Supermarkets are among the most energy-intensive commercial buildings, with refrigeration systems responsible for nearly half of their electricity use. Many refrigeration systems still rely on hydrofluorocarbon (HFC) refrigerants such as R404A, which face regulatory phase-out due to their high climate impacts. As a response, CO₂ systems are increasingly adopted as sustainable alternatives.

This study presents a case analysis of a Swedish supermarket that retrofitted its HFC system with a CO₂ transcritical booster system. Technical, economic, and environmental performance were compared, with emphasis on heat recovery. Simulations were conducted using a KTH-developed heat recovery tool for the CO₂ booster system and CyberMart for the HFC system, supported by real Swedish energy price and carbon intensity data.

Results show that the CO₂ booster system recovers 629 MWh of heat annually, meeting 94% of the supermarket’s space heating demand and enabling 9 MWh of export, compared with 361 MWh recovered by the HFC system. The seasonal COP for heat recovery is 4 for the CO₂ booster system and 3.1 for the HFC system. The CO₂ booster system’s performance is comparable to that of high-efficiency heat pumps. Economically, the CO₂ booster system reduces annual energy costs by 32%. Environmentally, it lowers annual CO₂ emissions by 63%, with even greater reductions when refrigerant leakage is considered.

Overall, the findings demonstrate that CO₂ booster systems with heat recovery provide clear advantages for supermarket retrofits, functioning simultaneously as refrigeration system upgrades and heat pump retrofits tailored to supermarkets.   

Stormarknader är bland de mest energikrävande kommersiella byggnaderna, där kylsystemen ensamma står för nästan hälften av elanvändningen. Många kylsystem använder fortfarande fluorkolväte- (HFC) köldmedier som R404A, vilka är föremål för ett successivt utfasningstryck på grund av deras stora klimatpåverkan. Som svar på detta bygger många stormarknader om sina HFC-system till CO₂-system, som i allt högre grad betraktas som ett hållbart alternativ.

Denna studie presenterar en fallstudie av en svensk stormarknad som byggdes om från ett HFC-system till ett transkritiskt CO₂-boostersystem. De tekniska, ekonomiska och miljömässiga prestanda jämfördes, med särskilt fokus på värmeåtervinning. CO₂-boostersystemet simulerades med hjälp av ett värmeåtervinningsverktyg utvecklat vid KTH, medan HFC-systemet modellerades i CyberMart. Analysen baserades på verkliga svenska energipriser och koldioxidintensitetsdata.

Resultaten visar att CO₂-boostersystemet återvinner 629 MWh värme per år, täcker 94 % av stormarknadens uppvärmningsbehov och möjliggör ett överskott på 9 MWh för export, jämfört med 361 MWh för HFC-systemet. Den säsongsvisa COP för värmeåtervinning är 4 för CO₂-boostersystemet och 3,1 för HFC-systemet. Prestandan för CO₂-boostersystemet är jämförbar med den hos högpresterande värmepumpar.

Ekonomiskt minskar CO₂-boostersystemet de årliga energikostnaderna med 32 %. Miljömässigt minskar de årliga CO₂-utsläppen med 63 %, med ännu större minskningar när köldmedieläckage beaktas.

Sammantaget visar resultaten att CO₂-boostersystem med värmeåtervinning ger tydliga fördelar vid ombyggnad av kylsystem i stormarknader och fungerar samtidigt som både kylsystemuppgradering och värmepumpslösning anpassad för stormarknader.