Nowoczesne układy chłodzenia pośredniego od firmy PPH COOL

Przykład małych instalacji poniżej 40 kW mocy chłodniczej z czyn-nikiem R449A ( HFC ) wykonanej przez PPH COOL w sklepie sieci TOPAZ – widoczne agregaty i chłodnice.

Najważniejszym ugruntowanym trendem jest odchodzenie od stosowania w układach chłodniczych popularnych dotychczas czynników chłodniczych z grupy HFC potocznie zwanych freonami, spośród których najbardziej znane to: R404A, R407C, R134A czy też R410A. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego tzw. Fgazowe oraz towarzyszące mu rozporządzenia krajowe stopniowo, skutecznie eliminują czynniki z wysokimi współczynnikami GWP z użycia poprzez etapowe obniżanie kontyngentów dozwolonych do wprowadzenia na rynek UE oraz wykluczając niektóre instalacje z ich stosowania poprzez odpowiednie przepisy. Przykładowo instalacje w sklepach typu supermarket o mocy chłodniczej większej niż 40 KW nie mogą zawierać czynników z GWP wyższym niż 150 od roku 2022. Tam gdzie czynniki HFC prawnie będą dozwolone, będą wykluczane przez mechanizmy rynkowe czyli np. rosnące ceny na skutek coraz mniejszej podaży.

Jakie koncepcje chłodzenia będą dominować w najbliższych latach i w dłuższej perspektywie? Nieduże układy chłodnicze z niewielkim załadunkiem czynnika z grupy HFC (rzędu kilku, kilkunastu kilogramów) będą jeszcze dość długo popularne ze względu na dość niskie koszty inwestycyjne. Wszelkie pozostałe instalacje będą już wykonywane z zastosowaniem czynników naturalnych takich jak: NH3 (amoniak), CO2 (dwutlenek węgla) oraz R290 (propan). Wszystkie te czynniki mają praktycznie zerowy wpływ na efekt cieplarniany i dlatego będą rozwiązaniem na długie lata choć nie każdy z nich nadaje się do zastosowania w każdej koncepcji chłodzenia. Analiza porównawcza czynników naturalnych i ocena potencjału to oddzielny temat.

Wnioski przydatne dla inwestorów na dzień dzisiejszy są następujące: Nie wolno kierować się tylko ceną zakupu instalacji, jeżeli wybierasz układy chłodnicze z wykorzystaniem czynników HFC to wybierz te, które zawierają go możliwie najmniej oraz gdzie warunki obiektowe preferują te rozwiązania (brak miejsca na duże agregaty itp.) Ponadto należy po-starać się o rzetelne informacje dotyczące kosztów eksploatacji układu z uwzględnieniem obciążeń wynikających z naprawy uszkodzenia w po-staci rozszczelnienia systemu – czyli uwolnienia czynnika do atmosfery. Należy pamiętać, że zgodnie z zapisami rozporządzenia F-gazowego posiadanie i użytkowanie urządzenia chłodniczego z czynnikiem HFC wiąże się z dodatkowymi obowiązkami i kosztami:

• rejestracja urządzenia w Centralnym Rejestrze Operatorów i archiwi-zacja dokumentacji dotyczącej obsługi serwisowej
• okresowe kontrole szczelności instalacji realizowane przez wykwalifi-kowany serwis z odpowiednimi uprawnieniami
• opłaty emisyjne za uwolnienie czynnika HFC do atmosfery ( np. wsku-tek awarii); dla przykładu koszt uwolnienia 1 kg czynnika R410A do atmosfery wynosi 32,- zł (dane z roku 2021)

Firma PPH COOL instaluje od lat i rekomenduje stosowanie wszędzie tam gdzie jest to możliwe systemów chłodzenia pośredniego. Układ taki składa się z kompaktowej wytwornicy chłodu (agregatu wody lodowej inaczej nazywanego chillerem), systemu hydrauliczne-go wraz z pompami, zasilającego poszczególne pomieszczenia i punk-ty, które mają być chłodzone oraz chłodnic wentylatorowych bezpośrednio oddających chłód.

Zalety takiego rozwiązania to: 

• agregat wody lodowej nawet jeśli zawiera czynnik z grupy HFC to jego ilość jest niewielka – minimalizuje się koszt napraw związanych z wyciekiem czynnika
• agregat wody lodowej jako urządzenie kompaktowe montowane cał-kowicie w fabryce podlega pełnym testom jakościowym przed dosta-wą; niska awaryjność
• układ hydrauliczny jest łatwiejszy do wykonania niż układ chłodniczy zawierający czynnik chłodniczy; jego naprawy są prostsze w realiza-cji, a płyn w postaci np. roztworu glikolu jest względnie tani
• cały system ma nieskomplikowaną automatykę

Jedna z najnowszych realizacji PPH COOL, hurtowania WIGO w Niepołomicach. Przykład układu chłodzenia pośredniego, na górnym zdjęciu widoczny chiller, na dolnym chłodnice wentylatorowe.

PPH COOL nieustannie pracuje nad doskonaleniem rozwiązań. Nie-podważalną zaletą firmy jest fakt, że jest ona producentem opracowa-nych przez własne biuro konstrukcyjne chillerów co sprawia, że jako bezpośredni krajowy dostawca ma pełne zaplecze fabryczne oraz serwisowe i zapewnia szybką obsługę inwestycji. COOL zadbał o rozwią-zania, które w dużej mierze wyeliminowały wady systemów chłodzenia pośredniego i na dzień dzisiejszy ma na rynku najciekawszą propozycję dla inwestorów co postaramy się wyjaśnić poniżej.

Agregat wody lodowej – chiller. Modele VCG i VCGV oraz SWG MINI z czynnikiem R290 (propanem) to najnowocześniejsze produkty firmy COOL. Urządzenia seryjne są dostępne w zakresie wydajności chłod-niczej od 10 kW do 521 kW, modele większe oferowane są indywi-dualnie.

 Chillery firmy COOL serii AQUACOOL GREEN oferowane w komplek-sowym rozwiązaniu zawierają czynnik naturalny R290 propan. Firma jest obecnie liderem w produkcji i sprzedaży ekologicznych chillerów z czynnikiem R290 i ma największe doświadczenie w zakresie tych urządzeń na rynku polskim. Pierwsze urządzenia tego typu firma wpro-wadziła do sprzedaży w roku 2012, a kolejne lata poświęcone rozwo-jowi tego produktu owocowały coraz wyższą jakością. Urządzenia te w świetle opisanych wyżej restrykcji wynikających z rozporządzenia F-gazowego całkowicie uwalniają inwestora z wszelkich obowiązków z niego wynikających oraz wpisują się idealnie w wizerunek firm, któ-rym zależy na ochronie środowiska.

W układach chłodzenia pośredniego w instalacji hydraulicznej stosu-je się płyny o niskiej temperaturze zamarzania a najczęściej stosowane z nich to roztwory glikoli. Pewnym mankamentem glikolowych układów jest zjawisko wzrostu gęstości i lepkości glikoli wraz ze spadkiem tem-peratury płynu, a należy pamiętać, że instalacje chłodnicze niezbędne w zakładach przemysłowych muszą zapewnić w wielu przypadkach niskie temperatury dużo poniżej 0°C. W takich wypadkach projektanci muszą dobierać mocniejsze pompy, rurociągi o większych średnicach oraz większe chłodnice, a to przekłada się na relatywnie wyższe koszty inwestycji oraz większe zużycie energii. Sprawa jest powszechnie zna-na i „stara jak świat” i nikt się specjalnie temu nie dziwi jednak firma COOL postanowiła znaleźć rozwiązanie, które poprawiłoby ekonomię układów pośrednich. Od kilku lat firma zaczęła badać i skutecznie wdrażać alternatywny do roztworów glikoli płyn w postaci roztworu soli organicznych potasu, nazywanym potocznie mrówczanem potasu! Płyn ten jest dostępny w sprzedaży jako gotowy roztwór z wszelkimi dodatkami uszlachetniającymi o temperaturze krzepnięcia zależnej od potrzeb projektu oraz – co ważne – posiada atest higieniczny.

Zalety płynu:

• niska lepkość w niskich temperaturach
• bardzo dobre współczynniki przewodnictwa cieplnego

Medium ma również wady, które nie będą stanowić problemu jeśli uwzględni się je przy projektowaniu i wykonawstwie instalacji: 

• wchodzi w reakcję z cynkiem, czyli nie wolno stosować armatury ocynkowanej
• krystalizuje w temperaturze powyżej 50°C

Płyn na bazie mrówczanu po-tasu pod nazwą handlową Supercool, gotowa mieszanka do stosowania.

Firma dokonała analizy porównawczej instalacji wykonanej u jednego z klientów, którym jest Staropolska Masarnia z Gostynina. Przedmiotem analiz była instalacja utrzymująca w szeregu komór i pomieszczeń temperatury ok 0°C gdzie łączna zaprojektowana moc chłodnicza wyniosła 150 kW i została wykonana z zastosowaniem 29% roztworu mrówczanu potasu z temperaturą krzepnięcia -20°C. Roztwór jest chłodzony przez chiller COOL VCG260 z czynnikiem R290 a instalacja hydrauliczna zapewnia dystrybucję zimnego mrówczanu do 15 sztuk chłodnic wentylatorowych. Dokonano porównania tej instalacji z wersją, która wykonana byłaby z za-stosowaniem medium w postaci roztworu glikolu propylenowego w celu oszacowania różnic kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych. Wyniki okazały się korzystne dla wersji mrówczanowej, która to instalacja okazała się inwestycyjnie tańsza o prawie 16%, a jej zużycie roczne energii było niższe o ponad 20%! Liczby zatem przemawiają same za siebie.

Propanowe chillery marki COOL na dachu Staropolskiej Masarni. Je-den z nich chłodzi pomieszczenia i komory 0°C za pośrednictwem roz-tworu mrówczanu potasu.

PPH COOL dopracował się rozwiązań, które w opisanej wyżej konfi-guracji jest w stanie zapewnić chłód dla mroźni o temperaturze prze-chowywania sięgającej -20°C.

Warto jeszcze pamiętać przy inwestowaniu w układy chłodnicze, że praktycznie wszystkie z nich produkują ciepło odpadowe, które stosun-kowo niedużym kosztem można zagospodarować np. w celu podgrze-wania wody użytkowej.