Przy doborze agregatu wody lodowej na potrzeby sezonowych lodowisk powinniśmy mieć na względzie nie tylko wydajność chłodniczą i COP na odpowiednio wysokim poziomie, ale również rodzaj czynnika chłodniczego, który został zastosowany w tym urządzeniu. Ma to duże znaczenie, ponieważ niektóre czynniki mogą okazać się dość kłopotliwe w eksploatacji, a rzeczywiste warunki w jakich agregat będzie pracował, będą odbiegać od zakresu stosowania danego czynnika chłodniczego.

Przez ostatnich kilka lat bardzo popularne w Polsce stały się sezonowe lodowiska. Zazwyczaj pracują przy nich agregaty wody lodowej ze skraplaczami chłodzonymi powietrzem, które są bardzo czułe na zmiany temperatury zewnętrznej, dlatego bardzo ważny jest dobór agregatu z odpowiednim płynem roboczym. Czynnik doskonale zachowujący się w warunkach letnich może nie sprawdzać się w warunkach zimowych przy ujemnych temperaturach. Aktualnie na rynku istnieje dużo czynników chłodniczych. Każdy z nich ma różne właściwości, a także skład.

Porównanie czynników R404A i R407C w odniesieniu do przykładowego obiegu

W niniejszym artykule tym postaram się odpowiedzieć na pytanie, który z powszechnie stosowanych czynników chłodniczych jest, głównie pod względem eksploatacyjnym, najbardziej odpowiedni jako czynnik roboczy w agregatach stosowanych na potrzeby lodowisk sezonowych. Nie mówię tutaj o jednostkach pracujących na obiektach całorocznych – tam zazwyczaj stosowane są układy ze skraplaczami chłodzonymi cieczą.

Założenia

Do analizy wybrany został agregat o mocy 500 kW. Temperaturę skraplania ustalono na poziomie +20ºC (zatem agregat będzie pracował do temp. zewnętrznej +15ºC), natomiast temperatura parowania będzie zmienna w zakresie od -5 do -25ºC, ponieważ jak wiemy najniższe wartości temperatury glikolu musimy osiągnąć przy tworzeniu tafli lodowej, a temperatura ta jest uzależniona w dużej mierze od temperatury zewnętrznej. Analizie poddano dwa najczęściej stosowane czynniki chłodnicze w tego typu urządzeniach, a mianowicie R407C i R404A.(...)

Rys. 1. Przykładowe lodowisko sezonowe w Żyrardowie [zdj. Geoclima]

Rys. 2. Lodowisko w Pszczynie [zdj. Trane, Hefal]

Analiza (...)

Podsumowanie

Jak wynika z powyższej analizy mamy do czynienia z dwoma podobnymi czynnikami. Ze względu na ciśnienia robocze agregat z czynnikiem R404A będzie mógł wcześniej zacząć mrożenie tafli bez obawy o uszkodzenie sprężarki. Także niższe wartości temperatury tłoczenia wskazują na R404A jako na czynnik bezpieczniejszy i lepiej współpracujący z układem, zapewniając dłuższą żywotność sprzętu. Wyższe ciśnienia robocze R404A są zarówno jego wadami jak i zaletami. Wadą niewątpliwie jest niższy spręż, a co za tym idzie większa różnica ciśnień pracy, co bezpośrednio przekłada się na pogorszenie współczynnika wydajności chłodniczej w porównaniu z R407C. Jednak dzięki temu możemy śmiało osiągnąć niższe temperatury parowania. Niższa temperatura parowania przekłada się bezpośrednio na dłuższy okres trwania lodowiska, ponieważ już przy wyższej temperaturze zewnętrznej możemy przystąpić do tworzenia tafli lodowej. Jednostkowa objętościowa wydajność chłodnicza pokazuje nam, że urządzenia na R404A będą mniejsze i bardziej kompaktowe, dzięki wyższej jej wartości. Dla R404A możliwe jest zastosowanie mniejszych podzespołów, takich jak sprężarka, skraplacz i parownik.

R407C jest świetnym czynnikiem do zastosowań w klimatyzacji i pompach ciepła, ale w przypadku lodowiska sezonowego lepiej sprawdza się agregat z R404A.

Rys. 7. Schemat układu instalacji chłodzenia tafli lodowej

LITERATURA

[1] Zenon BONCA, Dariusz BUTRYMOWICZ, Waldemar TARGAŃSKI, Tomasz HAJDUK: Nowe czynniki chłodnicze i nośniki ciepła. Własności cieplne, chemiczne i użytkowe. IPPU MASTA. 2004.
[2] Konrad KALINOWSKI, Aleksander PALIWODA, Zenon BONCA, Dariusz BUTRYMOWICZ, Waldemar TARGAŃSKI: Amoniakalne urządzenia chłodnicze – podstawy teoretyczne, budowa, działanie. Tom 1. IPPU MASTA. 2000.

Obliczenia wykonano za pomocą programu CoolPack – ver.1,46-2000.