Optimalizace účinnosti chlazení supermarketů pomocí odpařovacího předchlazení

Chladicí systémy hrají klíčovou roli v různých odvětvích, od zajištění bezpečnosti potravin po podporu průmyslových procesů a udržování komfortního vnitřního prostředí. Jejich účinnost však výrazně ovlivňuje spotřebu energie, provozní náklady a ekologickou udržitelnost. Rozhodující součástí chladicích systémů je kondenzátorová jednotka, která je odpovědná za uvolňování tepla z chladiva do okolí. V mnoha regionech, zejména v teplejších klimatických podmínkách, je účinnost kondenzátorového chlazení omezena vysokými okolními teplotami. Tento scénář vede ke snížení účinnosti odvodu tepla a v důsledku toho ke snížení celkového výkonu systému. Výsledkem je, že k dosažení požadovaných chladicích účinků je nutný vyšší příkon, což zvyšuje provozní náklady a dopad na životní prostředí.

Provoz při extrémních teplotách a tlacích

Ve středně velkém supermarketu AB o rozloze 1 430 m² v řeckých Aténách byl chladicí systém nedílnou součástí provozu. Systém se skládal z vícestupňové konfigurace se třemi kompresory pro zatížení střední teplotou (MT) a dvěma kompresory pro zatížení nízkou teplotou (LT), s použitím chladiva R449A. Kompresory MT i LT využívaly společný kondenzátor. Systém byl navržen pro odpařovací teplotu -35 °C pro LT a -10 °C pro MT, při provozu při teplotě okolí 40 °C. Regulaci měla na starost jednotka s nastavenou kondenzační teplotou 30 °C. Během sledovaného období běžely ventilátory kondenzátoru nepřetržitě, protože nastavené teploty nebylo možné dosáhnout, což znamenalo, že nelze snížit spotřebu energie z provozu ventilátorů kondenzátoru bez adiabatického předchlazení. Ve spolupráci se společností Munters prostřednictvím Dry Hellas, exkluzivního zástupce společnosti Munters v Řecku, a místního dodavatele General Refrigeration S.A., se ve společnosti AB se rozhodli implementovat na kondenzátoru systém odpařovacího chlazení Munters EC Cool ke zmírnění extrémních teplot a tlaků. „Spolupracovali jsme na projektech zahrnujících předchlazení prostřednictvím systému EC Cool společnosti Munters. Společnost Munters nabízí komplexní řešení, které plní to, co slibuje.“ Pan Dimitrios Dalavouras, spolumajitel společnosti General Refrigeration SA. Výhody odpařovacího předchlazení Odpařovací předchlazení se objevuje jako slibné řešení pro zvýšení výkonu kondenzátoru. Tato metoda spočívá v ochlazování přiváděného vzduchu předtím, než se dostane do kondenzátoru, odpařováním vody. Základní princip je jednoduchý: když se voda vypařuje, absorbuje teplo z okolního vzduchu, čímž snižuje jeho teplotu. Přivedením předchlazeného vzduchu do kondenzátoru může systém realizovat účinnější odvod tepla. Výhody odpařovacího předchlazení jsou četné: Zvýšená kapacita: Snížením kondenzační teploty lze zvýšit kapacitu chlazení systému, což umožňuje účinnější chlazení. Vyšší účinnost: Nižší teploty vzduchu umožňují kondenzátoru účinněji odvádět teplo, čímž se zlepšuje celková účinnost chladicího cyklu. Úspora energie: Zvýšená účinnost se odráží ve snížené spotřebě elektrické energie, protože chladicí systém pracuje efektivněji a přitom dosahuje požadovaných výsledků chlazení. Prodloužená životnost zařízení: Provoz v chladnějších podmínkách může snížit opotřebení komponent systému a potenciálně tak prodloužit jeho životnost. Pomocí odpařovacích chladicích vložek snižuje Munters EC Cool vstupní teplotu střešního kondenzátoru. Okolní vzduch prochází smáčeným odpařovacím médiem CELdek®, které účinně snižuje jeho teplotu předtím, než se vzduch dostane ke spirále kondenzátoru. Munters EC Cool nabízí modularitu a flexibilitu, takže ho lze uzpůsobit pro kondenzátory různých velikostí, včetně až 2 metrů vysokých. Systém je vyroben z vysoce kvalitních materiálů z PVC a PP stabilizovaných UV zářením a vyznačuje se dlouhou životností a odolností. Jeho konstrukce bez lepení zajišťuje odolnost vůči teplotní roztažnosti nebo smršťování a chrání před vznikem prasklin nebo únikem vody. Postupy údržby a kontroly jsou jednoduché a usnadňuje je funkce chytrého upnutí, která umožňuje snadný přístup k vodním potrubím a výměně vložek. A systém pracuje s recirkulovanou vodou, čímž se minimalizuje spotřeba vody. Širší výhody nad rámec úspory nákladů Společnost Dry Hellas se rozhodla provést komplexní posouzení dopadu odpařovacího chlazení a zaměřila se na klíčové ukazatele výkonnosti ve dvou různých obdobích. První srovnání se týkalo přerušovaného používání, zatímco druhé zkoumalo dva celé dny provozu v supermarketu. Výsledky jasně prokázaly účinnost řešení adiabatického předchlazení při zvyšování energetické účinnosti. Když se okolní teplota pohybovala kolem 32 °C, úspora energie dosáhla téměř 20 %. Očekávané úspory energie byly ještě větší v teplejších podmínkách nebo při nižší vlhkosti. Zejména procentuální úspory eskalovaly s vyšší spotřebou energie v důsledku zvýšených okolních teplot. Kromě toho toto řešení pomohlo snížit spotřebu elektřiny ve špičce v kritických poledních hodinách, což přineslo výhody pro elektrickou síť. Úspory energie se přímo projevily v úsporách nákladů, zejména v oblastech s vysokými cenami elektřiny, a také přispěly ke snížení emisí skleníkových plynů. Každá ušetřená kWh elektřiny znamenala snížení emisí ekvivalentní 285 gramům CO₂. „Přínosy však přesahovaly pouhé úspory nákladů. Schopnost systému Munters EC Cool pracovat při nižších kondenzačních teplotách prodloužila životnost kompresoru a minimalizovala četnost poruch vyžadujících zásah technika. Kromě toho byl zajištěn stabilnější provoz systému, což vedlo ke stabilním teplotám uvnitř skříní a chladíren, což následně zlepšilo kvalitu výrobků a snížilo míru kažení.“ Paní Peny Sitaridou, majitelka společnosti Dry Hellas. Udržitelné řešení pro horká léta Stručně řečeno, zavedení systému odpařovacího předchlazení Munters EC Cool na kondenzátoru výrazně zvýšilo provozní účinnost chladicího systému. Zmírněním extrémních teplot a tlaků umožnilo plynulejší provoz, což vedlo k významným úsporám energie a snížení emisí skleníkových plynů. Jeho univerzálnost navíc umožňuje dodatečnou montáž do stávajících systémů, což slibuje příznivou návratnost investic díky úsporám energie a lepšímu výkonu. Zejména jednoduchá dodatečná montáž a absence požadavků na úpravu vody z něho činí praktickou a udržitelnou volbu pro vylepšení chladicích systémů. „Implementace tohoto systému pomohla dosáhnout významných úspor energie a snížit vysoký tlak v chladicím okruhu, aby se zabránilo častému vypínání kompresoru. Doporučuji tento systém jako udržitelné řešení pro přizpůsobení a zmírnění klimatické změny v chladicích systémech, zejména v horkých letních obdobích.“ Pan Georgios Karampatos, supervizor Energy & New Technologies AB Vassilopoulos Single Member S.A.