Dla inwestora
Dla projektanta
Agregat chłodniczy VCGN
Referencje
Wybrane realizacje
Agregaty wody lodowej AQUACOOL GREEN zainstalowane na obiekcie Janex
Inwestycja Austria Juice w Chełmie | PPH COOL
Dlaczego Cool
Case Study
Różne procesy chłodzenia – na co zwrócić uwagę przy doborze chłodnic wentylatorowych.
Agregat wody lodowej serii Aquacool Green z ekologicznym czynnikiem chłodniczym R290 (propanem)
Ustawa F-gazowa ograniczająca stosowanie czynników chłodniczych z wysokim współczynnikiem GWP (Global Warming Potential – czyli potencjał tworzenia efektu cieplarnianego), a także dyrektywa ErP – Ekoprojekt zmuszająca do coraz mniejszego poboru energii pierwotnej przez urządzenia elektryczne powodują zmianę trendów w projektowaniu instalacji chłodniczych. Rynek samoistnie dokonuje weryfikacji proponowanych rozwiązań opracowanych w ramach aktualnych przepisów i chociaż zdarzają się inwestorzy, dla których walory ekologiczne są warte większych nakładów niż te minimalne wynikające z w/w regulacji prawnych, to jednak najczęściej o wyborze koncepcji decydują dwie kwestie: koszty inwestycji i koszty eksploatacji czyli CAPEX i OPEX.
Większości zainteresowanych wiadomym jest, że wskutek zaostrzania się przepisów wynikających z ustawy F-gazowej najbardziej pożądanymi czynnikami powinny być naturalne czynniki chłodnicze czyli NH3 (amoniak), CO2 (dwutlenek węgla) i R290 (propan), które nie mają praktycznie żadnego wpływu na tworzenie efektu cieplarnianego. Jednak ich zastosowanie, oprócz R290, wiąże się z wysokimi kosztami inwestycji. Amoniak racjonalnie daje się stosować tylko w dużych scentralizowanych instalacjach o mocy chłodniczej powyżej 500 kW, dwutlenek węgla póki co wiąże się z dużymi kosztami inwestycji jak i eksploatacji. Jedynie propan ma rozsądną wartość CAPEX i bardzo dobrą OPEX, chociaż nie wszystkie instalacje da się wykonać z zastosowaniem tego czynnika.
Agregaty Aquacool Green w systemie chłodzenia pośredniego w Zakładach Austria Juice w Chełmie
Aktualnie najczęściej wykonywane nowe instalacje chłodnicze to:
- układy chłodzenia pośredniego z wykorzystaniem dopuszczalnych czynników F-gazowych (R410A, R134A, R449A, R32 etc.) lub ekologicznego propanu w agregatach wody lodowej (chillerach) i atestowanym medium chłodzącym (roztwory glikolu, mrówczanu potasu i inne) zasilającym końcowe odbiorniki chłodu (chłodnice wentylatorowe);
- małe układy chłodnicze bezpośredniego odparowania z czynnikiem z dopuszczalnym współczynnikiem GWP, ale o małej całkowitym załadunku, takim jak R448A czy R449A z jednym źródłem chłodu (agregat chłodniczy) i od jednego do trzech odbiorników chłodu (chłodnice wentylatorowe).
Agregaty chłodnicze Cool serii MINI w systemach bezpośredniego chłodzenia w zakładach Artisanal Tapas w Szczecinie
W artykule poruszone są kwestie związane z prawidłowym doborem chłodnic wentylatorowych dla obu wymienionych rozwiązań. Prawidłowy dobór w efekcie końcowym ma zapewnić utrzymanie wymaganych parametrów temperatury i wilgotności.
W komorach chłodniczych i mroźniczych, komorach przechowalniczych, pomieszczeniach składowania przechowywane są różne produkty: owoce i warzywa, mięso i drób, ryby etc. Aby produkty te mogły zachować swoje wartości odżywcze jak najdłużej należy zapewnić im odpowiednie do tego warunki. I tak przechowywanie warzyw i owoców (w zależności od rodzaju) powinno odbywać się w temperaturach od 0 do +4°C i wilgotności względnej między 85 a 95%. Przy doborze chłodnic wentylatorowych należy przede wszystkim uważać, aby nie dopuścić do powstawania tzw. ususzki. W tym celu należy dobierać chłodnice z możliwie niską różnicą temperatur, jednolitym chłodzeniem i o wysokim wskaźniku recyrkulacji powietrza, tak aby unikać tzw. martwych stref przestrzeni. Dla tego typu rozwiązań rekomendowane są chłodnice niskoprofilowe z odpowiednią prędkością powietrza, minimalizującą wyrzucanie kropel wody i zaopatrzoną w system odszraniania (powietrzny, elektryczny, wodny).
W procesach przetwarzania, przygotowywania i przechowywania mięsa oraz drobiu mamy do czynienia z ich różnorodnością. Głównym wyznacznikiem przy szokowym schładzaniu tusz jest unikanie zmian w produktach, ograniczenie utraty wagi oraz zachowanie higieny mięsa i drobiu. Istotną kwestią jest tutaj, aby w sposób ciągły obniżać temperaturę mięsa do +7°C i osiągnąć ją w przypadku półtusz wieprzowych w ciągu 20 godzin, a dla półtusz wołowych w ciągu 48 godzin. Dla mięsa drobiowego temperatura musi być obniżona do +4°C. Zatem przy doborze chłodnic w tych procesach musimy wziąć pod uwagę różne przedziały temperatury i wilgotności oraz zapewnić prędkość powietrza na poziomie 2 – 3 m/s utrzymując równocześnie równomierną dystrybucję powietrza. Dlatego należy zwrócić uwagę, aby dobrać wentylatory o wysokim sprężu (duże opory przepływu powietrza). Nie można również zapomnieć o wyposażeniu chłodnicy w system odszraniania.
W zakładach piekarniczych i ciastkarskich szczególnie ważne jest schłodzenie wypieków bez bezpośredniego nadmuchiwania powietrza wprost na wyroby. W bardzo krótkim czasie ciasta w środku muszą zostać schłodzone do temperatury ok. -7°C, natomiast podpieczone wyroby należy schłodzić od +65°C do +10°C w ciągu 3 godzin. W tego typu procesach przy doborach chłodnic wentylatorowych szczególną uwagę musimy zwrócić na wysoką wydajność chłodzenia i prędkość przepływu powietrza. Nie można również zapomnieć o funkcji osuszania w chłodnicy, która zapewni dobry smak i apetyczny wygląd produktów.
Komora chłodnicza z chłodnicami wentylatorowymi
W komorach mroźniczych i przechowalniach o niskiej temperaturze składowania, w których musimy zapewnić temperatury poniżej -7°C, przy doborze chłodnic powietrza szczególnie należy uważać, aby nie dopuścić do tworzenia się kryształków lodu. Uwzględniając temperaturę, którą należy zapewnić w takich pomieszczeniach musimy zdefiniować odpowiedni rozstaw lamel wymiennika. Rekomendowane rozstawy lamel w zakresach temperatur od -7°C do -25°C wynoszą od 8 do 11 mm. Pamiętać również należy o izolacji tacy ociekowej, obwodowej grzałce wentylatora, aby zapobiegać tworzeniu się lodu na obudowie wentylatora oraz jego łopatkach, a także funkcji odszraniania – najczęściej gorącym gazem, który jest najtańszym i najbardziej efektywnym w eksploatacji.
Chłodnice wentylatorowe w pomieszczeniach magazynowych
Pomieszczenia robocze, w których pracują ludzie przy schładzanych produktach wymagają doboru chłodnic wentylatorowych, które zapewnią optymalną i stałą temperaturę dla produktów przeznaczonych do przetwarzania oraz komfortowe warunki pracy dla ludzi w strefach chłodzenia. W związku z tym priorytety jakie należy wziąć przy doborze chłodnic dla tego rodzaju pomieszczeń to: niski, ale maksymalnie równomierny przepływ powietrza na przykład przez zastosowanie rękawów na wydmuchu, niski poziom ciśnienia akustycznego (głośności), uchylne panele boczne i tace ociekowe ułatwiające czyszczenie i mycie, odpowiedni dobór materiału lameli i rurek odpornych na działania środków chemicznych.
Pomieszczenia wysokiego składowania z chłodnicami wentylatorowymi
W centrach dystrybucyjnych mamy do czynienia z dużą różnorodnością chłodzonych towarów. Nie ma wielkiego znaczenia czy są zapakowane czy luzem oraz czy przechowywane są w komorach mroźniczych albo w chłodniach. Muszą one pozostawać w idealnym stanie, tak aby sprzedać je za jak najlepszą cenę. Stosowane chłodnice wentylatorowe dla takich dużych przestrzeni, w których wysokość może być nawet większa niż 25 m oraz występuje duża rotacja produktów, muszą zapewnić strugę powietrza co najmniej równą długości pomieszczenia. Dzięki temu w komorach będziemy mieli prawidłową cyrkulację powietrza. Można ją jeszcze poprawić poprzez wyposażenie chłodnic w specjalne kanały tekstylne zapewniające skuteczniejsze rozprowadzenie nawiewanego powietrza. Należy również pamiętać, aby przy doborze wentylatorów stosować te o podwyższonym sprężu, aby struga powietrza mogła pokonać dodatkowe opory przepływu.
| Odstęp lameli w chłodnicach w zależności od temperatury | |||
| Rodzaj produktu | Produkty świeże | Produkty pakowane (pomieszczenia robocze) | Produkty mrożone (przechowywanie, głębokie mrożenie) |
| Temperatura w pomieszczeniu | 0 ÷ 10°C | -7 ÷ 0°C | 18 ÷ -25°C |
| Zalecany odstęp lameli | 4 ÷ 6 mm | 6 ÷ 8 mm | > 10 ÷ 11 mm |
Zapewnienie optymalnej pracy układów chłodzenia z chłodnicami wentylatorowymi jako końcowymi odbiornikami chłodu w przedstawionych powyżej różnych procesach chłodzenia wiąże się także z uwzględnieniem trzech bardzo ważnych aspektów. Należy pamiętać, aby maksymalnie ograniczać możliwość „zderzania się” 2-ch strumieni powietrza: zimnego i gorącego, przy otwieraniu drzwi wejściowych do komór mroźniczych i chłodniczych. Należy w celu wyeliminowania tego zjawiska zainstalować kurtyny powietrza i/lub osuszacze powietrza, które pozwolą odgrodzić od siebie te dwa strumienie powietrza. Zminimalizuje to powstawanie i gromadzenie się niepożądanego w komorach warstw lodu, który obniża efektywność układów chłodzenia.
Nie można również zapomnieć o procesie odtajania/odszraniania chłodnic. Z powodu różnicy temperatur na powierzchni parownika dochodzi do zjawiska zamarzania wody zawartej w powietrzu. W wyniku tego procesu może dochodzić często do powstawania warstwy lodu na powierzchni parownika. Powoduje to, że w znacznym stopniu zmniejsza się możliwość swobodnego przepływu powietrza zasysanego lub tłoczonego przez wentylatory wokół lameli parownika. Dochodzi wtedy do zmniejszenia współczynnika przenikania ciepła między powietrzem, a czynnikiem chłodzącym oraz do zmniejszenia powierzchni wymiany ciepła. Taka sytuacja prowadzi do znacznego spadku wydajności chłodnicy. Zaszronienie zależy głównie od temperatury, wilgotności i prędkości przepływu powietrza. Proces narastania szronu i lodu jest złożony. Jego szybkość zależy od:
- różnicy temperatur pomiędzy powietrzem, a czynnikiem chłodzącym,
- rozkładu temperatury na powierzchni chłodnicy,
- jakości powietrza,
- rozwiązań konstrukcyjnych chłodnicy (np. odstęp lameli w chłodnicy).
Wraz ze spadkiem temperatury szron staje się twardszy i cięższy. Ponieważ odszranianie jest procesem cyklicznym, głównym problemem jest wybór właściwego momentu rozpoczęcia odszraniania oraz czasu trwania. Należy pamiętać, że proces odtajania każdej chłodnicy jest zmienny i zależy od czynników zewnętrznych. Inna będzie szybkość narastania szronu w okresie zimowym, inna letnim.
Ostatnim zagadnieniem, które należy odpowiednio dopasować jest sterowanie układem chłodzenia. Przy doborze automatyki i sterowania musimy rozważyć możliwość zastosowania centralnego systemu sterowania tzn. scentralizowania układu. Łatwiej i bezpieczniej jest jednak nadzorować system chłodzenia komór przy zastosowaniu jednego sterownika. Można zastosować wtedy także komunikację przez wewnętrzną sieć lub internet. Z drugiej strony, niezależne układy sterujące poszczególnymi grupami odbiorników chłodu są mniej narażone na jednoczesne uszkodzenie. Niezależnie od przyjętego rozwiązania należy zwracać uwagę na prostotę obsługi sterownika oraz dostępne funkcje.
Na podstawie materiałów technicznych PPH COOL
Opracował Marcin Pałka
Kierownik Produktu
Niezawodne i ekologiczne rozwiązania dla instalacji chłodniczych średnio- i niskotemperaturowych
Ustawa F-gazowa z sierpnia 2017 roku ograniczająca stosowanie czynników z grupy HFC (wysoki współczynnik GWP) dała mocny impuls do rewizji istniejących rozwiązań i zmusiła do ponownej ewaluacji różnych aspektów instalacji chłodniczej, takich jak wybór czynnika chłodniczego, jego GWP, klasa palności, zakres zastosowania, dostępność, koszt inwestycji dla różnych rozwiązań, zużycie energii, poziom niezawodności instalacji, wrażliwość na wycieki czynnika, koszt serwisowania i wiele innych.
Nowe instalacje chłodnicze, które projektowane są obecnie zgodnie z ustawą F-gazową to przede wszystkim układy chłodzenia pośredniego z wykorzystaniem ekologicznych czynników chłodniczych w agregatach wody lodowej i atestowanym czynnikiem chłodzącym zasilającym końcowe odbiorniki chłodu lub małe układy bezpośredniego odparowania czynnika chłodniczego. W roku 2019 PPH COOL zrealizował kilka nowych projektów dla przemysłu spożywczego i chłodnictwa przemysłowego na bazie właśnie takich rozwiązań.
Zdjęcie 1 Agregaty AQUACOOL GREEN z R290 w Centrum Dystrybucji JANEX
Między innymi w Centrum Dystrybucji JANEX w podwarszawskim Pruszkowie oraz Zakładach Cukierniczych PRYNCY TEKA w Łukowie pracują instalacje chłodnicze z pośrednim obiegiem czynnika przeznaczonym do zasilania pomieszczeniowych chłodnic powietrza, chłodnic central wentylacyjnych, urządzeń technologicznych oraz instalacji odzysku ciepła z urządzeń chłodniczych. Chłodzenie pomieszczeń produkcji oraz komór chłodniczych i mroźniczych realizowane jest przez instalacje mroźnicze i instalacje chłodnicze pracujące na pośrednim medium chłodzącym na bazie wodnego roztworu mrówczanu potasu.
W obu tych inwestycjach źródłem chłodu są schładzacze cieczy typoszeregu AQUACOOL GREEN z ekologicznym czynnikiem chłodniczym R290 (propanem). Zastosowanie właśnie takich urządzeń to wymierne korzyści dla inwestorów:
- niski współczynnik GWP=3 co sprawia, że w przypadku wycieku ma niemal zerowy negatywny wpływ na środowisko i użytkownik nie ponosi opłat emisyjnych;
- brak konieczności rejestracji urządzenia w Centralnym Rejestrze Operatorów;
- brak obowiązku wykonywania okresowych prób szczelności – tańsza eksploatacja;
- czynnik R290 należy do długoterminowych rozwiązań nieobjętych kolejnymi zaostrzeniami wynikającymi z tzw. ustawy F-gazowej;
- niska cena czynnika.
Roztwór mrówczanu potasu pracujący jako medium chłodzące w układzie pośrednim to także wiele korzyści zarówno od strony ekonomicznej (dla inwestorów), jak i ekologicznej. Jest on wzbogacony o wszelkie niezbędne dodatki uszlachetniające, m.in. antykorozyjne, chroniące elementy instalacji hydraulicznej. Płyn ten posiada szereg cech pożądanych w technologiach chłodniczych takich jak:
- niska lepkość;
- wysoki współczynnik przewodzenia ciepła;
- możliwość stosowania do praktycznie całego spektrum materiałów stosownych w aktualnych systemach hydraulicznych z nielicznymi wyjątkami.
Wymienione wyżej cechy sprawiają, że w porównaniu z roztworami glikolu w instalacji mogą być dobierane pompy o mniejszym sprężu, chłodnice o relatywnie mniejszych gabarytach oraz mniejsze średnice rurociągów, co wiąże się z mniejszymi kosztami inwestycyjnymi.
Stosowane do niedawna układy chłodnicze oparte na czynniku HFC jako rozległe systemy rurociągów zasilające dziesiątki odbiorników chłodu, współpracujące z układami wielosprężarkowymi zlokalizowanymi w maszynowniach i skraplaczami na dachach są zastępowane przez mniejsze układy z ekologicznymi czynnikami chłodniczymi. PPH COOL w zeszłym roku z powodzeniem zrealizował kilka takich projektów.
Zdjęcie 2 Agregaty chłodnicze w zakładach ARTISANAL TAPAS
Zakłady przemysłowe ARTISANAL TAPAS w Szczecinie, producent kwiatów JMP FLOWERS i Zakłady Mięsne LUKULLUS k. Nowego Dworu Mazowieckiego zdecydowały się właśnie na takie rozwiązania instalacji chłodniczych. Małe układy chłodnicze z jednym źródłem chłodu (agregat chłodniczy) i od jednego do trzech odbiorników chłodu (chłodnice wentylatorowe) z ekologicznym czynnikiem chłodniczym (R448A, R449A). Takie właśnie rozwiązanie w porównaniu do dużych instalacji z jednym źródłem chłodu, pozwala zdywersyfikować wystąpienie ewentualnych problemów z instalacją. W takim przypadku awaria jednego układu pozwala zachować ciągłość pracy całego zakładu i nie wyłączać całego układu chłodniczego, a jedynie pojedynczy.
Przedstawione wyżej rozwiązania, które proponuje PPH COOL dla instalacji chłodniczych średnio- i niskotemperaturowych są przez końcowego klienta przyjmowane z dużym entuzjazmem. Klienci przekonują się nie tylko do niższych kosztów inwestycji, eksploatacji systemu, ale także do proekologicznego rozwiązania pozwalającego na skuteczne podążanie za wciąż zaostrzanymi przepisami legislacyjnymi dotyczącymi urządzeń chłodniczych.
Na podstawie materiałów technicznych PPH COOL
Opracował Marcin Pałka
Kierownik Produktu
Wieloagregatowe instalacje chłodnicze o niskich wydajnościach chłodniczych
Do końca 2021 roku zgodnie z przepisami UE bez limitu GWP dla czynników chłodniczych dopuszczone są do stosowania wieloagregatowe układy chłodnicze o wydajności chłodniczej od 40 kW lub większej.
Od 1 stycznia 2022 zostaje wprowadzony limit w stosowaniu czynników dla takich rozwiązań. Mianowicie, tylko instalacje wykorzystujące czynniki chłodnicze z maksymalnym GWP=150 będą dopuszczone w takich układach.
PPH COOL z powodzeniem stosuje nowe rozwiązania, które oparte są na agregatach chłodniczych i sprężarkowych wykorzystujące czynniki R448A i R449A i maksymalnej mocy chłodniczej do 40 kW, na co pozwalają przepisy UE.
Zdjęcie 1 TPPAZ
Jedną z naszych ostatnich inwestycji jest sklep TOPAZ w Starym Opolu k/Siedlec, gdzie zastosowaliśmy układy chłodnicze o małych wydajnościach:
- Na dużą komorę logistyczną (mroźnie o kubaturze 5 800 m3) dostarczyliśmy 4 niezależne układy chłodnicze po 25 kW każdy i temperaturze odparowania czynnika To = -30°C (agregaty typoszeregu KOMPAKT 6MT-35X DC w wykonaniu split z oddzielnymi skraplaczami);
- Na dużą komorę logistyczną (chłodnie) dostarczyliśmy 4 niezależne układy chłodnicze po 50 kW każdy przy odparowaniu czynnika chłodniczego To = -5°C (agregaty typoszeregu GSE 4MI-30X);
- Na komory chłodnicze, które są częścią sklepu (3 szt. nabiał, wędlina, owoce), w których przebywają klienci dostarczyliśmy 3 układy chłodnicze (agregaty typoszeregu MINI Q7 33Y);
- Do zasilania wysp mroźniczych w sklepie zastosowano jeden agregat z płynna regulacją wydajności (agregat typoszeregu MINI ZFD-13).
Zdjęcie 2 Agregat typoszeregu MINI ZFD-13
Takie właśnie rozwiązania pozwalają mocno zdywersyfikować wystąpienie ewentualnych problemów z instalacją. W takim przypadku awaria jednego układu pozwala zachować ciągłość pracy całego obiektu nie wyłączać całego układu chłodniczego, a jedynie pojedynczy. W przypadku wystąpienia nieszczelności w układzie jednego zestawu utrata czynnika chłodniczego ze względu na niewielki załadunek nie stanowi dużego kosztu i strat dla środowiska. Łatwiejsza i tańsza jest również naprawa.
PPH COOL posiada w ofercie cały typoszereg agregatów chłodniczych w różnych wersjach i na różnych sprężarkach. Wersje standard to najprostsze modele bez obudowy inne to agregaty w obudowie typu MINI i KOMPAKT. W ofercie firmy dostępne są chłodnice (np. marki STEFANI), armatura i automatyka chłodnicza do kompletacji zestawów.
Opracował Marcin Pałka
Kierownik Produktu