Różne procesy chłodzenia – na co zwrócić uwagę przy doborze chłodnic wentylatorowych
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.
Aktualnie 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).
W artykule chcieliśmy się skoncentrować na kwestiach związanych z prawidłowym doborem chłodnic wentylatorowych dla obu wymienionych rozwiązań. Prawidłowe dobory w efekcie końcowym maja 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.
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.
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.
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. Warto 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 . Zaszronienie zależy głównie od temperatury, wilgotności i prędkości przepływu powietrza. 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.
---
PPH COOL jako firma produkcyjno-handlowa, istniejąca na rynku prawie 40 lat jest atrakcyjnym partnerem biznesowym dla inwestorów oraz wykonawców. Firma produkuje własne urządzenia serii AQUACOOL GREEN (R290 – propan) oraz AQUACOOL (czynnik chłodniczy R410A, R134A, R513A i R449A) i stosownie do wymagań klienta oferuje energooszczędne systemy chłodnicze i klimatyzacyjne dobrane optymalnie do rodzaju inwestycji. Firma może pochwalić się swoimi referencjami na terenie całego kraju, a także zagranicą (m.in. w Szwecji, Norwegii, Wielkiej Brytanii, Danii, Niemczech). Najbardziej rozpoznawalne to systemy chłodnicze linii technologicznych zakładów przetwórstwa spożywczego i zakładów przemysłowych, systemy chłodnicze sieci supermarketów, instalacje chłodnicze lodowisk (otwartych i zamkniętych), a także instalacje klimatyzacji komfortu budynków użyteczności publicznej (biura, hotele, uczelnie, szpitale, hale sportowe itd.).
Źródło i fot.: Cool