Optymalizacja wydajności chłodnictwa w supermarketach dzięki wstępnemu chłodzeniu ewaporacyjnemu

Systemy chłodnicze odgrywają kluczową rolę w różnych sektorach, od zapewniania bezpieczeństwa żywności po wspieranie procesów przemysłowych i utrzymywanie komfortowych warunków w pomieszczeniach. Jednak ich wydajność ma ogromny wpływ na zużycie energii, koszty operacyjne i zrównoważenie środowiskowe. Kluczowym elementem układów chłodniczych jest skraplacz, który jest odpowiedzialny za uwalnianie ciepła z czynnika chłodniczego do otoczenia. W wielu regionach, zwłaszcza w cieplejszym klimacie, wysoka temperatura otoczenia pogarsza skuteczność chłodzenia skraplacza. Taki scenariusz prowadzi do obniżenia wydajności odprowadzania ciepła, a w konsekwencji do zmniejszenia ogólnej wydajności systemu. W rezultacie do osiągnięcia pożądanych efektów chłodzenia wymagane są wyższe nakłady energii, co zwiększa koszty operacyjne i wpływ na środowisko.

Konfrontacja z ekstremalnymi temperaturami i ciśnieniem

W średniej wielkości supermarkecie AB o powierzchni 1430 m² w Atenach w Grecji system chłodniczy był integralną częścią całości. System składał się z konfiguracji wielostopniowej z trzema sprężarkami do pracy w średnich temperaturach (MT) i dwiema sprężarkami do pracy w niskich temperaturach (LT), wykorzystującymi czynnik chłodniczy R449A. Zarówno MT, jak i LT były obsługiwane przez wspólny skraplacz. Został on zaprojektowany dla temperatury parowania -35°C dla LT i -10°C dla MT, działając w temperaturze otoczenia 40°C. Sterowanie odbywało się za pomocą jednostki z nastawą temperatury skraplania 30°C. Przez cały okres obserwacji wentylatory skraplacza pracowały w sposób ciągły, ponieważ temperatura zadana była nieosiągalna, co nie doprowadziło do zmniejszenia zużycia energii w wyniku pracy wentylatora skraplacza bez wstępnego chłodzenia adiabatycznego. Współpracując z firmą Munters za pośrednictwem Dry Hellas, wyłącznego przedstawiciela Munters w Grecji, oraz lokalnego wykonawcy General Refrigeration S.A., firma AB zdecydowała się wdrożyć system chłodzenia wyparnego Munters EC Cool na skraplaczu w celu złagodzenia ekstremalnych temperatur i ciśnień. „Współpracowaliśmy przy projektach obejmujących wstępne chłodzenie za pomocą systemu Munters EC Cool. Munters oferuje kompleksowe rozwiązanie, które zapewnia to, co obiecuje." Pan Dimitrios Dalavouras, współwłaściciel General Refrigeration SA. Zalety wstępnego chłodzenia wyparnego Wstępne chłodzenie wyparne jest obiecującym rozwiązaniem zwiększającym wydajność skraplacza. Technika ta polega na chłodzeniu powietrza wlotowego przed dotarciem do skraplacza poprzez odparowanie wody. Podstawowa zasada jest prosta: gdy woda paruje, pochłania ciepło z otaczającego powietrza, obniżając w ten sposób temperaturę. Wprowadzając wstępnie schłodzone powietrze do skraplacza, system może ułatwić bardziej wydajne odprowadzanie ciepła. Zalety wstępnego chłodzenia wyparnego są wielorakie: Zwiększona wydajność: Obniżając temperaturę skraplania, system może zwiększyć swoją wydajność chłodniczą, umożliwiając bardziej efektywne chłodzenie. Większa skuteczność: Niższe temperatury powietrza umożliwiają skraplaczowi bardziej wydajne odprowadzanie ciepła, poprawiając w ten sposób ogólną wydajność cyklu chłodzenia. Energooszczędność: Zwiększona sprawność przekłada się na mniejsze zużycie energii elektrycznej, ponieważ układ chłodniczy pracuje bardziej efektywnie, aby osiągnąć pożądane rezultaty chłodzenia. Wyższa trwałość urządzenia Praca w chłodniejszych warunkach może zmniejszyć zużycie elementów systemu, potencjalnie wydłużając jego żywotność. Wykorzystując wyparne wkłady chłodzące, Munters EC Cool obniża temperaturę wlotową skraplacza dachowego. Powietrze z otoczenia przechodzi przez zwilżony czynnik wyparny CELdek®, skutecznie obniżając jego temperaturę przed dotarciem do wężownicy skraplacza. Munters EC Cool oferuje modułowość i elastyczność, dostosowując się do skraplaczy o różnych rozmiarach, w tym tych o wysokości do 2 metrów. Wykonany z wysokiej jakości stabilizowanych promieniami UV materiałów PVC i PP system wyróżnia się trwałością i odpornością. Bezklejowa konstrukcja zapewnia odporność na rozszerzalność cieplną i kurczenie, chroniąc przed pęknięciami i przeciekami wody. Procedury konserwacji i kontroli są proste, a inteligentna funkcja zacisku ułatwia dostęp do przewodów wodnych i wymianę klocków. Co ważne, system działa w oparciu o recyrkulację wody, minimalizując jej zużycie. Korzyści wykraczające poza oszczędność kosztów Dry Hellas zdecydował się przeprowadzić kompleksową ocenę wpływu chłodzenia ewaporacyjnego i skoncentrował się na kluczowych wskaźnikach wydajności w dwóch różnych okresach. Pierwsze porównanie obejmowało okresowe użytkowanie, podczas gdy drugie dotyczyło dwóch pełnych dni pracy w supermarkecie. Wyniki wyraźnie wykazały skuteczność rozwiązań adiabatycznego chłodzenia wstępnego w zwiększaniu efektywności energetycznej. Gdy temperatura otoczenia oscylowała wokół 32°C, oszczędność energii sięgała niemal 20%. Przewidywane zyski energetyczne były jeszcze większe w cieplejszych warunkach lub przy niższych poziomach wilgotności. Warto zauważyć, że procent oszczędności wzrastał wraz z wyższym zużyciem energii ze względu na podwyższone temperatury otoczenia. Ponadto rozwiązanie to pomogło zmniejszyć szczytowe zużycie energii elektrycznej w kluczowych godzinach południowych, co przyniosło korzyści sieci. Oszczędności energii przełożyły się bezpośrednio na oszczędności kosztów, zwłaszcza w regionach o wysokich cenach energii elektrycznej, a także przyczyniły się do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych. Na każdą zaoszczędzoną kWh energii elektrycznej uniknięto emisji 285 gramów ekwiwalentu CO2. „Korzyści wykraczały jednak poza oszczędności kosztów. Zdolność Munters EC Cool do pracy przy niższych temperaturach skraplania przyczyniła się do wydłużenia żywotności sprężarki i zminimalizowania częstotliwości awarii wymagających interwencji technika. Ponadto zapewniło to bardziej stabilną pracę systemu, co prowadziło do utrzymania stałych temperatur w szafach i komorach chłodniczych, co z kolei poprawiło jakość produktu i zmniejszyło współczynnik psucia się produktów." Pani Peny Sitaridou, właścicielka Dry Hellas. Zrównoważone rozwiązanie na upalne lato Podsumowując, wprowadzenie systemu wstępnego chłodzenia wyparnego Munters EC Cool na skraplaczu znacznie zwiększyło wydajność operacyjną układu chłodniczego. Łagodząc ekstremalne temperatury i ciśnienia, ułatwiło to płynniejszą pracę, skutkując znacznymi oszczędnościami energii i zmniejszoną emisją gazów cieplarnianych. Ponadto jego wszechstronność umożliwia modernizację istniejących systemów, obiecując korzystny zwrot z inwestycji dzięki oszczędnościom energii i poprawie wydajności. W szczególności prostota modernizacji i brak wymagań dotyczących uzdatniania wody sprawiają, że jest to praktyczny i zrównoważony wybór do ulepszania systemów chłodniczych. „Wdrożenie tego systemu pomogło osiągnąć znaczne oszczędności energii i zmniejszyć wysokie ciśnienie w obiegu chłodniczym, aby uniknąć częstego wyłączania sprężarki. Polecam ten system jako zrównoważone rozwiązanie do adaptacji i łagodzenia zmian klimatycznych w chłodnictwie, szczególnie w gorących okresach letnich." Pan Georgios Karampatos, kierownik ds. energii i nowych technologii AB Vassilopoulos Single Member S.A.