hfo – fluides frigorig ènes du futur à faible...
TRANSCRIPT
HFO – Fluides frigorig ènes du futur à faible GWP
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 2
Honeywell: history of innovation
Aerospace
Automation and Control Solutions
$39-39.5Bin sales*
*2013 guidance
54%sales outside U.S.
Performance Materials and Technologies
TransportationSystems
• 1,300 sites, 70 countries
• 132,000 employees
• Morristown, NJ (HQ)
• Fortune 100
Energy efficiency
Cost-affordableSafetyEnvironmental compliance
Montreal ProtocolKyoto Protocol
F-gas
CFCs HCFCs HFCs
Very high ODP&GWP ODP=0, but high GWP
R123R22
404A, 410A 407C, 134a, Performax (407F)
High ODP and GWP
R12
HFOsODP=0, GWP low or ultra low
Solstice ® family
Blowing Agents
MAC
Stationary RAC
Aerosols / Solvents
Solstice ® yf
Solstice ® ze
Solstice ® zd
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 3
Implications de la F-Gas : contrôle d’utilisation
Les dérogations concernent les équipements militaires et les applications frigorifiques en dessous de -50°C
*Remarque : ce document n'est pas un recueil complet de toutes les interdictions de la F-gaz en 2015
Interdictions sur les nouvelles installations*
(uniquement les principales interdictions concernan t les appareils de réfrigération présentés ici)
Interdictions sur les nouvelles installations*
(uniquement les principales interdictions concernan t les appareils de réfrigération présentés ici)
Interdictions sur la maintenance et l'entretien*(uniquement celles concernant les appareils de réfr igération
présentés ici)
Interdictions sur la maintenance et l'entretien*(uniquement celles concernant les appareils de réfr igération
présentés ici)
Équipements de réfrigération fixes
GWP >2 500
Systèmes packs >40 kW /GWP >150 / excepté
pour les circuits primaires des systèmes
en cascade < 1 500
Réfrigérateurs / congélateurs commerciaux
hermétiquement scellés GWP > 2 500
Réfrigérateurs / congélateurs commerciaux
hermétiquement scellés GWP >150
Réfrigérateurs / congélateurs domestiques GWP >150
HFC avec un GWP >2 500 / >40 T éq. CO₂
(~10 kg R-404A )
HFC régénérés GWP >2 500 Entretien des
équipements>40 T éq. CO₂
Équipements pré-chargés inclus dans les quotas
REMARQUE : R-407F (GWP <1 825) en remplacement du R404A - peut être utilisé pour
l'entretien sans date de fin (au-delà de 2030...)
Interdiction totale du R-22
F-Gas Solutions : l’application mobile pour tous disponible sur Apple Store et Google Play
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 4
F-Gas – Quel sera le résultat?
2024
2023
2022
45%
2021
2020
2026
31%
2027
2025
2030
21%
2029
2028
24%
2019
63%
2018
2017
93%
2016
2015
2014
100%
� 2015 F-Gas Regulation � Force Industry to reduce reliance on High GWP refrigerants
• Restrictions on Use (Bans)• Phase Down of HFC’s (Quota)• Leak Reduction
� Increasing focus on Energy Reduction (€)� Environmental Responsibility (Corporate)� Sustainability (€ + Corporate)
!STOP! USING R-404A in NEW
INSTALLATIONS
CO2eq quota is expected to:
• Reduce the ‘placing on the market’ of high GWP
products (e.g. R-404A / 507)
• Create a demand for
reclaimed High GWP
products• Increase demand for lower
GWP refrigerants (new and
retro-fits)
Restrictions of Use will force:• OEM’s, consultants and
end-users to design
products to suit <150GWP
refrigerants
• Industry to re-consider sustainability / ‘lifetime’ of
products
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 5
Gamme Solstice ® à faible GWPCurrent & Future HFO blends
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 6
Introduction de la gamme Solstice ®
Solstice® HFO moleculesLow and medium pressure applications
Nonflammable(ASHRAE A1)
Mildly flammable(ASHRAE A2L)
Examples of potentialapplications
R-134aGWP=1430
Solstice ® yf GWP* < 1
Auto A/C, Vending, Refrigerators
Solstice ® ze GWP* < 1
Chillers, CO2 CascadesRefrigerators
R-123GWP= 77
Solstice ® zdGWP* =1
Centrifugal Chillers
Solstice® Blends
Non Flammable(ASHRAE A1)
Mildly Flammable (ASHRAE A2L)
Examples of potential applications
R-134aGWP=1430
Solstice ® N13 (R-450A)GWP* = 547
Chillers, Med-temp Refrigeration
R-404AGWP=3922
Solstice ® N40 (R-448A)GWP* = 1273
Solstice ® L40X(R-455A)GWP* < 150
Low-Temp Refrigeration
R-22GWP=1810
Solstice® N20 GWP* = 891
Solstice ® L20 (R-444B)GWP* = 295
Stationary A/C, Refrigeration
R-410A GWP=2088
Solstice ® L41 (R-447A)GWP* = 572
Stationary A/C Applications
Today
Coming soon
*IPPC5
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 7
REFRIGERATIONGenetron Performax ® LT (R-407F)
Solstice ® N40 (R-448A), Solstice ® N13 (R-450A), Solstice ® L40X (R-455A), Solstice ® ze
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 8
Applications
• Développé pour une utilisation dans des applications frigorifiques commerciales à basse et moyenne température• Reconnu en conversion du R-22, du R-404A / R-507A• Système à détente directe
Applications
• Développé pour une utilisation dans des applications frigorifiques commerciales à basse et moyenne température• Reconnu en conversion du R-22, du R-404A / R-507A• Système à détente directe
Mise en œuvre simple :
• Charge en liquide (+6 % en poids par rapport au R-404A et - 6 % par rapport au R-22)• Même huile que pour le R-404A (POE)• Compatible avec le matériel R-404A & R-507A• Réglage de la surchauffe aspiration• Ininflammable et non toxique (A1)
R-407F (Genetron Performax ® LT)
Mélange de R-32/R-125/R-134a (30 % / 30 % / 40 %)
➜ GWP = 1 825 (R-404A= 3 922)
➜ Ashrae : R-407F
➜ Classé A1
➜ Enregistré sur Reach
Mélange de R-32/R-125/R-134a (30 % / 30 % / 40 %)
➜ GWP = 1 825 (R-404A= 3 922)
➜ Ashrae : R-407F
➜ Classé A1
➜ Enregistré sur Reach
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 9
Genetron Performax® LT (R-407F): A1, GWP=1825
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
103%
Bitz
er T
est
AS
DA
106%
Tew
is S
tudy
108%
Sch
reze
nmai
er
Mor
rison
s
113%
Saf
riclim
107%
100%
110%
AS
DA
113%
Bitz
er T
est
115%
R40
4A
Efficiency @ Medium Temp
Efficiency @ Low Temp
R407F (Measured Results)R404A Baseline
Efficacité@ moyenne temp.
Efficacité@ basse temp.
R-407F (résultats mesurés)Référence de base R-404A
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 10
♦ Cas : Stockage de saucissons♦ Application : Traitement / stockage des
aliments♦ Lieu : Mâcon, France♦ Essai : R-404A direct comparé au R-407F♦ Compresseur : GEA Bock♦ Sous-traitant : Safriclim♦ Résultat : Avantage énergétique de 7 %
R-407F – Cas d’étude
• Cas : Magasins Biedronka• Application : Supermarché• Lieu : Varsovie, Pologne• Essai : Conversion du R-404A au R-407F• Compresseur : Bitzer• Sous-traitant : s/o• Résultat : Gain énergétique de 15 %
Voir www.climalife.dehon.com pour plus d'études de cas
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 11
Solstice ® N40 (R-448A) : le plus faible GWP du marché pour remplacer le R-404A
♦ Neuf / Conversion
♦ Homologué par de grands compressoristes (Bitzer, Emerson, …)
♦ Solution simple pour la conversion du
R-404A – Réglages simples♦ Gain énergétique au moins similaire
au R-407F
♦ Réduction des coût d’exploitation♦ Réduction significative du GWP
(65%)
♦ Meilleure production frigorifique
Solstice® N40 (R-448A)
Classe/Type Mélange non azéotrope
FormuleR-32 / R-125 / R-1234yf / R-134a / R-
1234ze26 % / 26 % / 20 % / 21 % / 7 %
Nature HFC / HFO
Aspect Incolore
ODP (ODP-R11=1) 0
GWP (rapport 4 de l'IPCC)
1387
Norme ASHRAE A1
LII (% vol) Ininflammable
REACH Enregistré
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 12
Solstice® N40 (R -448A): A1, GWP=1273
Oak Ridge National Laboratory (US)� Supermarket System Evaluation
� Reduced compressor power by 3.7% � Increased refrigeration capacity by 7.5% � Increased system COP by 11.6%
Baseline
R404
11%>R404A
Tewis Smart Systems� Laboratory Test in Simulated Supermarket
set-up vs R-404A
Toshiba Refrigeration (Japan)� Condensing Unit Performance trial
� Ambient tests at 32º & 43º C to JIS 8623 (std)� N40 showed COP +4-16% and excellent match in
capacity
90%
95%
100%
105%
110%
115%
120%
125%
130%
To=32℃ To=43℃ To=32℃ To=43℃
Ca
paci
ty,C
OP
[%(v
s.R
40
4A
)]
Capacity COP
Evaporating temperature -5°C
Evaporating temperature -30°C
108%110%
107%
116%
104% 102%
109%
98%
(JIS B 8623) (JIS B 8623)
‘Solstice N40 is well engineered refrigerant to meet requirement as
an alternative to R404A’
0
5
10
15
20
25
30
35
15 25 35 45 55 65 75 85 95
En
erg
y C
on
sum
pti
on
[k
Wh
/da
y]
Ambient Temperature Bins [°F]
R404A N40 (R448A)
6
9
12
15
18
21
24
27
30
35 45 55 65 75 85En
erg
y C
on
sum
pti
on
[kW
h/d
ay]
Ambient Temperature Bins [°F]
R404A (Jul-Dec 2014) R448A (Feb-Jul 2015)
Store Trials� 6-10% lower energy consumption in LT� 9-20% lower energy consumption (16% average)
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 13
Solstice® N40 (R -448A): A1, GWP=1273
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
CO
P
COP
(Midpoint/SH 5K Peformance)
0.0
3.0
6.0
9.0
12.0
15.0
Ca
pa
city
[k
W]
Capacity
(Midpoint/SH 5K Performance)
Scroll System Analysis@ -6.7°C / 48.9°C
R404A N40
Baseline
17%>R404A
N40
11%>R404A
R404A
Baseline
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
Ca
pa
city
(k
W)
Capacity
Midpoint/SH 5K Performance
0.0
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
CO
P
COP
Midpoint/SH 5K Performance
15%>R404A
10%>R404A
N40
N40
R404A
R404A
Baseline
Baseline
Semi-Hermetic System Analysis@ -31.6°C / 43.3°C
Qualified for Use
‘N40 provides superior Energy
Efficiency to that of R-404A with reduced
GWP’
90%
95%
100%
105%
110%
115%
120%
LT (-30°C) and MT (-10°C) @ 45°C Cond. Temp
% w
ith
Re
spe
ct t
o R
40
4A
Combined* LT and MT Energy Efficiency
70
80
90
100
110
120
130
140
150
-10°C / 45°C -30°C / 45°C
Dis
cha
rge
Te
mp
era
ture
(d
eg
C)
Discharge Temperature
R40
4A
R40
7A
R40
7F
R44
9A
N40
(R
448A
)
R40
4A
R40
7A**
R40
7F**
R44
9A
R44
8A (
R44
8A)
R40
4A
R40
7A
R40
7F
R44
9A
N40
(R
448A
)
* 33% of total load from low temp and 67% from medi um temp **Liquid injection required
MT LT
11%
17%15%
10%
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 14
Solstice® N40 (R-448A) : Etude de cas
Principaux résultats
- Hypermarché 3500m² Saragosse
- Solstice N40 : meilleures performances frigorifiques que le R-404A
- Suivi énergétique : réduction de la consommation conforme aux estimations préliminaires
- GWP du Solstice N40 < de 66% à celui du R-404A, ce qui réduit à la fois les émissions de CO2
et les coûts de maintenance, grâce à un traitement fiscal préférentiel (problématique espagnole)
- Conversion Solstice N40 : aucun problème, système au R-404A adapté, installation rapide, facile et en toute sécurité.
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 15
Applications
♦ Réfrigération positive
♦ Systèmes cascades CO2
♦ Pompes à chaleur♦ Chillers avec condensation à air ou à
eau
♦ Réseau de chauffage et refroidissement urbains
♦ Distributeurs automatiques et de
boissons♦…
Solstice® N13 (R-450A)Classe/Type Mélange zéotropique
Formule42 %/ 58 % (R-134a/R-
1234ze)
Nature HFC / HFOAspect IncoloreODP (ODP-R11=1) 0
GWP – rapport 4 de l'IPCC
605
Norme ASHRAE -Classe de sécurité 34
A1
ATEL/ODL (kg/m3) 0.330
Limite pratique kg/m 3 0.320
Limite Inf. inflammabilité(% vol)
Ininflammable
REACH Enregistré
© climalife - www.climalife.dehon.com I 13/11/2015 P15
Solstice ® N13 (R-450A) : A1, GWP=547
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 16
@ -10°C/40°C (food temperature 1°C)
Solstice® N13 (R -450A): A1, GWP=547
Refrigerant Pabs (kWh)
N13 (R450A) 233.6
R134a 241.1
COP gain +3.1%
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 17
� 8 000 m2
� Mise en service octobre 2013� Axima Réfrigération� une mise en oeuvre simple, avec une efficacité énergétique
similaire à celle du R-134a.� Une économie globale de 90 teq CO2 / an par rapport à un
système secondaire Glycol / R-134a / CO2
� Une économie globale de 960 teq CO2 / an par rapport à un système à détente directe au R-404A standard
Solstice® N13 (R -450A) : Auchan (Epinay Paris)
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 18
Solstice ® N13 (R-450A) : Auchan (Epinay Paris)
Réfrigération à moyenne température
Fluide frigorig ène Solstice® N13 (R-450A)
Charge du fluide frigorig ène 1200 kg
Puissance de r éfrig ération 800 kW
Consommation d’énergie 350 kW
Régime (temp. d’évap. / condensation)
-11 °C / +45°C
Type de compresseur A vis / Bitzer
Nombre de compresseurs 6 compresseurs (3 par pack)
Marque / nombre de packs SCM Frigo/2 packs
Réfrigération à basse température – CO2
Fluide frigorig ène CO2
Charge du fluide frigorig ène Frigoporteur CO 2 pompé à MT : 2000 kgCircuit Cascade CO 2 à BT : 2000 kg
Puissance de r éfrig ération 105 kW
Consommation d’énergie 21 kW
Régime (temp. d’évap. / condensation)
-45 °C / +35°C
Type de compresseur S/Récip. hermétique / Bitzer
Nombre de compresseurs 3 compresseurs
Marque / nombre de packs 1 pack
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 19
Solstice ® L40X (R-455A) : A2L, GWP<150
Results for a single compressor cycle
Evap.
Temp
Discharge
Temp
(max)
Cond.
TempCapacity
Efficiency
(compressor
only)
[°C] [°C] [°C] [%] [%]
R-404A -34.9 100 33.5 100% 100%
L40X -34.4 108 36.1 96% 106%
Sol
stic
e®L4
0X
Solstice ® L40XBaseline R-404A (A1, 3922 / 3943)
GWP 4th / 5th 148 / 145
Class . A2LPotential app. Self-contained, condensing units
Use New
Drop-in (1) Cap. 4% lower
Drop-in (1) Eff. 3% to 6 % higher
Compressor (2) Recip, Rotary, Scroll
Comments Same Tdis in LTStatus Developmental
Groupes logés / groupe de condensation :régime négatif
Réfrigération commerciale ; négatif / positif
• GWP<150 sera obligatoire
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 20
Solstice® ze (HFO-1234ze)Nom chimique trans-1,3, 3,3-
Tetrafluoroprop-1-ene
Formule moléculaire CF3CH=CHF
Aspect incolore
ODP 0
GWP selon IPCC 5 < 1
Classification ASHRAE
A2L
Limites d'inflammabilité -ASTM E681-04@21 °C
Ininflammable
Limites d'inflammabilité -ASHRAE 34@100 °C
7 %-12 % (par volume)
Solstice ® ze (R-1234ze) : A2L, GWP<150
Impact environnementalGWP <1Contribue au respect des directives sur l'éco-
conceptionRéduit les émissions directes de CO2 de 99,6 %Réduit les émissions indirectes de CO2 (plus faible
consommation énergétique)Durée de vie atmosphérique : 18 jours.
Très inférieure aux 13 ans du R-134a
AvantagesCorps pur � utilisable en système noyéPropriétés thermodynamiques intéressantes avec
un échangeur liquide/vapeur (désurchauffeur) ou autres modifications du cycle
Plus longue durée de vie du compresseur : pression de refoulement plus faible réduisant les contraintes mécaniques
© climalife - www.climalife.dehon.com I 13/11/2015 P20
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 21
1ère cascade industrielle Solstice ® ze / CO2
• Réalisation de la 1er cascade industrielle au Solstice® ze / CO2 pour refroidissement et congélation
• Performances très satisfaisantes sur l'ensemble des températures différentes nécessaires à la production et dans les bureaux, et répond à la qualité élevée requise pour cette activité de boulangerie
• L'installation fournit une solution durable grâce à des normes de sécurité élevées et réduit les émissions directes de 99,9 % et indirectes par l’amélioration du COP
Réfrigération à moyenne température
Fluide frigorig ène HFO-1234ze
Charge du fluide frigorig ène 300 kg
Puissance de r éfrig ération 245 kW
Chambres froides et syst ème de cascade
5 compresseurs à piston Bitzer206 kW à -10 ºC Tév1 compresseur à piston Bitzer15 kW à -15 ºC Tév
Espace de travail pour la préparation alimentaire
1 compresseur à piston Bitzer24 kW à +5 ºC Tév
Réfrigération à faible température
Fluide frigorig ène CO2
Charge du fluide frigorig ène 150 kg
Puissance de r éfrig ération 135 kW
Chambres de cong élation 2 compresseurs à piston Bitzer70 kW à -38 ºC Tév
Cong élation statique 3 compresseurs à piston Bitzer65 kW à -25 ºC Tév
A noter : la conception du système a étéoptimisée pour Solstice® ze qui a une pression inférieure à celle du R-134a. Le Solstice® ze est classé légèrement inflammable dans un système. Ice Cool a vérifié auprès d’un organisme certifié sa conformité ATEX. L’organisme a estimé
que des mesures ATEX supplémentaires n'étaient pas requises vu le très faible risque présenté par le Solstice® ze au sein de ce système.
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 22
A/C & HPSolstice® ze, Solstice® zd
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 23
Solstice ® zd (R-1233zd) : propriétés
Solstice® zd (HFO-1233zd)
Nom chimique Trans-1-chloro-3,3,3-trifluoroprop-1-ène
Formule moléculaire
CF3CH=CHCl(E)
Aspect incolore
ODP 0
GWP 1
Classification ASHRAE
A1
Inflammabilité Ininflammable
Applications
Remplacement du R-123
♦ Chiller centrifuge basse pression :
Production frigorifique supérieureMême efficacité
♦ Pompe à chaleur haute température :permet des économies d’énergie en applications industrielles
Remplacement du R-245fa
♦ Cycle Organique de Rankine :meilleure efficacité et GWP plus faible
Remplacement du R-123
♦ Chiller centrifuge basse pression :
Production frigorifique supérieureMême efficacité
♦ Pompe à chaleur haute température :permet des économies d’énergie en applications industrielles
Remplacement du R-245fa
♦ Cycle Organique de Rankine :meilleure efficacité et GWP plus faible
© climalife - www.climalife.dehon.com I 13/11/2015 P23
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 24
Solstice ze centrifugal chillerCofely, Turbocor Compressor
Solstice ze Turbochill Airedale, Turbocor Compressor
Solstice ze centrifugal chiller Mitsubishi/ RC, Turbocor Compressor
Solstice ® ze / zd : remplacement R-134a dans les chillers
Solstice zd centrifugal chiller Trane, Centrifugal Compressor
Solstice zd centrifugal chiller Mitsubishi, Centrifugal Compressor
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 25
Comfort A/C: HFO adoption per compressor technology
50 kW1 kW 500 kW 2MW 20+ MW
R134a
R410A
R1234ze
R1233zd ��
�
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 26
90°C
HFO offre de réelles opportunités à haute températur e
78°C
100°C
District heating & cooling (16.4MW)
Food processing (200kW)
Waste heat HP (280kW)
Solstice ® ZE
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 27
Estimated L40X MAP
Typical R410A MAP
Estimated R1234ze MAP
Estimated R1233zd MAP
MT
REFR
I
A/
C
Tevap (°C)Tevap (°C)
-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 -25 -30 -35
Tevap (°C)
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
10
5
0
HP HIGH TEMP
HP REVERSIBLE + SHW
HEATING FLOORS
LT
REFRI R32
R410A
R290
LT R
EF
RI
MT
RE
FR
I
A/C
HEATING FLOORS
HP REVERSIBLE + SHW
HP RENOVATION 1
HP RENOVATION 2
160155150145140135130125120115110105100
9590858075
-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
R-1234yf
R-1234ze
R-1233zd
L40X
Typical R32 MAP
Tco
nd (
°C)
Tevap (°C)
HFOs MAP analysis
HONEYWELL - CONFIDENTIAL 28
Gamme Solstice ® : aujourd’hui et demain
Solstice® HFO moleculesLow and medium pressure applications
Nonflammable(ASHRAE A1)
Mildly flammable(ASHRAE A2L)
Examples of potentialapplications
R-134aGWP=1430
Solstice ® yf GWP* < 1
Auto A/C, Vending, Refrigerators
Solstice ® ze GWP* < 1
Chillers, CO2 CascadesRefrigerators
R-123GWP= 77
Solstice ® zdGWP* =1
Centrifugal Chillers
Solstice® Blends
Non Flammable(ASHRAE A1)
Mildly Flammable (ASHRAE A2L)
Examples of potential applications
R-134aGWP=1430
Solstice ® N13 (R-450A)GWP* = 547
Chillers, Med-temp Refrigeration
R-404AGWP=3922
Solstice ® N40 (R-448A)GWP* = 1273
Solstice ® L40X(R-455A)GWP* < 150
Low-Temp Refrigeration
R-22GWP=1810
Solstice® N20 GWP* = 891
Solstice ® L20 (R-444B)GWP* = 295
Stationary A/C, Refrigeration
R-410A GWP=2088
Solstice ® L41 (R-447A)GWP* = 572
Stationary A/C Applications
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*IPPC5