioner, der kan nedbringe energiforbruget. Blandt andet har Adap-Kool (nyere versioner) en funktion, der kan sænke kondensatortrykket. Denne funktion benyttes desværre ikke i så stor udstrækning, som det er muligt. Det samme gælder for behovsstyret afrimning og kantvarme. Der er en tendens til, at hvis funktionen fejler en gang, slår man den fra. Det bevirker, at der er et stort potentiale for energireduktion, som ikke er udnyttet, selvom mulighederne er der. Manglende vedligehold er også kilde til et merforbrug. Generelt kan man sige, at kondensatorer, der ikke har mulighed for at komme af med varmen, er en væsentlig kilde til et øget energiforbrug. Problemet kan nemt afhjælpes, men der er desværre ikke fokus på det, og det bliver derfor ikke gjort. Denne type af problemer vil der komme flere af i fremtiden samtidig med, at der bliver bygget flere indirekte anlæg. I indirekte anlæg med vandholdige briner er der en potentiel risiko for, at der kommer belægninger på alle varme- og køleflader og dermed føre til et øget energiforbrug. Det er derfor nødvendigt at informere om dette problem, da det er nyt for kølebranchen at bygge indirekte anlæg. Løbende indregulering og vedligehold er også en måde at nedbringe energiforbruget. Der er mange anlæg, der kører med de samme grundindstillinger, som da de blev installeret. Da indstillingerne måske rykker sig, eller der måske er blevet tilføjet flere kølesteder til installationen, har de optimale indstillinger ændret sig. I andre dele af de berørte brancher er der gjort mange tiltag. Der har været forsøgt med automatik, der kan styre f.eks. belysningen, så der aldrig er mere lys end nødvendigt (uden for åbningstid). Uddannelse og forsøg på at ændre personalets vaner er også forsøgt, og på dette område har været stor succes med automatik, der skal vedligeholdes. At ændre vanerne hos personalet har også virket, men er meget mere besværligt, da der ofte er stor udskiftning af personale inden for de berørte brancher. Det er svært at skønne et egentlig potentiale for energireduktion ved ændret brug. Besparelsen vil være afhængig af mange forskellige faktorer, men et forsigtigt skøn vil være, at 10% ikke er urealistisk i mange tilfælde. Der er dog meget store variationer. 9 Bilagsliste Bilag 1 Bilag 2 Bilag 3 Komplet fortegnelse over de forskellige svar i spørgeskemaundersøgelsen i stikordsform Beregningen af et anlæg med 40/25 kw på hhv. køl og frost Vurdering af potentiale 59

61 10 Referencer /1/ DEFU 1993 /2/ DEFU 1994 /3/ Børsen on-line database ( /4/ Indførelse af ammoniak i mindre køleanlæg, Svenn Hansen, Søren Lund, Teknologisk Institut, dec /5/ Branche Energi Planer, Dansk Energi Analyse, 1999 /6/ Brancheprojekt inden for kølemøbler, MST-j.nr Forslag til handlingsplan for kølemøbler udarbejdet af FEHA i samarbejde med danske producenter og Teknologisk Institut, 2000, Miljøstyrelsen /7/ Flaskekølerprojektet, Vestfrost, Teknologisk Institut, Coca-Cola, Energistyrelsen, j.nr. (ENS) / /8/ Iscremefryserprojektet, Caravell, Teknologisk Institut, Energistyrelsen, j.nr. (ENS) / /9/ Kombiskabsprojektet, Vestfrost, Teknologisk, Elsparefonden, j.nr /10/ Storkøkkenkøleskabe og frysere, Gram, Teknologisk Institut, Energistyrelsen, j.nr. (ENS) / /11/ Kølebranchens Kvalitetssikringsordning (KKO), 1. marts 2000, KKOsekretariatet, Gregersensvej, P.O. Boks 141, 2630 Taastrup /12/ Energy Labelling of Supermarket Refrigerated Cabinets; TNO, University of Bristol (FRPERC), Energistyrelsen i Danmark, Teknologisk Institut; SAVEprojekt, 1995 /13/ Energy Labelling of Room Air Conditioners; TNO, BSRIA, CETIAT, Teknologisk Institut; SAVE-projekt, 1997 /14/ Energy Labelling of Domestic Air to Air Heat Pumps; TNO, SP (Sverige), Teknologisk Institut; SAVE-projekt, 1997 /15/ Energitest af køle- og frostanlæg i handels- og servicesektoren, ETA-Consult v. H. V. Holm, P. O. Danig, B. D. Rasmussen, udført for Energistyrelsen, /16/ Indirekte køling med naturlige kølemidler, Energistyrelsen, j.nr. 1253/ /17/ Indirekte køling med naturlige kølemidler i butikker, Energistyrelsen og Miljøstyrelsen, j.nr / /18/ Demonstration af naturlige kølemidler i butikker, Energistyrelsen, j.nr / ) /19/ Anvendelse af naturlige kølemidler i supermarkeder, Miljøstyrelsen, j.nr. M /20/ Modellering og simulering af termiske systemer (SysSim), DTU, udført for Energistyrelsen, 1999 /21/ Energioptimal Styring og Overvågning af køleanlæg (ESO), EFP-2000, Energistyrelsen, DTU, Teknologisk Institut, Danfoss, York, Grundfos /22/ Energibesparelser i køl-, klima- og varmeteknik vha. indførelse af aluminiumsvarmevekslere med høj virkningsgrad, Hydro Aluminium, Teknologisk Institut, Energistyrelsen, J.nr / /23/ Nedsættelse af kondenseringstryk gennem etablering af pumpesystem, DEFU, Teknisk rapport 404, juni 1998, udført for Energistyrelsen 60

62 /24/ Reduktion af elforbrug på køleanlæg nedsat kondenseringstryk gennem anvendelse af pumpe efter receiver, DEFU, Teknisk rapport 456, marts 2001, udført for Energistyrelsen /25/ Individuelle Eldrevne Varmepumper, ENS j.nr.: 51191/ ( ) Individuelle Eldrevne Varmepumper, Implementering af ny teknologi, ENS j.nr.: 51191/ ( ) Individuelle Eldrevne Varmepumper, Implementering af ny teknologi (fase 5-10), ENS j.nr.: 51191/ ( ) /26/ Statstilstud til energibesparelser m.v. i erhvervsvirksomheder, Standardløsning; Energieffektiv køling i detailhandelen, Energistyrelsen, Oktober 2000 /27/ Prøvestationen for Varmepumpeanlæg, 2001 ENS J.nr.: 51196/ /28/ Branche energianalyse Supermarked, 1994 /27 Ozonlagsnedbrydende stoffer og drivhusgasserne HFC er, PFC er og SF 6. Danmarks forbrug og emissioner 1999, Cowi Consult 2001 (for Miljøstyrelsen). 61

63 Bilag 1 Komplet fortegnelse over de forskellige svar i spørgeskemaundersøgelsen i stikordsform 1. Hvor kan den største energibesparelse hentes? FDB: Magasin: Danfoss: Netto: Sydfyns elforsyning: Galten Elværk: Vojens køleservice: Carrier: Superkøl: DSK: Dansk supermarked: Oste- og fiskehandlernes brancheforening: BFSU: Horesta: Køling Køling, lys Køling Køling Køling, lys Lys, ventilation Køling Køling Køling Køling Køling Køling Køling, ventilation og kogeplader/ovne Køling, ventilation, svømmehaller 2. Hvad er der lavet af tiltag/projekter/undersøgelser/implementerede teknologi, og hvad ønskes der i fremtiden? Fortid: FDB: Konvertering fra el til fjernvarme Magasin: - Danfoss: Frekvensomformere, Adap-Kool og varmegenvinding Netto: Adap-Kool Sydfyns elforsyning: Natafdækning, parallel anlæg, ur til lys, flytning af kondensatorer, frostfri gulve, kantvarme, ventilator i møbler m.m. Galten Elværk: - Vojens køleservice: Bedre styring, Adap-Kool Carrier: Låg på køl og frost, ventilator styring, elektronisk termoventil Superkøl: Standardløsningerne DSK: Naturlige kølemidler, Walk-in rum til f.eks. grønt, overvågning Dansk supermarked: - Oste- og fiskehandlernes - brancheforening: BFSU: - Horesta: Brancheenergieffektiviseringsprojekt, TI projekter f.eks. Gram storkøkkenskabe 62

64 Fremtid: FDB: Låg på køl og frost. Gerne i flottere design Magasin: Vejledning i hvordan man laver brinekredse. Kursus for ELO konsulenter i køl Danfoss: Større brug af frekvensomformere samt bedre dimensionering af anlæggene. Masterstyringer Netto: - Sydfyns elforsyning: Låg på køl og frost, fokus på installationerne Galten Elværk: - Vojens køleservice: - Carrier: Brineanlæg pga. reduceret service (70% reduktion) Superkøl: Teknologien til naturlige kølemidler er endnu ikke kommercielt tilgængeligt, støtte til slutbrugeren som kompensation for risikoen i opstartsfasen DSK: Mejerirum Dansk supermarked: Arbejde med mindre fyldninger (ikke naturlige kølemidler), energistyring Oste- og fiskehandlernes Energianalyse af branchen brancheforening: BFSU: - Horesta: Energiledelse, kombination af energibesparende produkter og kølekvalitet (nedkølingsskabe samt log at temperature til dokumentation), projekter der fokusere på prisbillige produkter til de små i branchen 3. Største succes inden for energibesparelse? FDB: Magasin: Danfoss: Netto: Sydfyns elforsyning: Galten Elværk: Vojens køleservice: Carrier: Superkøl: DSK: Dansk supermarked: Oste- og fiskehandlernes brancheforening: BFSU: Horesta: Konvertering til fjernvarme, låg på køl og frost Frekvensstyring af ventilatorer på ventilation Adap-Kool, Natoverdækning Varmegenvinding fra kondensatoren (monteret i ca. 20% af butikkerne) Låg på køl og frost Energistyring/energiledelse Låg på køl og frost, varmegenvinding Rullegardiner, pulsdrift af ventilatorer, Adap-Kool, frekvensstyring Standardløsningerne (de er lette at have med at gøre) Alm. Teknologisk udvikling CTS-anlæg, Adap-Kool, parallel drift, belysning, ventilations omlægning, energikatalog - Adfærdsregulering Belysning, bedre vaner 63

65 4. Er det muligt at nedsætte energiforbruget ved at ændre brugeradfærd? FDB: Magasin: Danfoss: Netto: Sydfyns elforsyning: Galten Elværk: Vojens køleservice: Carrier: Superkøl: DSK: Dansk supermarked: Oste- og fiskehandlernes brancheforening: BFSU: Horesta: Ja, mere information Ja, så meget som muligt er lagt over på CTS Ja, stor uvidenhed og fokus andre steder Ja, sluk lyset og brug gardiner Ja, f.eks. selvlukkende låger Ja, energistyring Ja, f.eks. forkerte temperature Ja, overstabling, manglende overdækning Ja, der er meget at gøre, f.eks. overstabling Ja, mere fokus på life cycle cost Ja, der er lavet energikatalog Ja, specielt i investeringsfasen Ja Ja, der er allerede gjort meget 5. Hvor er der det største potentiale for energireduktion inden for køl. Reduktion af kuldebehovet Optimal anlægsudformning (Naturlige kølemidler FDB X X Magasin X X Danfoss X X X Netto X Sydfyns elforsyning X X Galten Elværk X X X X Vojens køleservice X X X Carrier X X Superkøl X X DSK X X Dansk supermarked X X Oste- og fiskehandlernes brancheforening X X BFSU Horesta X X Kølerum Optimalt anlægsdesign Styring og regulering Service og vedligehold Integrerede systemer Andet 64

66 6. Hvilken eller hvilke teknologier mangler der for at kunne gøre dette? FDB: Mere info om naturlige kølemidler Magasin: Vejledning til hvordan man dimensionere, bygger og vedligeholder en brinekreds Danfoss: Der mangler ikke noget Netto: - Sydfyns elforsyning: Mulighederne anvendes ikke godt nok i dag, mere information Galten Elværk: - Vojens køleservice: Bedre og mere uddannelse Carrier: Kantvarmestyring Superkøl: Uddannelse og dokumentation inden for naturlige kølemidler DSK: Bedre mulighed for overvågning af energiforbruget (bimålere) Dansk supermarked: Ensartede fabriksstandarder Oste- og fiskehandlernes Rådgivning brancheforening: BFSU: - Horesta: Skabe med ekstern kompressor, så man undgår varmen i køkkenet 7. Hvor stort er markedet for energibesparende komponenter i dag, og hvad er potentialet i fremtiden? FDB: Uændret Magasin: Markedet er stigende spec. for Adap-Kool Danfoss: Der bliver snakket mere om det Netto: Markedet er stigende Sydfyns elforsyning: Ja, men kun ved nyanskaffelser Galten Elværk: Markedet er stigende spec. for private komponenter Vojens køleservice: - Carrier: Uændret Superkøl: Adfærd og overvågning har stort potentiale DSK: - Dansk supermarked: Markedet er stigende Oste- og fiskehandlernes Markedet er stigende brancheforening: BFSU: Markedet er stigende Horesta: Afhænger af afgifterne. Markedet for komponenter med added value i form af bedre arbejdsmiljø og fødevaresikkerhed 65

67 8. Hvilke principper for tilskudsmuligheder er mest anvendelige? FDB: Standardløsninger Magasin: Tilskudsformer, der er lette at håndtere for brugeren Danfoss: Som f.eks. til Adap-Kool. Det øger markedsindtrængningen Netto: - Sydfyns elforsyning: Tilskudsformer der er lette at håndtere for brugeren Galten Elværk: Tilskud til rådgivning Vojens køleservice: - Carrier: Som til Adap-Kool Superkøl: Standardløsninger, lette at søge og få DSK: - Dansk supermarked: Standardløsninger og individuelle løsninger Oste- og fiskehandlernes Tilskud til investering i energirigtige komponenter brancheforening: BFSU: Direkte til køberen samt til udvikling af nye komponenter Horesta: Standardløsninger, der er lette af søge og få 9. Tilskud på basis af energimærkning af køleanlæg eller kølemøbler, som det kendes fra køleskabe? FDB: God ide Magasin: God ide fremmer energirigtig investering Danfoss: God ide Netto: - Sydfyns elforsyning: God ide Galten Elværk: God ide Vojens køleservice: God ide Carrier: God ide Superkøl: God ide DSK: God ide Dansk supermarked: God ide Oste- og fiskehandlernes God ide brancheforening: BFSU: God ide Horesta: God ide, men det øger ikke udskiftningen 66

68 10. Hvem er beslutningstager installatøren eller supermarkedet? FDB: Magasin: Danfoss: Netto: Sydfyns elforsyning: Galten Elværk: Vojens køleservice: Carrier: Superkøl: DSK: Dansk supermarked: Oste- og fiskehandlernes brancheforening: BFSU: - Horesta: Kombination 11. Hvad afgør hvilken teknologi, der skal anvendes? Køberen, men installatøren påvirker meget Køberen men i mange mindre butikker er det sælgeren Køberen vælger selv, de mindre butikker har ingen viden på området, og derfor er de lette at påvirke Køberen Sælgeren Kombination Køberen vælger selv, de mindre butikker har ingen viden på området, og derfor er de lette at påvirke Sælgeren, der kommer flere rammeaftaler Kombination, men mest køberen Køberen Køberen, teknisk afdeling Køberen FDB: Sikkerhed, økonomi Magasin: Økonomi Danfoss: Kombination Netto: Energibesparelse Sydfyns elforsyning: Energibesparelse Galten Elværk: Økonomi, design, energiforbrug Vojens køleservice: - Carrier: Pris, design Superkøl: Økonomi, sikkerhed, kølekvalitet DSK: Design og funktionalitet Dansk supermarked: Økonomi, fornuft Oste- og fiskehandlernes Forskelligt brancheforening: BFSU: - Horesta: Added value, komfort, fødevaresikkerhed 67

69 12. På hvor stor en del af anlæggene er der gjort noget ekstra for at spare på energien? FDB: 5% Magasin: 100% Danfoss: 70% Netto: 20% Sydfyns elforsyning: 10-15% Galten Elværk: - Vojens køleservice: 80% Carrier: - Superkøl: 35% DSK: - Dansk supermarked: 100% Oste- og fiskehandlernes % brancheforening: BFSU: - Horesta: 5% 13. Hvad er hindringerne for at arbejde mere med energibesparelser? FDB: Tid, økonomi Magasin: Det tager for lang tid at få tilskud, ikke så flot design Danfoss: Energibesparelsen kan ikke måles og dokumenteres, pris, tilskud Netto: Tilskud Sydfyns elforsyning: Det er ikke interessant (økonomisk) Galten Elværk: Det må ikke være besværligt Vojens køleservice: Det er sælgerens opgave at oplyse om det Carrier: Der mangler en klassificering Superkøl: - DSK: Energiforbruget er ikke synligt Dansk supermarked: Information Oste- og fiskehandlernes Økonomi, manglende information brancheforening: BFSU: Økonomi, uvidenhed Horesta: Det er svært at have tillid til sælgeren 68

70 14. Hvorfor tager det så lang tid for nye ideer at blive implementeret? FDB: Naturlig træghed, prisen, for kompliceret Magasin: Naturlig træghed, teknikere er dårlige sælgere Danfoss: For mange små kølefirmaer uden kvalifikationer Netto: Det gør det ikke, Adap-Kool 1 år Sydfyns elforsyning: Der er for mange led og stor dødtid Galten Elværk: Gevinsten er ikke stor nok Vojens køleservice: Energien er for billig Carrier: - Superkøl: Der er ikke konkurrence nok i branchen DSK: Man vil hellere bruge penge på andre ting,der kan øge omsætningen Dansk supermarked: Man skal være sikker for at sætte det på mange anlæg Oste- og fiskehandlernes Det kræver, at der er penge at investere brancheforening: BFSU: Hvad vil kunden give for varen. Er den for dyr? Horesta: Dårlig information og for lidt opmærksomhed 15. Hvad kan der gøres for at det kan gå hurtigere? FDB: Markedsføring, support, nyhedsbrev Magasin: Added value, andre sælgere der ikke er teknikere Danfoss: Stører samarbejde mellem de forskellige kæder. Der er mange erfaringer, der kunne bruges bedre Netto: - Sydfyns elforsyning: Demo anlæg Galten Elværk: Tilskud, demo projekter, energiledelse, markedsføring, mærkning Vojens køleservice: Mere information, bedre vare Carrier: - Superkøl: Tilskud, energimærkning, kontrol af om det også bruges. Der er mange anlæg, hvor energisparrefunktionerne ikke bruges. DSK: Tilskud i en begrænset periode Dansk supermarked: - Oste- og fiskehandlernes Information, tilskud til rådgivning, Added value brancheforening: BFSU: Tilskud Horesta: - 69

71 16. Hvilken tilbagebetalingstid regner man med, for at en energibesparelse er rentabel? FDB: Maks. 3½ år Magasin: 2-3 år Danfoss: 1-5 år Netto: - Sydfyns elforsyning: 3-5 år Galten Elværk: 2-5 år Vojens køleservice: 2-5 år Carrier: Maks. 5 år Superkøl: 3-5 år DSK: Maks. 5 år Dansk supermarked: Afhænger af levetiden Oste- og fiskehandlernes 5-10 år brancheforening: BFSU: 2-5 år Horesta: Maks. 3 år, medmindre man får andre funktioner med Added value 17. Er det muligt at få køberne til at tænke på energiforbruget vha. et bedre image? FDB: Magasin: Danfoss: Netto: Sydfyns elforsyning: Galten Elværk: Vojens køleservice: Carrier: Superkøl: DSK: Dansk supermarked: Oste- og fiskehandlernes brancheforening: BFSU: Horesta: Ja, muligvis Ja, grønt image Måske Nej Skiltning Grønne regnskaber. Staten skal kræve ISO af sine leverandører Det kan bruges i markedsføringen Friske varer = godt køleanlæg. Mærker, der skifter farve Det er på vej. Det skal være synligt. JP s kvalitetsliste. Offentliggørelse fra myndighederne Der er for mange mærker. Man drukner i dem Der arbejdes på at synliggøre det Måske Ja Kombineres med den grønne nøgle eller et EU-mærke 70

72 Bilag 2 Beregningen af et anlæg med 40/25 kw på hhv. køl og frost Følgende forudsætninger er benyttet for energiberegningen. Belastningsprofilet for et gennemsnitligt døgn: Belastning [%] Tidspunkt [h] Øvrige væsentlige forudsætninger er listet i nedenstående tabel: Input Propan/CO 2 -anlæg Konventionelt anlæg Kapacitet Køl [kw] Frost Kompressorvirkningsgrader [-] Køl Frost 0,65 0,7 0,65 0,57 Fordampningstemperatur Højtemperatur [C] Lavtemperatur Kondenseringstemperatur Højtemperatur [C] Lavtemperatur Tryktab (høj-/lavtemperatur) [K] Trykledning Væskeledning Sugeledning ,2/ 0,2 0,2/0,2 0,5/1 Overhedning [K] VV i kredsprocessen Interne varmeveksler Underkølingsveksler Kaskadeveksler eff = 0,8/0,5-3 K ,5/0,5 0,5/0,2 2/2-0,7-71

73 Bilag 3 Vurdering af potentiale For at give overblik over hvilket potentiale der er ved de forskellige teknologier, gives der karakterer mellem 1 og 5, hvor 5 er bedst inden for fire kategorier. Alle værdier er skønnet ud fra bedste viden. For at finde frem til hvor den største CO 2 -reduktion kan hentes, er der lavet en kvantificering af de forskellige parametre. Der er givet en karakter mellem 1 og 5 inden for fire af følgende kategorier: CO 2 -besparelse: Der gives en kvalitativ vurdering af CO 2 -besparelsen på denne komponenttype. Energiforbrug: Udtrykker, hvor stor en del af elenergiforbruget denne type anlæg bruger inden for handels- og serviceområdet. Mange af teknologierne vil også kunne reducere energiforbruget i andre brancher. Udviklingsstadie: Udtrykker, hvor langt ideen er fra at kunne implementeres. Tilbagebetalingstid: Udtrykker et skøn for, hvor meget komponenten vil komme til at koste mere kontra den besparelse, den giver (simpel tilbagebetalingstid). Skønnet er baseret på, at der skal bygges et nyt anlæg, ikke at der sker udskiftning på eksisterende anlæg. Der tages udgangspunkt i brugerens merpris for komponenten, når den er kommercielt tilgængelig. På nogle komponenter er priserne ikke kendt, men er skønnet. Karaktererne er tildelt på baggrund af følgende skala: Karakter CO 2 - besparelse Energiforbrug GWh/år Udviklingsstadie Tilbagebetalingstid % +400 Kommerciel <1 år tilgængelig % Færdig udviklet 1-2 år % Under udvikling 2-3 år % Udvikling 3-5 år påbegyndt 1 0-9% Udvikling ikke påbegyndt 5-10 år For at gøre det mere overskueligt er der beregnet to nøgletal. Potentiale: Findes som gennemsnittet af energiforbruget og CO 2 -besparelsespotentialet. Udtrykker hvor stor en mængde energi, der potentielt kan spares, hvis det implementeres på alle anlæg. 72

74 Reduktion af kuldebehovet Lufttæppe i åbne møbler ,5 Barriere for varmeindtrængning ved døråbning i køle- og frostrum Kundevenligt design af glaslåg på kølemøbler Bedre isolering af kølemøbler, herunder vakuumisolering Lav energibelysning i kølemøbler og frostrum ,5 Optimal/behovsstyret afrimning Energioptimale ventilatorer CO2-besparelse Reduktion af kuldebehovet Energiforbrug Udviklingsstadie T.B. tid Potentiale 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 Udviklingsstadie T.B. tid Potentiale 1,5 1 0,5 0 Lufttæppe i åbne møbler Barriere for varmeindtrængning ved døråbning i køle og frostrum Kundevenligt design af glaslåg på kølemøbler Bedre isolering af Lav energibelysning i Optimal/behovsstyret kølemøbler herunder vakuumisolering kølemøbler og frostrum afrimning Energioptimale ventilatorer 73

75 Optimal anlægsudformning Analyse af fremtidens mindre køleanlæg inden for h&s vejledning i energirigtigt valg ,5 Vejledning for drift og vedligehold af sekundære/indirekte systemer Demonstrationsprojekter, hvor fremtidens teknologi med naturlige kølemidler demonstreres ,5 CO2-besparelse Energiforbrug Udviklingsstadie T.B. tid Potentiale F&U projekter omkring udvikling af udstyr med direkte anvendelse af naturlige kølemidler Udvikling af mindre splitanlæg med naturlige kølemidler til servicering af små remotekøle- og frostmøbler. Demonstrationsprojekter omkring konvertering af gamle CFC- og HCFC-systemer F&U-projekter omkring udvidelse af CO 2 ved højere temperature Demonstrationsprojekter omkring anvendelse af CO 2 på både køl og frost i supermarkeder , , Optimal anlægsudformning 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 Udviklingsstadie T.B. tid Potentiale 1,5 1 0,5 0 74

76 Optimalt design, herunder valg af komponenter Udvikling af højeffektive fordampere (luftkølere) og kondensatorer, herunder luftfordeling ,5 Optimal luftfordeling i kølerum Udvikling af mere energirigtige plug-in-apparater og specialmaskiner ,5 Arbejde med at få KKO udbygget og yderligere implementeret i branchen CO2-besparelse Energiforbrug Udviklingsstadie Optimalt design herunder valg af komponenter T.B. tid Potentiale 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 Udviklingsstadie T.B. tid Potentiale 1,5 1 0,5 0 Udvikling af højeffektive fordampere (luftkølere) og kondensatorer herunder optimal luftfordeling Optimal luftfordeling i kølerum Udvikling af mere energirigtige plug-in apparater og specialmaskiner Arbejde med at få KKO udbygget og yderligere implementeret i branchen 75

77 Styring og regulering Vejledning i opsætning og brug af frekvensomformere i køleanlæg Demonstration af Adap-Kool s nye master regulering af sugetryk Undersøgelse af metoder til sænkning af kondensatortrykket Udvikling og demonstration af ny kompressor/kondensatorstyring CO2-besparelse Energiforbrug Udviklingsstadie T.B. tid Potentiale , , , ,5 Styring og regulering 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 Udviklingsstadie T.B. tid Potentiale 1,5 1 0,5 0 Vejledning i opsætning og brug af frekvensomformere i køleanlæg Demonstration af Adap- Kool s nye Master regulering af sugetryk Undersøgelse af metoder til nedbringelse af kondensatortryk Udvikling og demonstration af ny kompressor/kondensator styring 76

78 Service og vedligehold Energirigtigt eftersyn på køleanlæg vejledning og uddannelse ,5 Energimåling montage af bimålere Optimal eller behovsstyret service (FDD, energinøgletal for komponenter) CO2-besparelse Service og vedligehold Energiforbrug Udviklingsstadie T.B. tid Potentiale 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 Udviklingsstadie T.B. tid Potentiale 1,5 1 0,5 0 Energirigtigt eftersyn på køleanlæg - vejledning og uddannelse Energimåling montage af bimålere Optimal eller behovsstyret service (FDD, energinøgletag for komponenter) 77

79 Integrerede systemer CO2-besparelse Energiforbrug Udviklingsstadie T.B. tid Potentiale Fremtidens energisystemer i supermarkeder, herunder belysning af afgiftssystem Integrerede systemer 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 Udviklingsstadie T.B. tid Potentiale 1,5 1 0,5 0 Fremtidens integrerede systemer i supermarkeder 78

80 Energimærkning og energimåling Energimærkning af kommercielle plug-in- samt remotekøle- og frysemøbler Energimærkning af kompressorer (og evt. andre komponenter) CO2-besparelse Energiforbrug Udviklingsstadie T.B. tid Potentiale , ,5 Energimærkning og energimåling 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 Udviklingsstadie T.B. tid Potentiale 1,5 1 0,5 0 Energimærkning af kommercielle plug-in- og remote køle- og frysemøbler Energimærkning af kompressorer (og evt. andre komponenter) 79