Wysokowydajne komory chłodnicze do niezawodnego przechowywania żywności
fot. CAREL
Co raz to wyższe wymagania dotyczące przechowywania produktów stawiają przed współczesnym chłodnictwem nowe cele dotyczące min. Skuteczności chłodzenia, efektywności i zmniejszeniu wpływu na środowisko naturalne . W przypadku komór chłodniczych niezawodność i wydajność mają szczególne znaczenie, ponieważ celem jest zapewnienie jakości produktów, które zazwyczaj muszą być dostępne 24 godziny na dobę, 365 dni w roku.
Można powiedzieć, że przepisy, w szczególności przepisy dotyczące czynnika chłodniczego i efektywności energetycznej, a także postęp technologiczny są dziś dwoma czynnikami napędzającymi rynek chłodniczy. W Europie wartość graniczna współczynnika ocieplenia globalnego (GWP) określona w Rozporządzeniu w sprawie F-gazów dla urządzeń stacjonarnych, w tym komór chłodniczych, wynosi 2500 od 2020 roku. Oznacza to, że czynnik R-404A będzie musiał być zastępowany przez czynniki chłodnicze o niższym GWP. Istnieją różne alternatywy, które warto szczegółowo przeanalizować, biorąc pod uwagę, że wybór czynnika chłodniczego zadecyduje o konstrukcji urządzenia, zwłaszcza jeśli jest to czynnik R-744 (CO2).
Ponadto, przepisy dotyczące efektywności energetycznej mają na celu optymalizację wykorzystania systemów, a w konsekwencji zmniejszenie zużycia energii elektrycznej. W Europie regulacja efektywności energetycznej (Ecodesign) dla urządzeń skraplających jest zawarta w rozporządzeniu ENER Lot 1, wraz z wprowadzeniem Etykiety Energetycznej opartej na wskaźniku sezonowej efektywności energetycznej (SEPR). Zgodnie z tym, od lipca 2018 roku agregaty skraplające o niskim współczynniku SEPR nie mogą być już wprowadzane na rynek. SEPR uwzględnia zmiany temperatury w ciągu roku, co sprawia, że szczególnie ważne jest precyzyjne zarządzanie zmianami obciążenia. SEPR jest stosowany w agregatach skraplających o mocy chłodniczej większej niż 5kW i z minimalnym wzrostem limitu wraz z wydajnością.
W tym kontekście postęp technologiczny koncentrował się głównie na zwiększaniu wydajności urządzeń. Jednak pojawienie się nowych technologii i wprowadzenie nowych rozwiązań informatycznych z zakresu analizy danych IoT (Internet of Things), pozwoliło w chłodnictwie na poszerzenie funkcjonalności i interakcji między różnymi systemami. Analiza zgromadzonych danych i optymalizacja procesów pracy całego układu HVAC oraz REF.
Trendy i korzyści
Wybór odpowiedniej technologii dla komór chłodniczych nie tylko pozwala na dotrzymanie limitów wyznaczonych przez przepisy, gwarantuje również zachowanie jakości przechowywanych produktów, a także zapewnia niezawodność, bezpieczeństwo i elastyczność systemu.
Przede wszystkim ważne jest, aby zapewnić wydajny, optymalny system sterowania zapewniający stałą temperaturę i wilgotność w pomieszczeniu chłodniczym - parametry niezbędne do utrzymania jakości przechowywanych produktów spożywczych. Zoptymalizowany system sterowania przynosi również korzyści w zakresie efektywności energetycznej, a co za tym idzie, zmniejszenia wpływu na środowisko. Oczywiście, niezawodność i bezpieczeństwo komory chłodniczej są również zwiększone poprzez precyzyjne sterowanie urządzeniem. Co więcej, bardzo pożądana jest konfigurowalność, ponieważ pozwala na większą elastyczność, dając użytkownikom możliwość wyboru warunków pracy. Dodatkowo użytkownicy oczekują skróconego czasu uruchomienia i konfiguracji co daje prosty interfejs, konfiguracja z pytaniami pomocniczymi dostępna w wielu językach czy możliwość automatycznego wyboru zakresu wstępnie ustawionych wartości parametrów.
Ściśle związane z kontrolą są systemy alarmowe i nadzorujące, niezbędne do optymalizacji wydajności energetycznej i maksymalizacji oszczędności, a tym samym utrzymania jakości przechowywanych produktów czy zapewnienia bezpieczeństwa personelu obsługi. W tym zakresie, rozwój IoT ostatecznie przynosi dodatkowe korzyści: komora chłodnicza zostaje podłączona, jej stan może być monitorowany w dowolnym momencie i miejscu za pomocą zwykłego telefonu komórkowego, a główną wartością jest otrzymywanie okresowych informacji zwrotnych o jej działaniu, w tym raportów alarmowych w czasie rzeczywistym.
Kolejnym ważnym elementem w obiegu chłodniczym jest zawór rozprężny. W szczególności zastosowanie elektronicznych zaworów rozprężnych (EEV) umożliwia adaptacyjną regulację sterowania podczas pracy, jak również pracę z mniejszą różnicą ciśnień, co oznacza radykalny spadek temperatury skraplania. Zwiększa to zarówno efektywność energetyczną systemu, jak i jego niezawodność. Aby jeszcze bardziej zwiększyć użyteczność i skrócić czas instalacji, obecnie na rynku dostępne są parowniki z fabrycznie zamontowanym zaworem EEV i sterownikiem elektronicznym. Rozwiązanie to pozwala na skrócenie czasu spawania i okablowania, dostarczając elektroniczny parownik wbudowany, który może być zarządzany bezpośrednio z głównego sterownika komory chłodniczej.
Wydajność można jeszcze bardziej zoptymalizować poprzez zastosowanie technologii BLDC z falownikiem, co pozwala na regulację prędkości obrotowej sprężarki, a w konsekwencji wydajności chłodniczej urządzenia, z precyzyjnym zarządzanym obciążeniem i stałą kontrolą bezpiecznego zakresu pracy sprężarki. Dzięki temu możliwe jest znaczne zwiększenie współczynnika COP podczas pracy przy częściowym obciążeniu, co daje wyższy SEPR. Pomaga to w utrzymaniu jakości przechowywanych produktów poprzez utrzymanie stałej temperatury, a redukcja hałasu i brak wibracji w całym obiegu chłodniczym zwiększają komfort użytkownika końcowego.
Wysoce zalecana jest instalacja nawilżacza w komorach średniotemperaturowych z odpowiednim systemem sterowania, ponieważ zapewnia minimalny poziom wilgotności (85%-90%) wymagany do zoptymalizowania konserwacji świeżej żywności przy jednoczesnym zachowaniu wyglądu, jakości i wartości produktów.
Wyparne chłodzenie wstępne przy użyciu skraplaczy lub chłodnic suchych i gazowych może być stosowane w celu zmniejszenia zużycia energii elektrycznej w okresach szczytowych temperatur. Chłodzenie wyparne wykorzystuje naturalne odparowanie wody, które ma miejsce zarówno w strumieniu powietrza wlotowego, jak i na wężownicach, wykorzystując odnawialne ciepło powietrza zewnętrznego; to dodatkowe, zrównoważone chłodzenie zwiększa odrzucanie ciepła przez urządzenia, a tym samym znacząco zmniejsza zużycie energii. Należy zauważyć, że chłodzenie wyparne nie wykazuje bezpośredniego potencjału zwiększania efektu globalnego ocieplenia, ponieważ jako czynnik chłodzący wykorzystuje wodę.
Wreszcie, wybór czynnika chłodniczego o niskim współczynniku GPW i wysokiej wydajności stanowi odpowiedź na wyzwanie, jakim jest zmniejszenie wpływu na środowisko przy jednoczesnym zwiększeniu efektywności energetycznej.
Dostępna technologia pozwala na opracowanie wysokowydajnych systemów chłodniczych do komór chłodniczych, przy jednoczesnym zapewnieniu jakości przechowywanych produktów i jednocześnie niezawodnej, bezpiecznej i elastycznej pracy. Istotne cechy, które spełniają wymagania rynku, a jednocześnie są przyjazne dla środowiska.
