Technický článek v DIE KÄLTE+KLIMATECHNIK R290 / R744 Kaskade
S chladicím zdrojem pro supermarket, který byl otevřen v srpnu 2018, společnost Kratschmayer úspěšně používá chladicí jednotky SKADEC pro chlazení supermarketů pouze s přírodními chladivy.
Vzhledem k vysoké poptávce supermarketů po chlazení a z toho vyplývající spotřebě energie se vyvinutý koncept zaměřuje zejména na efektivní a perspektivní zásobování chladem.
Vzhledem ke kritériím pro výběr chladiva a s přihlédnutím k budoucí dostupnosti chladiva v souladu s nařízením o F-plynech se používají pouze přírodní chladiva.
Kombinací sady solanky R290 (propan) ve spojení se směsí R744 (CO2) a propanového tepelného čerpadla pro klimatizaci se používají pouze přírodní chladiva.
Od té doby, co vstoupila v platnost současná fáze postupného ukončování uvádění chladiv HFC na trh a s tím spojený enormní nárůst cen konvenčních chladiv, je poptávka po přírodních chladivech větší než kdy jindy.
V odvětví supermarketů je nejmodernější používat kaskádu zmrazených potravin CO2 (R744).
V oblasti normálního chlazení (NK) a klimatizace se často stále plánuje konvenční chladiva.
Společnosti KRATSCHMAYER se podařilo realizovat inovativní koncept v nově vybudovaném supermarketu.
Jako přirozená alternativa k systémům R134a nebo R450A s přímým odpařováním, které jsou jinak v sektoru NK hojně využívány, byla zvolena speciálně vyvinutá sada pro studenou solanku R290 od společnosti SKADEC.
Ta zajišťuje nejen studenou solanku -5 °C pro oblast NK, ale také přebírá kondenzaci sloučeniny CO2 používané v zamrzlé oblasti prostřednictvím meziokruhu s výměníkem tepla (kaskádou).
Kromě výhody, že není třeba instalovat externí kondenzátor venku, je kondenzace téměř nezávislá na venkovní teplotě, a proto je mnohem stabilnější a snadněji se reguluje.
Jednotka se studeným solným roztokem s nominálním chladicím výkonem 78 kW v místě návrhu byla instalována jako kompaktní jednotka pro venkovní instalaci na střeše supermarketu.
Kromě úspory místa v technickém centru nabízí tento způsob výstavby také kompletní přemístění nebezpečného prostoru z budovy.
S rozměry 3,86 x 2,20 x 2,43 m (D x Š x V) vyžaduje chladicí jednotka také jen málo místa na střeše.
Maximální provozní spolehlivost je zajištěna rozdělením instalovaného výkonu do dvou redundantních chladicích okruhů.
Díky kompaktní konstrukci je náplň chladiva minimalizována na 3,5 kg na okruh.
Každý okruh má dvoumístnou kombinaci s vodicím kompresorem řízeným FU, vlastní kondenzátorovou spirálu (NK) se dvěma vysoce účinnými EC ventilátory a deskový výměník tepla s elektronickým expanzním ventilem.
Vnitřní hydraulický modul se dvěma redundantními plnicími čerpadly s regulací otáček dále zvyšuje dostupnost stroje.
Každý chladicí okruh je vybaven deskovým výměníkem tepla o výkonu 53 kW pro rekuperaci tepla.
To lze použít k ohřevu i k úplnému zkapalnění.
Software stroje SKADEC je individuálně přizpůsoben.
Teplotní senzory v vyrovnávací nádrži solanky a v přívodním a zpětném toku stroje se používají k zaznamenávání aktuální potřeby chlazení spotřebičů a úpravě poskytovaného chladicího výkonu.
Řídicí systém pracuje nezávisle na řídicích jednotkách chlazení, které se v tomto řetězci supermarketů standardně používají, takže neexistují žádná kritická rozhraní.
Pravidla a řídicí software vyvinutý společností SKADEC na bázi PLC je navržen pro maximální provozní spolehlivost.
Všechny relevantní procesní hodnoty jsou nepřetržitě monitorovány, aby bylo možné včas rozpoznat poruchy způsobené nepravidelnostmi v provozu.
V takovém případě je společnost KRATSCHMAYER automaticky informována e-mailem a může zasáhnout dříve, než dojde k výpadku systému.
Pokud přesto dojde k poruše, stroj se přepne do nouzového režimu.
V tomto režimu je zastavení solné soupravy zpožděno o co nejdelší dobu.
Analýzou různých procesních hodnot poskytuje systém maximální zbývající chladicí výkon, aby mohla být teplota chlazeného zboží udržována co nejdéle, aby nedošlo k poškození produktu.
Pro manuální analýzu procesů a rekonstrukci provozního chování je software SKADEC vybaven záznamníkem dat, který zaznamenává všechny relevantní procesní hodnoty.
V kombinaci s instalovaným routerem pro vzdálenou údržbu to umožňuje pohodlnou analýzu chování zařízení a jemné přizpůsobení řídicích parametrů, zejména ve fázi uvádění do provozu.
Intuitivní koncepce ovládání pomocí dotykového displeje také usnadnila instalatérům specializované firmy provádějící práce zaznamenávání procesních dat a úpravu nastavení.
Tepelné čerpadlo SKADEC s topným výkonem 214 kW a chladicím výkonem 187 kW, které se používá k klimatizaci prodejních prostor, zaujme také maximální účinností a dostupností.
Podobně jako u sady pro studenou solanku je stroj rozdělen do dvou redundantních chladicích okruhů.
Každý okruh obsahuje invertorem řízený kompresor, samostatný vzduchový výměník se dvěma EC ventilátory a dva samostatné elektronické expanzní ventily pro režimy chlazení a vytápění.
Vodní výměník tepla je používán nezávisle oběma okruhy současně.
U tepelných čerpadel nabízí toto provedení možnost provozu obou okruhů nezávisle na sobě v režimu vytápění nebo chlazení a nabízí redundanci.
Zejména s ohledem na odmrazování v režimu vytápění lze každý okruh odmrazit v energeticky optimálním čase.
Tuto optimální dobu odmrazování a typ odmrazování (kruhový reverzní/recirkulující vzduch) vypočítává software tepelného čerpadla SKADEC s přihlédnutím k různým procesním datům (včetně tlakových poměrů v systému, venkovní teploty,…).
V tepelném čerpadle jsou také implementovány další funkce nouzového provozu a včasné detekce poruch.
Zásobování teplem SKADEC a chladicí jednotkou chlazení jsou inovativními stavebními kameny v rámci komplexního konceptu supermarketů společnosti KRATSCHMAYER a přispívají k udržitelnému provozu a vysoké úrovni kvality nové budovy, jak se shodují všichni zúčastnění.
