Fallstudien

Fallstudie zu The Co-operative Group

Copelands-Scroll-Technologie bewährt sich in der Praxis

„Als Copeland uns bat, als Partner beim Testen dieser neuen Technologie zu agieren, freuten wir uns über die Möglichkeiten, die dies für die Innovation von Systemdesigns bedeuten würde. Diese Technologie wird einen wesentlichen Wandel in der Branche bewirken. Traditionelle Scrollverdichter galten lange als Maßstab für kleine Anwendungen im Einzelhandel. Die Evolution der Scroll-Technologie hin zu transkritischem CO₂ bedeutet große Vorzüge wie gesteigerte Effizienz, geringere Lärmbelastung und kleinere Anlagen.“

^{_{Mike Gittoes, Managing Director, Arctic Circle}}

Im Jahr 2017 hat sich die britische Supermarktkette The Co-Operative Group (The Coop) dazu verpflichtet, H-FKW-haltige Kältesysteme in ihren Einzelhandelsfilialen durch CO2-Kältemittel zu ersetzen. Aus diesem Grund wurde die innovative Copeland CO2-Scroll-Technologie für transkritische Boostersysteme als Teil eines 18-monatigen Feldversuchs von The Coop und deren Anlagenfertigungspartner Arctic Circle Ltd getestet − mit großem Erfolg.

Hoher Wirkungsgrad durch neues Systemdesign

Die neuste, Pionierarbeit leistende Lösung von Copeland, dem weltweit führenden Unternehmen im Bereich Scrollverdichter, war in jeder Hinsicht äußert erfolgreich. Dies ist zurückzuführen auf die hohe Effizienz, die ohne die standardmäßige, unvermeidbar komplexe Systembauweise erzielt werden konnte. Die Anlage benötigt nicht nur sehr wenig Platz, sondern verursacht auch nur geringen Lärm, was zahlreiche Vorteile mit sich bringt, insbesondere in Innenstadtlage. The Co-Operative Group plant nach dem erfolgreichen Testlauf, die neue Copeland Lösung in mehreren Niederlassungen zu implementieren.

The Coop ist eine der größten Supermarktketten im Vereinigten Königreich und betreibt über 2.500 Filialen im ganzen Land. Als Reaktion auf das wachsende Umweltbewusstsein und den stufenweisen Austritt aus der Verwendung von F-Gasen seit 2015 suchte das Unternehmen nach einer Möglichkeit, deren Kältesysteme nach und nach auf zukunftsfähige, nachhaltige und auf das Kältemittel CO2. gestützte Technologie umzustellen. Die neue Anlage musste nicht nur in Sachen Effizienz und Zuverlässigkeit Vorteile mit sich bringen, sondern musste auch eine Reihe grundlegender Faktoren abdecken, die sich auf die hauptsächlich in Innenstädten liegenden Standorte der Filialen bezogen. Damit die teure und noch dazu stark begrenzte Geschäftsfläche besser genutzt werden konnte als es mit der vorhandenen Anlage möglich war, musste das neue Kältesystem platzsparender und leichter sein. Eine weitere wichtige Anforderung waren erheblich geringere Geräuschemissionen, sodass keine Störung der Nachbarn durch den Betriebslärm zu befürchten war.

Umfassende Beständigkeitsprüfungen des CO₂-Scroll-Boostersystems in der Filiale

Copeland hat zusammen mit einem Ingenieursteam von The Coop und dessen Systempartner Arctic Circle Ltd eine Filiale für die testweise Installation des Systems ausgewählt, um so die Effizienz dieses innovativen Systemdesigns in Kombination mit einem R744-Boostersystem in der Praxis zu testen. Das passende Objekt konnte rasch ermittelt werden: eine Niederlassung im britischen Malmesbury mit 750 qm Bodenfläche. Mithilfe der von der Filiale bereitgestellten Daten entwickelte Copeland ein maßgeschneidertes Konzept für einen 18-monatigen Testlauf. Neben anderen Komponenten verfügte das neue System über sechs transkritische Copeland CO₂-Scrollverdichter mit optimierten Antriebssystemen, einschließlich variabler Drehzahlen, Regelventilen und einem integrierten elektronischen Steuerungssystem. Die erforderliche Kühlleistung betrug 68 kW für Normalkühlung (Verdampfung bei -6 °C) und 10 kW für Tiefkühlung (Verdampfung bei -28 °C).

Installation, Inbetriebnahme und Optimierung durch ein Expertenteam

Auf Wunsch des Kunden wurde das System von einem gemeinsamen Expertenteam installiert und in Betrieb genommen. Zu deren Aufgaben gehörten die Prüfung der Installation vor Ort, die Anpassung der Überhitzungseinstellungen der Verflüssigungssätze, die Überwachung des Ölrücklaufs und das Sicherstellen der optimalen Funktionalität verschiedener kritischer Faktoren. In Sachen Software mussten die Regelung und das Überwachungssystem der CO₂-Scroll-Lösung in das bestehende Gebäudemanagementsystem integriert werden, mit dem sämtliche Filialen von The Co-operative Group im Vereinigten Königreich verwaltet werden. Da die Steuereinheit von Copeland vollständig mit dem Gebäudemanagementsystem kompatibel ist, war kein zusätzliches Gateway erforderlich, sodass Zeit und Kosten gespart werden konnten. Das System wurde während der Testphase kontinuierlich vom Ingenieursteam optimiert. Die während der Versuchszeit erlangten Erkenntnisse werden die Betriebskosten zukünftiger Installationen noch weiter reduzieren.

Sagenhafte Beständigkeit: Während der insgesamt 18 Monate andauernden Testphase lieferte das System zuverlässige Kühlleistung von Anfang an − und während des heißesten Sommers in der nördlichen Hemisphäre seit Beginn der Wetteraufzeichnungen (Juni bis August 2020).

Niedrigerer Geräuschpegel und Platzeinsparungen

“„Der Geräuschpegel der CO2-Scroll-Technologie fällt weitaus niedriger aus als bei Kolbenverdichtern, sodass auch die strengsten Vorschriften zur Lärmbelästigung eingehalten werden können. Da The Coop über zahlreiche Niederlassungen in städtischer Umgebung verfügt, ist dies für das Unternehmen besonders wichtig. Der Geräuschpegel ist in der Tat so niedrig, dass ich mich beim Betreten des Maschinengehäuses erkundigte, ob die Anlage überhaupt in Betrieb sei. The Coop freut sich sehr, dass wir diese unternehmerisch orientierte Technologie unterstützen konnten − es handelt sich dabei möglicherweise um das am besten gehütete Geheimnis in der Branche für Kältetechniklösungen. Die Maschine hat während der letzten 18 Monate hervorragende Leistung erbracht und es bedeutet einen großen Schritt nach vorn, nun die im Werk gefertigte Version statt des Original-Prototyps zu nutzen. Die Verdichter sind sehr kompakt und die geringe Stellfläche der Maschine ist für The Coop sehr wichtig, da der Platz in unseren Filialen für gewöhnlich äußerst begrenzt ist.“

Adrian Crowther, Design & Standards Manager (Kältetechnik), The Co-Operative Group

Hauptvorteile: effizienter, leichter und leiser

Ein wesentliches Merkmal des neuen Systems ist die sehr viel schlankere Bauweise des Kältemittelkreislaufs. Aufgrund der im neuen System verwendeten innovativen Technologien konnte Copeland auf eine Reihe zusätzlicher Komponenten verzichten, die normalerweise für die Steigerung der Effizienz in CO2-Anlagen verwendet werden, wie Parallelverdichter zur Rückführung von Flash-Gas. Während des Testlaufs im britischen Malmesbury konnte mithilfe von perfekt aufeinander abgestimmten Komponenten mit dem Copeland CO2-Scroll-Boostersystem das Effizienzniveau einer Anlage mit Parallelverdichter erreicht werden.

Aufgrund der kompakten Bauweise ist die Anlage zudem sehr viel kleiner und leichter. Das CO2-Scroll-Boostersystem wiegt ungefähr 60 Prozent weniger als vergleichbare Produkte. Insgesamt wiegt es in etwa 600 kg weniger als ähnliche Lösungen mit konventioneller Technologie. Die platzsparende Konstruktion und das geringe Gewicht ermöglichen die Installation auf engem Raum, z. B. auf dem Dach, das für viele Filialen den einzig möglichen Installationsort darstellt. Ein weiterer Vorzug: Die neue Anlage ist sehr viel leiser als das Kältesystem mit Kolbenverdichtern, das zuvor in der Niederlassung in Malmesbury genutzt wurde.

Während der insgesamt 18 Monate andauernden Testphase lieferte das System zuverlässige Kühlleistung von Anfang an − und während des heißesten Sommers in der nördlichen Hemisphäre seit Beginn der Wetteraufzeichnungen (Juni bis August 2020). Foto: Copeland.

Basierend auf dem Ergebnis des 18-monatigen Testlaufs hat The Co-operative Group beschlossen, das Copeland CO₂-Scroll-Boostersystem in weiteren Filialen schrittweise zu implementieren.Foto: Copeland.

Schlussfolgerung: Ein innovatives CO₂-Basiertes System für kleine bis mittelgroße Kältemittelanwendungen

Die neue Copeland CO2-Scroll-Technologie mit innovativer dynamischer Dampfeinspritzung (DVI) für Boostersysteme bietet hohe Effizienz, kompakte Abmessungen, geringes Gewicht und ein deutlich reduziertes Geräuschniveau. Aus diesem Grund können die Vorteile und das Potenzial der CO2-basierten Kälteanlagen nun auch effizient in kleinen und mittelgroßen Bereichen verwendet werden. Diese Anlage leistet einen wesentlichen Beitrag zur gesteigerten Nachhaltigkeit, Wettbewerbsfähigkeit und Zukunftsfähigkeit von Supermarktbetreibern. Basierend auf dem Ergebnis des 18-monatigen Testlaufs hat The Co-operative Group sich für die stufenweise Installation des Copeland CO2-Scroll-Boostersystems in weiteren Niederlassungen entschieden.

Merkblatt zum Feldversuch

Projekt
The Co-operative Group – CO2-Kältesystem für kleine und mittelgroße Anwendungen im Einzelhandel

Umstellung einer 750 m² großen Supermarktfiliale auf die Copeland CO₂-Scroll-Technologie für Boostersysteme
Vorbereitung eines maßgeschneiderten Systemkonzepts
18-monatige praktische Beurteilung des innovativen Systems
Fortlaufende Optimierung aller Komponenten für zukünftige Installatione

Leistung
Versuchsweise Installation stößt auf große Resonanz

Zuverlässige Kühlleistung von Anfang an und während des gesamten 18-monatigen Probebetriebs, selbst während einer extremen Hitzewelle
Hohes Maß an Effizienz mit einem weniger komplizierten System (im Vergleich zu standardmäßigen Boostersystemen)
Deutliche Reduzierung von Geräuschemissionen (im Vergleich zu standardmäßigen Boostersystemen)

Ergebnis
Copeland CO2-Scroll-Boostersystem – technische Daten

Das Copeland CO₂-Scroll-Boostersystem umfasst unter anderem die folgenden Komponenten
4x NK-CO₂-Scrollverdichter; DVI
2x TK-CO₂-Scrollverdichter; keine Einspritzung
Copeland XC Pro CO₂-Scroll-Regler; Xweb 500 EVO
TraxOil-Komponenten für Ölreguliersysteme OM5