Projekt, dostawa i wykonanie instalacji chłodniczych oraz izolacji komór

Firma DKA Polska Sp. z o.o. z siedzibą w Bydgoszczy wykonała instalację chłodniczą, zasilania elektrycznego, sterowania oraz izolację komór dla kolejnego, trzeciego już magazynu logistycznego sieci sklepów NETTO w Polsce.

Firma DKA Polska Sp. z o.o. na zlecenie inwestora Netto Sp. z o.o. uczestniczyła we wszystkich etapach realizacji całego przedsięwzięcia inwestycyjnego. Centrum logistyczne NETTO Kopytkowo. Pierwsze prace przedprojektowe polegające na wstępnych analizach potrzeb inwestora i ustaleniach wielkości części chłodniczej magazynu logistycznego oraz wariantach rozwiązań technicznych spełniających wysokie wymagania rozpoczęto już w październiku 2011 roku.

Firma brała również udział w wykonaniu projektu budowlanego, ofertowego/wykonawczego w zakresie instalacji chłodniczych, zasilania elektrycznego i sterowania, układu odzysku ciepła oraz izolacji komór chłodniczych, ściśle współpracując z inwestorem w zakresie jego wymagań oraz z wszystkimi branżami zaangażowanymi w to przedsięwzięcie – zarówno w zakresie rozwiązań projektowych jak i wykonawczych.

Efektem tych prac było wykonanie i oddanie do eksploatacji kolejnego, trzeciego Centrum logistycznego NETTO w Kopytkowie.

Rys. 1. Stacja zbiornika

Przeznaczenie

Magazyn logistyczny w części chłodniczej został zaprojektowany i wykonany do:

• przyjmowania towarów spożywczych,
• przygotowania i segregacji towarów przeznaczonych do wysyłki do sklepów,
• przechowywania w komorach przeznaczonych do poszczególnych grup towarów:
  • - nabiał,
  • - przetwory mięsne,
  • - warzywa i owoce.

Rys. 2. Chłodnia NK2 – nabiał

Dane izolacji komór chłodniczych i przedchłodni

Izolacje chłodni zostały wykonane z płyt warstwowych z pianki poliizocyjanuratowej typu IZOWALL, o odporności ogniowej min. EI30 i bardzo wysokiej izolacyjności cieplnej, współczynnik λ ≤ 0,020 W/(m*K):

• ściany przedchłodni grubość 10 cm, wsp. U ≤ 0,200 W/ (m²*K),
• ściany chłodni (nabiał, mięso, owoce i warzywa) grubość 12 cm, wsp. U ≤ 0,170 W/(m²*K),
• strop nad przedchłodniami i nad chłodniami grubość 10 cm, wsp. U ≤ 0,200 W/(m²*K),
• strop betonowy nad przedchłodnią – strefa dostaw izolowany płytą wypełnioną pianką poliuretanową 10 cm,
• ściany zewnętrzne hali izolowane wełną mineralną 15 cm i zabezpieczone przed wpływami atmosferycznymi blachą stalową trapezową,
• posadzka odpowiednio wykończona z materiałów trudno ścieralnych.

Rys. 3. Chłodnia NK3 – warzywa, owoce

Zastosowane rozwiązania

W celu uzyskania wymaganych temperatur w komorach chłodniczych zaprojektowano i wykonano instalacje chłodnicze, podzielone na pięć niezależnych układów chłodniczych zasilających poszczególne komory chłodnicze.

Każda komora posiada niezależną instalację chłodniczą, składającą się z:

• zespołu sprężarkowego z zabudowaną na wspólnej konstrukcji szafą zasilająco-sterującą,
• stacji zbiornikowej,
• układu odzysku ciepła,
• chłodnic w komorach,
• skraplacza.

Rys. 4. Chłodnia NK4 – mięso

W komorach zastosowano chłodnice powietrza:

• z rozstawem lamel min. 10 mm,
• poziomem ciśnienia akustycznego max. 50 dB z 10 m,
• w przedchłodniach i komorze owoce-warzywa podstropowe, dwuwylotowe o wysokości 620 mm,
• w komorach nabiał i mięso, kubiczne przyścienne o wysokości 720 mm,
• w komorze mięso – temperatura 0°C do +2°C odtajane elektrycznie,
• pozostałe chłodnice z odtajaniem naturalnym obiegiem powietrza – bez grzałek elektrycznych.

Rys. 5. Przedchłodnia NK5 z ekipa montażową DKA Polska

Skraplacze zamontowane zostały na konstrukcji wsporczej z pomostem obsługowym:

• poziom ciśnienia akustycznego ok. 55 dB z 10 m,
• temperatura powietrza chłodzącego +32°C,
• temperatura skraplania ok. +40°C.

W związku z tym, iż budowę centrum logistycznego rozpoczęto porą zimową, wykonanie części zakresu prac przebiegało w bardzo trudnych warunkach klimatycznych m.in. wykonanie obudowy komór chłodniczych, przedchłodni jak i również montaż mechaniczny skraplaczy na dachu. W przypadku montażu skraplaczy mróz okazał się sprzymierzeńcem, ponieważ fantastycznie skuł otaczające miejsce instalacji dźwigu (grzęzawisko), dzięki czemu bez większych nakładów inwestycyjnych w początkowym etapie budowy udało się bezproblemowo wtransportować na dach centrum na specjalnie w tym celu wykonany podest baterię pięciu skraplaczy (rys.6).

Rys. 6. Montaż skraplaczy na dachu Centrum Logistycznego w okresie zimowym

Ze względu na wysoko postawione wymagania Inwestora takie jak:

• energooszczędność w trakcie eksploatacji,
• zminimalizowanie zapotrzebowania i poboru mocy elektrycznej,
• maksymalizacja odzysku ciepła możliwego do wykorzystania w każdych warunkach pracy,
• troska o środowisko naturalne – zminimalizowanie wpływu na środowisko naturalne,

instalacje chłodnicze zostały zaprojektowane i zoptymalizowane dla pracy do poszczególnych komór chłodniczych.

Rys. 7. Dachu z zainstalowaną przez DKA Polska baterią skraplaczy

Przede wszystkim zastosowano jeden z najbardziej ekologicznych czynników syntetycznych – freon R134a. Instalacje chłodnicze zostały bardzo dokładnie dobrane i obliczone wraz z przeprowadzoną symulacją parametrów pracy. W celu osiągnięcia wymagań jakie postawił Inwestor, m.in. wymóg odtajania obiegiem powietrza chłodnic we wszystkich komorach, poza komorą na mięso (0 do +2°C), zostały odpowiednio dobrane stosunkowo wysokie temperatury odparowania sprężarek oraz zoptymalizowane opory przepływu w rurociągach. Dzięki temu uzyskano odpowiednio wysokie temperatury parowania w chłodnicach. Chłodnice pracują praktycznie jako mokre bez powstawania szronu na ich powierzchni.

Podobnie dobrane zostały urządzenia i parametry pracy w chłodni mięso, tak aby instalacja pracowała na możliwie najwyższych temperaturach odparowania. Jednocześnie zapewnia to minimalne możliwe do osiągnięcia zaszronienie chłodnic i odpowiednio mniejsze zużycie energii elektrycznej do ich odszraniania.

Aby uzyskać odpowiednie parametry w komorach zastosowano chłodnice o stosunkowo dużej powierzchni, małej różnicy temperatur na wlocie i wylocie z chłodnicy i bardzo małym przegrzaniu czynnika chłodniczego. Każda z chłodnic powietrza została wyposażona w komplet czujników (temperatura powietrza na wlocie i wylocie, temperatura bloku lamelowego, temperatura na rurociągu ssawnym i indywidualny przetwornik ciśnienia ssawnego). Stanowi to sprawdzony system sterowania strefowego w tak rozległych komorach i umożliwia pracę chłodnic np. w danej strefie. Zmniejsza to zużycie energii napędowej i zwiększa równomierność rozkładu temperatur w komorach.

Ze względu na wymagane zminimalizowanie powstawania zabrudzeń chłodnic i ich sprawniejsze czyszczenie zastosowano chłodnice o dużym rozstawie lamel 10 mm.

Specyfiką pracy magazynu logistycznego jest generowanie zysków ciepła okresowo w poszczególnych strefach komór i te strefy są chłodzone. W pozostałych miejscach towary nie są narażone na miejscowe obniżenia temperatury i nadmierne wahania temperatury.

Zespoły sprężarkowe dla każdej komory zostały wyposażone w zoptymalizowane sprężarki firmy Bitzer serii ECOLINE dla pracy z czynnikiem R134a. Ilość sprężarek w każdym zespole została dobrana odpowiednio do ilości chłodnic i zoptymalizowana pod kątem pracy i możliwości sterowania wydajnością. Zminimalizowanie oddziaływania na środowisko objawia się zastosowaniem urządzeń o stosunkowo niskim poziomie natężenia dźwięku – zespoły sprężarkowe maksymalnie 75 dB z 2 m.

Sterowanie pracą instalacji jest:

• indywidualne każdym układem,
• indywidualnie każdej chłodnicy – strefowe (z możliwością ustawienia różnych parametrów sterowania strefowego),
• energooszczędne, adaptacyjne sterowanie sprężarkami i chłodnicami, poprzez odpowiednie dostosowanie ich załączeń do rzeczywistego i przewidywanego obciążenia cieplnego wraz optymalizacją ciśnienia parowania i skraplania.

Rys. 8. Widok sekcji zasilania pojedynczej chłodnicy

(...)

Odzysk ciepła

(...)

Stacje zbiornikowe

(...)

Wyzwania postawione przez inwestora

Wydałoby się, że kolejna instalacja chłodnicza dla podobnego obiektu i dla tego samego inwestora, powinna być przedsięwzięciem stosunkowo łatwym, powieleniem dotychczas stosowanych rozwiązań i ewentualnie dostosowaniem ich do obecnie produkowanych urządzeń oraz aktualnie obowiązujących przepisów. Niestety, takie myślenie jest błędne, jeśli inwestorem jest firma NETTO. Kolejne prace dla tej firmy wiążą się zawsze z wyzwaniem, koniecznością sprostania nowym wymaganiom i poprawienia poprzednio stosowanych rozwiązań. Podobnie było przy tej realizacji.

Dodatkowo postawione wysokie wymagania:

• w zakresie obniżenia zużycia energii elektrycznej przez instalację chłodniczą, zapewniającą te same wymagania w chłodniach,
• zmniejszenie mocy elektrycznej zainstalowanej na potrzeby chłodnictwa,
• spełnienie wymagań odnośnie ochrony środowiska,
• zastosowanie unowocześnionych i opracowanych specjalnie na potrzeby tej instalacji dedykowanych systemów sterowania,
• poprawienie wyników w zakresie odzysku ciepła.

W związku z tymi wymaganiami, ostatecznie zostały zastosowane powyżej opisane urządzenia i instalacje. Jednak wypracowanie ostatecznych rozwiązań nie było łatwe. Konieczne było przeprowadzenie wielowariantowych obliczeń, doborów, wykonanie analiz i symulacji pracy instalacji.

Poszczególne warianty rozwiązań i analizy były przedstawiane na kolejnych spotkaniach i wnikliwie analizowane przez inwestora podczas których wypracowywane były kolejne warianty rozwiązań, np.:

• analiza wpływu grubości izolacji komór na parametry pracy instalacji
• poziom zużycia energii elektrycznej przy częściowym i pełnym obciążeniu magazynu w okresach ciepłych i zimnych dla instalacji z różnymi czynnikami chłodniczymi
• różne warianty rozwiązań – instalacje indywidualne do komór, zespolone obsługujące kilka komór, z podziałem na dwie niezależne instalacje dla komór.

Przy tej okazji chcielibyśmy wskazać na poprawność relacji Inwestora z firmą instalacyjną taką jak my. Nasza długoletnia współpraca to ciągle stawiane nowe wyzwania w zakresie technologii, ekonomii jak i dbałości o środowisko co w dużej mierze udaje nam się osiągnąć. Współpracując z grupą NETTO w skali Europy rozwijamy i wprowadzamy nowe standardy w powyższym zakresie.

mgr inż. Jarosław BRZEZIŃSKI
Główny Projektant, DKA Polska Sp. z o.o.