HFO – Fluides frigorig ènes du futur à faible...

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


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


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


Gamme Solstice ® à faible GWPCurrent & Future HFO blends


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 ® 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


REFRIGERATIONGenetron Performax ® LT (R-407F)

Solstice ® N40 (R-448A), Solstice ® N13 (R-450A), Solstice ® L40X (R-455A), Solstice ® ze


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


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


♦ 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


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


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)



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%


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.


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


@ -10°C/40°C (food temperature 1°C)


Refrigerant Pabs (kWh)

N13 (R450A) 233.6

R134a 241.1

COP gain +3.1%


� 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)


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


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


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


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



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



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



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.


A/C & HPSolstice® ze, Solstice® zd


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



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


Comfort A/C: HFO adoption per compressor technology

50 kW1 kW 500 kW 2MW 20+ MW

R134a

R410A

R1234ze

R1233zd ��

�


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


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


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


Chillers, Med-temp Refrigeration

R-404AGWP=3922


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

HFO – Fluides frigorig ènes du futur à faible...

Documents

Transcript of HFO – Fluides frigorig ènes du futur à faible...