W pierwszym kwartale tego roku zakończyła się budowa instalacji chłodniczej ubojni w całości realizowanej, łącznie z budową chillera, przez firmę Z.P.H.U. Szron Sp. j. z Łodzi. LNS Sp. z o.o. było dostawcą części komponentów dla Instalatora oraz oferowało wsparcie techniczne dostarczanych produktów.

Inwestor ubojni postawił na układ pośredni wykorzystujący czynnik R407F (ze względu na znacznie niższy współczynnik GWP od np. popularnego R404A) oraz glikolowy układ pompowy zasilający chłodnice powietrza. Obecnie, układy pośrednie zaczynają być coraz bardziej popularne w chłodniach, gdzie temperatura wymagana w pomieszczeniach wacha się w okolicach 0°C. Dzięki takiemu rozwiązaniu, układ posiada o wiele mniejsze napełnienie czynnikiem chłodniczym, skraca jego obieg i pozwala łatwiej zidentyfi kować ewentualny wyciek – to od strony instalacji. Jeśli chodzi o zalety układu glikolowego dla użytkownika, to na pewno warto wspomnieć o zrównoważonej temperaturze w komorze, porównując do typowego układu z bezpośrednim odparowaniem w chłodnicach powietrza.

Wykorzystane mieszające zawory trójdrogowe pozwalają na dokładniejsze utrzymanie temperatury glikolu w chłodnicach, a co za tym idzie temperatury produktu i wydłużenie jego przydatności do spożycia. Wymogiem inwestora było, aby sprężarki miały możliwość ciągłej regulacji wydajności oraz dwóch niezależnych obiegów po stronie czynnika chłodniczego.

Rys. 1. Maszynownia chłodu w ubojni

Opis układu

System w ubojni obsługujący 6 komór jest układem pośrednim o wydajności 560 kW chłodzący glikol z temperatury -4°C do -7°C. Sercem układu jest chiller wyposażony w dwie półhermetyczne sprężarki jednośrubowe firmy J&E Hall, parownik płaszczowo rurowy z dwoma niezależnymi obiegami oraz dwa skraplacze typu V ze zmienną prędkością obrotową wentylatorów EC.

Każda sprężarka wyposażona jest w ekonomizer oraz chłodzona jest poprzez wtrysk rozprężonego czynnika do komory sprężu. Sterowanie urządzenia odbywa się za pomocą dedykowanego sterownika Fridgewatch 2100 produkcji J&E Hall. Sterownik ten reguluje wydajność obydwu sprężarek w trybie ciągłym suwakami w zakresie od 25 do 100% – czyli chiller posiada płynną regulację wydajności od 12,5 do 100%. Przekłada się to na mniejsze zużycie prądu, gdyż układ dokładnie dostosowuje swoją wydajność do aktualnego zapotrzebowania.

Część glikolowa składa się z pomp zasilających chiller, zbiornik buforowy oraz pompy z inwerterem zasilające chłodnice powietrza. Warto również nadmienić, że wszystkie wymienniki ciepła użyte na tym układzie były produkcji fi rmy Onda (wymienniki płytowe – ekonomizery, parownik płaszczowo rurowy, skraplacze powietrzne oraz glikolowe chłodnice powietrza).

Rys. 2. Jednośrubowe sprężarki J&E Hall

Sprężarki półhermetyczne

Sprężarki wykorzystane w chillerze są sprężarkami półhermetycznymi ze zintegrowanym odolejaczem model HSS 3220 E (z ekonomizerem). Projektant zdecydował się na takie rozwiązanie, ze względu na krótki obieg czynnika chłodniczego oraz bardziej kompaktową konstrukcję chillera. Wydajność objętościowa sprężarki to 415 m3/h dla 50Hz, natomiast wydajność chłodnicza, przy temperaturze na ssaniu -10°C i temperaturze na tłoczeniu +40°C, to 287 kW, uzyskując COP na poziomie 3,0.

Sprężarki jednośrubowe J&E Hall ze względu na swoja konstrukcję mają kilka podstawowych zalet, o których również warto wspomnieć. Spręż w komorze jest całkowicie zrównoważony, gdyż siły działające na śrubę są jednakowe, w tym samym punkcie po przeciwnej stronie (rys. 3.).

Rys. 3. Schemat zrównoważonej pracy śruby

Również ciśnienia przed i za śrubą są takie same, a dzięki temu również nie ma większych przeciążeń obniżających żywotność łożysk sprężarki. Łożyska na śrubie zaprojektowane są do pracy przez 100 000 roboczogodzin, co oznacza, że należy je wymienić po około 25 latach. Jest to okres zazwyczaj dłuższy niż praca niejednego systemu chłodniczego. Jednakże, jeśli zajdzie taka potrzeba, to łożyska można wymienić w przeciągu kilku godzin na instalacji, bez potrzeby demontażu sprężarki (rys. 4.), ponieważ dostęp do wszystkich części sprężarki jest umożliwiony przez pokrywy boczne.

Rys. 4. Schemat sprężarki z boczymi pokrywami

Kolejną zaletą jest niski poziom hałasu. Mówiąc krótko, przy sprężarce można spokojnie prowadzić rozmowę. Korzyść dla instalatora jest oczywista, który niejednokrotnie spędza kilka godzin w maszynowni podczas rozruchu układu. Sprężarka zastosowana w powyższym systemie ma poziom natężenia dźwięku 79 dB(A) z 1 m.

Chłodzenie wtryskiem cieczy (LIOC – Liquid Injection Oil Cooling)

Sprężarki HallScrew firmy J&E Hall można śmiało chłodzić wtryskiem cieczy w pełnym zakresie działania. Na takie rozwiązanie zdecydowała się właśnie firma Szron. Temperatura oleju regulowana jest elektronicznym zaworem rozprężnym. Czujka temperatury zamocowana została na rurociągu tłocznym zaraz za wyjściem ze sprężarki. W przypadku przekroczenia temperatury 80°C uruchamiany jest zawór rozprężny, przez który wtryskujemy mieszaninę cieczowo-gazową. Sprężarki HallScrew posiadają znaczną odporność na krople cieczy, dzięki czemu wtrysk cieczy można stosować nawet w układach działających przy temperaturze na ssaniu -40°C i temperaturze tłoczenia +45°C.

Układ olejowy

Sprężarki HallScrew z serii 3200 nie wymagają pompy olejowej, gdyż obieg oleju jest wymuszony za pomocą różnicy ciśnień między ssaniem a tłoczeniem sprężarki (ODP – Oil Diff erential Pressure). Dodatkowo można zastosować regulator ciśnienia tłoczenia, aby zapobiec niskim różnicom ciśnienia podczas niskich wartości temperatury otoczenia.

Sterowanie i regulacja wydajności – FW2100

Sterownik Fridgewatch 2100 (rys. 5.) z cyfrowym wyświetlaczemzapewnia schemat logiczny rozruchu sprężarek, regulację wydajności oraz pętlę sterującą PID, aby sprężarka mogła być sterowana automatycznie. Sterownik posiada również możliwość rotowania pracy sprężarek, aby wszystkie sprężarki były uruchamiane w podobnym wymiarze godzinowym.

Rys. 5. Sterownik Fridgewatch 2100

Sterownik udostępnia za pomocą portu protokołu ModBus RTU COM następujące parametry:

• ciśnienie ssania;
• pobór prądu silnika;
• wydajność sprężarki (%);
• alarm wysokiego ciśnienia;
• alarm niskiego ciśnienia;
• alarm różnicy ciśnienia oleju;
• alarm niskiego poziomu oleju;
• alarm wysokiej temperatury tłoczenia;
• awarię rozruchu silnika;
• alarm główny.

Sterownik może sterować urządzeniem chłodniczym opartym o sprężarkę HallScrew na podstawie ciśnienia ssania lub na podstawie temperatury chłodzonego medium. Fridgewatch 2100 ma możliwość podłączenia do innego sterownika typu FW2100 lub FW2000, w trybie Lead/Lag. Możliwe jest również ustawienie ograniczenia poboru prądu dla każdej sprężarki. W tabeli 1. zestawiono podstawowe funkcje sterownika.

W przypadku opisywanej realizacji była to wersja sterownika FW2100/2 obsługująca dwa sprężarki. Regulacja realizowana jest na podstawie temperatury wyjściowej chłodzonego glikolu. Sterownik reguluje odpowiednio przesunięciem suwaków, wysyłając impulsy otwierające lub zamykające zawory elektromagnetyczne zamontowane w sprężarkach.

Parownik płaszczowo-rurowy z serii MPE firmy Onda

Zastosowany w układzie parownik posiada dwa niezależne obiegi czynnika obsługiwane przez elektroniczne zawory krokowe, aby dostosować odpowiednią ilość czynnika dostarczanego do wymiennika. Dzięki temu możemy dokładniej regulować wydajność. Podczas uruchomienia, jednym z zadań, było dostosowanie zmiany wydajności sprężarki z prędkością otwierania zaworu. Jednakże po kilku próbach z różnymi nastawami sterowników, można było bardzo dokładnie zsynchronizować obydwa urządzenia.

Skraplacz typu V z przetwornicą częstotliwości

Skraplacze powietrzne typu V zostały wyposażone w wentylatory EC ze zmienną prędkością obrotową. Dzięki temu możemy regulować wydajnością skraplacza i utrzymywać ciśnienie tłoczenia na zadanym poziomie.

Rys. 6. Skraplacz typu V z przetwornicą częstotliwości

Chłodnice powietrzne

Zgodnie z przyjętymi założeniami w zakładzie zastosowano 12 chłodnic powietrza zasilanych glikolem propylenowym. Są to chłodnice 5 wentylatorowe o średnicy 500 mm – z podwójnym wydmuchem, jak i kubikowe.

Rys. 7. Glikolowa chłodnica firmy ONDA

Podsumowanie

Zastosowany układ w ubojni, dzięki takim usprawnieniom jak: ciągła regulacja wydajności sprężarki; regulacja prędkości obrotowej wentylatorów skraplacza; odzysk ciepła przegrzewu; pompy napędzane silnikiem z przetwornicą częstotliwości; wykorzystanie czynnika chłodniczego o stosunkowo niskim GWP, wpisuje się znakomicie w trend jaki można ostatnio zaobserwować na rynku instalacji chłodniczych. Łączy on w sobie niskie zużycie prądu (wykorzystanie przetwornic częstotliwości) oraz praktyczność i prostota wykonania (układ pośredni z wykorzystaniem glikolu).

Zachęcamy do odwiedzenia naszej strony internetowej www.lns.com.pl, gdzie znajdują się szczegółowe opisy wymienników firny ONDA, sprężarek jednośrubowych J&E Hall wraz z kartami katalogowymi i certyfi katami do pobrania.

mgr inż. Maciej GALIŃSKI
Kierownik sprzedaży,
Chłodnictwo przemysłowe,
LNS Sp. z o.o

LNS Sp. z o.o.

ul. Żernicka 9

55-010 Święta Katarzyna

tel: +48 71 716 44 50

fax: +48 71 716 44 51

e-mail: Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć.

www.lns.com.pl