Odborný článek „Přírodní chladiva pro technologickou skupinu“ pro odborný časopis DIE KÄLTE+KLIMATECHNIK
V létě 2019 společnost Schott AG obnovila svou první chladicí jednotku v Landshutu.
Pro nové procesní chlazení chtěla společnost použít přírodní chladivo propan (R290).
Pro provozovatele nabízí přírodní chladivo dlouhodobou a perspektivní alternativu k chemickým možnostem.
Vzhledem k nařízení (EU) č. 517/2014 o F-plynech a v něm stanovenému postupnému ukončování provozu jsou společnosti vystaveny dlouhodobému nevyčíslitelnému riziku pro provoz závodu.
Postupné snižování množství ekvivalentu CO2 u chladiv dostupných na trhu, jak je popsáno v postupném vyřazování, na 21 procent v roce 2030, má již nyní zásadní dopad na ceny chladiv.
Na přírodní chladiva se nařízení o F-plynech nevztahuje.
Propan (R290) se vyznačuje vysokou energetickou účinností, nízkotlakou polohou a snadnou manipulací se systémem během provozu.
Oproti jiným chladivům HFO a HFC se přirozeně hořlavý plyn vyskytuje v atmosféře, nejedná se tedy o uměle vyrobený cizorodý plyn, u kterého zatím nelze předvídat žádné poškození životního prostředí.
Schott AG je mezinárodní technologická skupina, která je lídrem v oblasti speciálního skla a sklokeramiky.
VZDUCHEM CHLAZENÝ PROPANOVÝ CHLADIČ
Chladicí jednotka propanu (R290) má chladicí výkon 320 kW ve své energeticky účinné konfiguraci systému při okolní teplotě 35 °C.
Vybaven dvěma samostatnými chladicími okruhy, šestistupňovou regulací výkonu, šesti ECVentiliátory a průmyslovým PLC se 7″ dotykovým displejem.
Regulace přehřátí se provádí pomocí elektronických vstřikovacích ventilů.
Každý chladicí okruh je řízen, analyzován a monitorován mnoha senzory a inteligentním řídicím algoritmem.
Při použití propanu jako chladiva výrobci kompresorů často uvádějí poměrně vysoké celkové přehřátí.
Toho je zpravidla dosaženo použitím sacího plynového výměníku tepla.
Zejména při nízkých okolních teplotách a sníženém hmotnostním průtoku chladiva však ztrácí výkon, což může rychle vést k příliš malému celkovému přehřátí a tím i k poškození kompresoru.
Aby se tomu zabránilo, chladicí jednotky Skadec standardně detekují výparník a celkové přehřátí.
V kombinaci s dynamickou regulací přehřátí je zaručena ochrana kompresoru.
Pozitivním vedlejším efektem je také možné snížit přehřívání desek při vysokých okolních teplotách a provozovat tak stroj mnohem efektivněji.
SOFTWARE DIMS INTEGROVANÝ V CHLADICÍM ZAŘÍZENÍ
Kromě staré chladicí jednotky byla obnovena také část hydrauliky.
Vysokou výstupní teplotu 10 °C lze zcela pokrýt volným chladičem o výkonu 295 kW umístěným vedle chilleru od okolní teploty +5 °C.
Použití volného chlazení je při tak vysokých teplotách systému rozumným a udržitelným rozhodnutím, které dále zlepšuje energetickou bilanci celého systému.
Hydraulický systém byl navržen tak, aby byl možný jak individuální provoz chilleru nebo volného chladiče, tak i smíšený provoz (sériové zapojení).
To znamená, že část potřebného chladicího výkonu může být pokryta volným chlazením i v přechodném období.
Inovativní řídicí algoritmus vypočítává teplotní rozpětí, při kterém se použití volného chlazení skutečně vyplatí.
V původním plánu byl plánován samostatný rozvaděč jako nadřazený řídicí systém pro celý systém, který se skládá z chladiče, volného chladiče, trojcestného ventilu, redundantní čerpadlové skupiny pro primární okruh se směsí glykolu a vody a redundantní čerpadlové skupiny pro sekundární okruh v budově s médiem vody.
Díky úzké spolupráci mezi provozovatelem, projektantem, instalatérem a výrobcem stroje bylo možné koncepci upravit tak, aby řízení a monitorování všech zmíněných komponent bylo integrováno do PLC chladicí jednotky.
Vizualizaci lze ovládat v budově na PC, prostřednictvím vzdálené údržby nebo přímo na stroji.
Servisním technikům a obsluze to výrazně usnadňuje každodenní práci.
Modulárně rozšiřitelný programovatelný logický automat mohou výrobci zařízení ovládat intuitivně.
Podobně jako u moderních chytrých telefonů není vyžadován žádný rozsáhlý návod k obsluze.
Všechny procesní hodnoty a chybová hlášení jsou zobrazena jako prostý text v němčině.
V závislosti na provozním stavu jsou jednotlivé pohony a procesní hodnoty barevně zvýrazněny.
V případě poruchy lze příčinu na první pohled zúžit.
Servisní manažeři v kanceláři se mohou připojit k celému systému a vidět stejnou vizualizaci jako servisní technik na místě v závodě.
Změny nastavení a také programy lze aktualizovat prostřednictvím přístupu pro vzdálenou údržbu.
Připojení k internetu je přes síť nebo přes kartu mobilního telefonu.
Zejména v případě poruch v procesu chlazení je důležité, aby bylo možné podrobně sledovat provozní chování.
Tomu napomáhá vysoce výkonný záznamník dat, který je standardně integrován a ukládá všechny procesní hodnoty (60 až 80 kusů) každou číslicovou sekundu po dobu několika let.
Výrobci zařízení mohou tyto hodnoty vzdáleně získat a analyzovat před vysláním servisního technika na místo.
ŘÍZENÍ RIZIKA
V hodnocení rizik vypracovaném provozovatelem byla zohledněna rizika venkovní instalace s velmi nízkou náplní chladiva.
Přístup k chladicí jednotce je omezen a je možný pouze pro vyškolený personál.
Kromě toho je uvnitř stroje instalován senzor propanu, který odpojí systém od napájení prostřednictvím dvou spínacích stupňů.
Systémové komponenty s ochranou EX jsou dodávány se samostatným napájecím vedením.
Integrovaný EX ventilátor větrá skříň a zajišťuje, že se nemůže vytvořit výbušná směs.
Případné závady jsou předávány přímo nadřazenému systému správy budovy.
Volitelně je lze zaslat i jako e-mail.
