Осигуряване на устойчиво, ефективно и безопасно отопление и охлаждане с пропан

Simaka Energie- und Umwelttechnik GmbH, немски доставчик на решения в областта на топлопредаването, е компания, която е нетърпелива да покаже на своите клиенти потенциала за работа с пропан като хладилен агент. Заедно с Alfa Laval, те са разработили термопомпена система за швейцарска верига супермаркети, организирана около три споени пластинчати топлообменници на Alfa Laval; те са изключително големи, с много висок капацитет и използват R290 като хладилен агент. Резултатът бе иновативно решение за отопление и охлаждане, което предлага най-добрата гаранция за устойчивост в дългосрочен план, енергийна ефективност и безопасна работа.

Монтирани в термопомпата споени пластинчати топлообменници на Alfa Laval. Отляво; AC500 кондензатор, в центъра; AC1000 изпарител, а вдясно AC500 кондензатор.

Мисията на Simaka е да разработи персонализирани системи за клиенти, които надхвърлят изискванията за топлинна ефективност, с нива на GWP и рентабилност, като гарантират спокойствие в бъдеще. Базирани в Аргенбюл в Баден-Вюртемберг, Германия, те са първите, които възприемат естествените хладилни агенти, като проектират иновативни термопомпи за промишлено отопление и охлаждане в продължение на много години. Следователно, компанията е с уникални предпоставки да вникне в изискванията на днешния пазар и предизвикателствата, свързани с клиентите при преминаването към алтернативи с нисък GWP.

Според мен, Регламентът на ЕС за флуорсъдържащите парникови газове представлява най-сериозната отправна точка по-отношение на забраните за хладилни агенти през последните 30 години“, обяснява Karsten Uitz, управляващ директор в Simaka. „Досега винаги имаше заместител, който отговаряше на всички съответни критерии за безопасност. Когато изпълнявате хладилни системи в днешно време обаче не можете да заобиколите запалимите хладилни агенти като пропан или R1234ze. Трябва да можете да се справите с тях.“

Заемайки челните редици на естествените хладилни агенти,

Simaka се намира само на 50 километра от границата на Германия със Швейцария, страна, която е водеща в прилагането на изискванията за хладилни агенти с по-нисък GWP. В резултат на това фирмите, работещи в Швейцария, считат за много вероятно бъдещето да доведе до още по-строги изисквания за устойчивост.

Тези съображения бяха в центъра на вниманието на най-голямата швейцарска верига супермаркети, която през лятото на 2020 г. поиска оферти за термопомпа с функция за постоянно охлаждане. Спецификациите на клиента залагат на обща мощност от 550 kW и, което е определящо, използването на R290 като основен хладилен агент. Като се има предвид иновативният акцент на Simaka върху използването на естествен хладилен агент, Uitz и неговият екип от инженери-технолози с нетърпение приеха предизвикателството – и победиха конкуренцията.

Осигуряването на максимална ефективност е заложено във всичко и до последния детайл

„Ефективността е страстта на Simaka и затова ние изграждаме системи, които предоставят на нашите клиенти най-добрите ползи , заложени и в най-малките детайли“, споделя Uitz. „Наясно сме, че ако термопомпата не работи с предвиденото ниво на ефективност, то тя ще генерира повече разходи за електроенергия в бъдеще, както и по-високи емисии на CO₂ в крайна сметка. Гарантирането, че нашата система ще осигури обещаната производителност, беше резултат от екипно усилие с Alfa Laval, тъй като мога да разчитам на тях на 100% за оптималното оразмеряване и сглобяване на необходимите ни компоненти.“

Simaka разработи за швейцарската верига супермаркети система за отопление и охлаждане, която е свързана чрез голям споен пластинчат топлообменник на Alfa Laval AC1000 към хидравличен охлаждащ кръг и два идентични AC500 споени пластинчати топлообменници, свързани към два отделни хидравлични отоплителни кръга. Споените пластинчати топлообменници AC500 се използват като кондензатори и всеки един е напълнен с 30 kg пропан. Simaka проектира системата с 50% резервиране, за да гарантира, че системата ще продължи да осигурява половината от общия капацитет, ако един от контурите на хладилния агент откаже.

Освен това, наличието на два отделни кондензатора позволява на операторите да управляват различни налягания на кондензация, а оттам и температури в двата хладилни кръга. Например, един кръг може да работи при по-ниска температура на нагнетяване, активирана от по-ниско налягане, което води до по-голяма топлинна ефективност и по този начин енергийна ефективност.

Сравнение на хладилния агент от Simaka Energie-und Umwelttechnik GmbH

Уникална конструкция, отговаряща на високите изисквания

Големите споени пластинчати топлообменници AC1000 са проектирани с много малка заемана площ, което помогна на Simaka да се възползва напълно от добрите пространствени характеристики на R290. В резултат на това, термопомпената система с голям капацитет, която са проектирали, може да достави необходимите 550 kW в компактна и по този начин спестяваща разходи конструкция.

Благодарение на уникалната конструкция на асиметричната пластина FlexFlow™ на Alfa Laval и напълно персонализираната интегрирана разпределителна система Dynastatic™, големите споени пластинчати топлообменници AC1000 осигуряват отлично разпределение на хладилния агент и в същото време постигат ниски загуби на налягане от страна на хидравличното охлаждане. Това намалява изискванията за капацитет на помпата, което намалява консумацията на електрическа енергия и това води до още по-ниски емисии на CO₂. Освен това, асиметрията на пластината гарантира най-добра топлопроизводителност дори при частичен товар.

„С Alfa Laval винаги намираме необходимото ноу-хау и опит за проектиране, за да осигурим оптималните топлообменници за нашите системи“, споделя Uitz. „Това важи от най-малкия до най-големия капацитет, който използваме, включително детайли като връщането на маслото, както и подхода с много близка температура, така че няма компромис с ефективността. Подходихме към този проект с високи изисквания, а Alfa Laval, прецизно отговаряйки на тях, проектира нашите големи споени пластинчати топлообменници AC1000.“

Надеждна производителност със съответната обезпечена безопасност

Използваните в системата 60 кг пропан са далеч над границата за работа без специална защита от експлозия. Следователно безопасността беше ключов фактор при изграждането на системата и избора на компоненти от Simaka. Това беше още една причина да се разчита на толкова тясно сътрудничество с Alfa Laval.

Топлообменниците са в крайна сметка най-важното, когато се работи със запалими хладилни агенти“, споделя Uitz. „Използваните топлообменници трябва да бъдат абсолютно надеждни и то в дългосрочен план. И тук качеството на Alfa Laval никога не ни е разочаровало. Не сме имали нито един отказ поради протекъл топлообменник.“

Конструкцията с резервиране отново предлага предимство, тъй като означава, че количеството пропан в даден хладилен кръг се намалява наполовина. Ако пропанът бъде изпуснат, системата веднага ще изключи и взривобезопасен вентилатор ще го продуха. Това може да бъде направено безопасно, тъй като системата е разположена на покрива на супермаркета, а не вътре в сградата, и Uitz препоръчва всяка система от такъв мащаб, използваща запалими хладилни агенти, да бъде инсталирана на открито точно поради тази причина.

Термопомпа тип SIMATRON WP550SW, в Simaka Energie- und Umwelttechnik GmbH.

Успешни резултати на едно успешно партньорство

Въпреки че много клиенти все още могат да имат опасения за безопасността, Simaka е уверен, че пропанът и другите въглеводороди ще продължат да набират скорост на разпространение на пазара в средносрочен план. „В дългосрочен план няма как да бъдат заобиколени запалимите хладилни агенти“, споделя Uitz. „R290 позволява изграждането на компактни, ефективни системи благодарение на обемния си хладилен капацитет. Това се отразява в ниските капиталови и оперативни разходи на клиентите. В същото време ниският GWP гарантира, че той ще продължи да отговаря на изискванията на законодателството далеч след 2030 г.“

Предвид успеха на проекта за швейцарския супермаркет, Uitz гледа положително на перспективите за бъдещето. „За нас това означава много вълнуващи проекти в тясно партньорство с Alfa Laval през следващите години“, добавя тя. „Очакваме ги с нетърпение, тъй като нашето професионално сътрудничество роди много страхотни идеи, които успяхме да превърнем в перфектна реалност с подкрепата на цялостното обслужване на Alfa Laval.”

Изтегляне на цялата история