Zastosowanie kompaktowych agregatów skraplających do zastosowań chłodniczych posiada zarówno zalety techniczne jak i ekonomiczne. Akurat w stolicy Łotwy, Rydze, powstaje obiekt referencyjny wykorzytujący energooszczędne rozwiązania w chłodnictwie, w którym chłodzone powietrzem agregaty skraplające firmy BITZER Kühlmaschinenbau GmbH udowadniają swój potencjał – pod wieloma względami niezwykły projekt pilotażowy na Łotwie.

Na południu Rygi mają miejsce intensywne prace budowlane. Szczególnie na budowie tuż przy granicy miasta, wzdłuż autostrady do Wilna, gdzie niebawem ma otworzyć tu swoje podwoje kompleks budynków nowego centrum handlowego „A7“. Na płaskim dachu przynależnego do kompleksu supermarketu sieci RIMI Baltic niemiecko-łotewski zespół ekspertów zainstalował agregaty skraplające ECOSTAR.

Rys. 1. Dziewięć nowych chłodzonych powietrzem agregatów skraplających ECOSTAR zostało ustawionych tak, aby zapewnić jak największą oszczędność miejsca

Oszczędność miejsca i wysoka niezawodność instalacji

Pośrodku dachu zainstalowano łącznie dziewięć agregatów ECOSTAR, ustawionych w zwarty prostokąt. Na tej dużej powierzchni zespół w srebrnych obudowach wygląda subtelnie i kompaktowo, co podkreśla Jan Grübel, obecny na miejscu pracownik działu obsługi klienta firmy BITZER: „To właśnie zaleta takich kompletnych jednostek złożonych ze sprężarki, skraplacza i automatyki.“ Zamiast zajmującego dużo miejsca zespolonego urządzenia, które ponadto ma szczególne wymagania co do statyki budynku, zastosowano tutaj na niecałych czterdziestu metrach kwadratowych rozwiązanie typu Plug-and-Play. Porównywalna instalacja zespolona zajęłaby prawie trzy razy tyle miejsca, zwłaszcza że sporą część techniki musiano by umieścić nie na dachu, ale wewnątrz budynku. W „A7” oznacza to, że dzięki tak uzyskanej oszczędności miejsca możliwe było wygospodarowanie przestrzeni na dodatkowy sklep. Kolejna zaleta to redundancja: w przypadku nieszczelności nie działa tylko część obszaru chłodzenia. Daje to ekipie serwisowej czas na znalezienie przyczyny awarii.

Rys. 2. Wygodne w obsłudze oprogramowanie umożliwia monitorowanie pracy urządzenia i sterowanie jego eksploatacją

Wygodne monitorowanie za pomocą protokołu Modbus, sterownika Web Control i rejestratora danych HD

Grübel przyjechał do Rygi razem z Dieterem Hildebrandtem, światowym managerem do spraw agregatów skraplających w firmie BITZER, specjalnie na rozruch projektu pilotażowego. Grübel i Hildebrandt zapoznali łotewskich monterów między innymi z komfortowym technicznym wyposażeniem tej – jak dotychczas – największej instalacji ECOSTAR w krajach nadbałtyckich. Całą technikę sterowniczą i regulacyjną można zdalnie monitorować za pomocą protokołu Modbus. Pozwala to na wygodne monitorowanie parametrów pracy z biura lub, w razie konieczności, z domu. Użytkownik może również przez Internet ręcznie dopasować ustawienia urządzenia, za pośrednictwem łatwego w obsłudze oprogramowania.

Ta nowa możliwość komunikacji ułatwia również rozruch. Podczas nastawiania urządzenia serwisant w chłodni wygodnie na tablecie lub notebooku monitoruje i analizuje parametry robocze. Dodatkowo zdalny sterownik oferuje nawet możliwość pobrania przez Internet rejestratora danych i szczegółowej analizy ostatnich czterech tygodni. Dzięki tym danym monter może łatwo wyregulować system i ewentualnie wykryć błędy urządzenia.

Aby wyeliminować konieczność ręcznej ingerencji, w agregatach skraplających BITZER stawia na inteligentne sterowanie sprężarkami i wentylatorami. Grübel wyjaśnia: „Natychmiast po osiągnięciu ustawionych wartości granicznych elektroniczna regulacja włącza się i rozpoczyna niezbędne działania.“ Ogólnie rzecz biorąc, ta aktywna elektroniczna regulacja prędkości obrotowej zapewnia wysoką wydajność systemu i zmniejsza koszty eksploatacji.

W czasie gdy Grübel mówi, Edgars Zalitis, obecny na miejscu główny monter firmy instalacyjnej Daldehog Ltd., otwiera jeden z ECOSTARÓW. Kilkoma ruchami odkręca śruby przedniej osłony i zdejmuje kratkę. Razem z Martinsem Podnieksem, technicznym kierownikiem łotewskiego hurtownika MaxCool SIA, sprawdza kilka ustawień. Na przykład parametry sprężarki: „Ustawiony minimalny czas biegu wynosi dwie minuty“, wyjaśnia Zalitis. „Jako minimalny czas przerwy ustawiliśmy czterominutowe opóźnienie rozruchu. W ten sposób możemy chronić sprężarkę i falownik przed przeciążeniem termicznym - zwłaszcza w fazie rozruchu. Dzięki tym parametrom urządzenie będzie miało dosyć czasu na optymalną regulację, a taktowanie urządzenia przy niskiej mocy chłodzenia zostanie ograniczone do minimum.

„Również funkcja automatycznego powrotu oleju wzbudza zainteresowanie łotewskich specjalistów. Zapobiega ona znanemu efektowi: zakres obciążenia częściowego powoduje redukcję strumienia masy czynnika chłodniczego, co szczególnie zimą może prowadzić do przemieszczenia się oleju do systemu. Tutaj elektronika uruchamia mechanizm ochronny: częstotliwość sprężarki automatycznie wzrasta do 87 Hz, wskutek czego olej, który w przeciwnym przypadku gromadziłby się w parowniku, zostaje lepiej odprowadzony do sprężarki.

Rys. 3. Technik firmy BITZER, Jan Grübel (po prawej), wyjaśnia szczegóły techniczne na sterowniku urządzenia ECOSTAR

Chłodzone gazem ssanym przetwornice częstotliwości sterują sprężarkami

Sprężarki tłokowe BITZER OCTAGON VARISPEED to przysłowiowe serca dziewięciu agregatów skraplających. W ECOSTARACH na dachu supermarketu w Rydze stosowane są dwa różne typy. Dwa agregaty skraplające są wyposażone sprężarkę 4DC-7.F3Y- 40S, która przy prędkości obrotowej wynoszącej 87 Hz posiada wydajność rzędu 47,3 m³/h. W siedmiu pozostałych ECOSTARACH rozwijają swoją moc sprężarki typu 4CC-9.F3Y-40S, tłocząc z prędkością obrotową 87 Hz 57,4 m³/h stosowanego tu chłodziwa R404A. Chłodzone gazem ssanym przetwornice częstotliwości zapewniają w obu typach sprężarek bezstopniowo regulowaną eksploatację, zoptymalizowaną pod względem energetycznym. Elektronika reguluje również optymalną prędkość wentylatorów, w zależności od temperatury otoczenia.

„Do dziewięciu agregatów skraplających podłączono w sumie 21 parowników, to znaczy lad chłodniczych, zamrażarek i regałów chłodniczych oraz 14 chłodni“, wylicza Zalitis, wskazując na przewody ssące i ciśnieniowe, wychodzące z każdej obudowy i znikające w betonowym dachu. Ostatecznie system przewodów rurowych, łączących ze sobą stronę parowania i skraplania, ma długość 200 metrów. Wbudowano 50 zaworów rozprężnych.

W przyjętej temperaturze pomieszczenia wynoszącej 2°C przy kabinie chłodniczej to urządzenie ECOSTAR dostarcza łączną nominalną moc chłodniczą w wysokości 140 kW. Jeśli przy kabinie chłodniczej będzie obecna przyjęta temperatura pomieszczenia w wysokości –20°C, to nominalna moc chłodnicza wyniesie jeszcze przynajmniej 19 kW. A żeby to automatycznie sterowane urządzenie mogło optymalnie reagować również na zmieniające się warunki, uwzględniono rezerwę zdolności produkcyjnej w wysokości 10 do 15 %. To około 15 kW, pokrywających również ewentualne rozszerzenie podłączonych urządzeń chłodniczych.

Zasadniczo w przypadku urządzeń z przetwornicami częstotliwości wymiar rezerwy powinien być obliczony jak najniżej. Gwarantuje to również w zakresie obciążenia częściowego jak najwyższy zakres częstotliwości.

Rys. 4. Wysoka wydajność chłodzenia na małej przestrzeni: prawie 200-metrowy rurociąg łączy agregaty skraplające z licznymi parownikami wewnątrz budynku

Drogi prąd zmusza do zmiany sposobu myślenia

Podczas, gdy Zalitis ponownie zamyka pokrywę ECOSTARA, Uldis Osenieks, dyrektor zarządzający firmy MaxCool, nakreśla, dlaczego na łotewskim rynku istnieje popyt na energooszczędne rozwiązania w chłodnictwie, takie jak ECOSTARY. Po pierwsze prowadzą do tego wzrastające koszty energii, które również w państwach nadbałtyckich dają się odczuć. Drogi prąd zmusza do zmiany sposobu myślenia. Wiele przedsiębiorstw faworyzuje technologie z inteligentnymi sterownikami, obejmujące również sprężarki z regulacją częstotliwości. Dzięki temu mogą znacznie obniżyć koszty eksploatacji. Za wyraźny znak wzrastającego zainteresowania rynku Osenieks uważa fakt, że MaxCool w ciągu jednego roku sprzedał już na Łotwie kilkadziesiąt ECOSTARÓW. Dlatego też uważa wyposażenie supermarketu RIMI w centrum handlowym „A7“ za ważny projekt pilotażowy o symbolicznym charakterze, poprzedzający dalsze inwestycje w obiektach o podobnej wielkości.