Omogućavanje održivog, efikasnog i bezbednog grejanja i hlađenja propanom

Simaka Energie- und UmWelttechnik GmbH, nemački dobavljač termičkih rešenja, je jedna kompanija koja je želela da pokaže svojim klijentima potencijal rada sa propanom kao rashladnim sredstvom. Zajedno sa Alfa Laval, projektovali su sistem toplotne pumpe za švajcarski lanac supermarketa, zasnovan na tri Alfa Laval lemljena pločasta izmenjivača toplote; koji su izuzetno veliki, imaju veoma veliki kapacitet i koriste R290 kao rashladno sredstvo. Rezultat je bilo inovativno rešenje za grejanje i hlađenje koje nudi najbolju garanciju dugoročne održivosti, energetske efikasnosti i bezbednog rada.

Simaka-case-stori02.jpgInstalled Alfa Laval lemljeni pločasti izmenjivači toplote u toplotnoj pumpi. levo; AC500 kondenzator, u centru; AC1000 isparivač, desno AC500 kondenzator.

Simaka-ina misija je da razvije prilagođene sisteme za kupce, koji prevazilaze zahteve za toplotnom efikasnošću, nivoom GWP-a i ekonomičnošću, obezbeđujući bezbrižnost u budućnosti. Sa sedištem u Argenbilu u Baden-Virtembergu, Nemačka, oni su rani usvojili prirodne rashladne fluide, dizajnirajući inovativne toplotne pumpe za industrijsko grejanje i hlađenje dugi niz godina. Kompanija je stoga u jedinstvenom položaju da razume zahteve današnjeg tržišta i izazove koji se javljaju za kupce u prelasku na alternative sa niskim GWP.

Po mom mišljenju, Uredba o F-gasu predstavlja najveće odstupanje u vezi sa zabranama rashladnih sredstava u poslednjih 30 godina“, objašnjava Karsten Uitz, generalni direktor Simaka. „Do sada je uvek postojala zamena koja je ispunjavala sve relevantne bezbednosne kriterijume. Međutim, danas, kao izvođač radova na hlađenju, ne možete zaobići zapaljive rashladne fluide kao što su propan ili R1234ze. Morate biti u stanju da se nosite sa njima."

Na čelu industrije prirodnih rashladnih sredstava

Simaka se nalazi samo 50 kilometara od nemačke granice sa Švajcarskom, zemljom koja je prednjačila u primeni zahteva za rashladnim fluidima sa nižim GWP-om. Kao rezultat toga, preduzeća koja posluju u Švajcarskoj smatraju da je velika verovatnoća da će budućnost doneti još teže ciljeve održivosti.

Ova razmatranja su bila centralna za veliki švajcarski lanac supermarketa, koji je u leto 2020. godine pozvao na ponude za toplotnu pumpu sa funkcijom konstantnog hlađenja. Specifikacije kupca zahtevale su ukupnu snagu od 550 kW i, što je kritično, upotrebu R290 kao glavnog rashladnog sredstva. S obzirom na Simakin inovativni fokus na upotrebu prirodnog rashladnog sredstva, Uitz i njegov tim procesnih inženjera bili su željni da prihvate izazov – i pobedili su konkurenciju.

Obezbeđivanje maksimalne efikasnosti je u svakom detalju

„Efikasnost je Simakina strast i mi gradimo sisteme koji našim klijentima pružaju najbolje prednosti do najsitnijih detalja“, kaže Uitz. „Znamo da ako toplotna pumpa ne radi na predviđenom nivou efikasnosti, biće više troškova električne energije u budućnosti, kao i veće emisije CO₂ na kraju. Osiguravanje da će naš sistem isporučiti obećane performanse bio je timski napor sa Alfa Lavalom, jer se mogu 100% osloniti na njih da optimalno dimenzioniraju i sastave potrebne komponente za nas.“

Za švajcarski lanac supermarketa, Simaka je razvio sistem grejanja i hlađenja, koji je povezan preko velikog Alfa Laval AC1000 lemljenih pločastih izmenjivača toplote na hidraulični krug za hlađenje i dva identična AC500 lemljena pločasta izmenjivača toplote povezana na dva odvojena hidraulična kruga grejanja. AC500 lemljeni pločasti izmenjivači toplote se koriste kao kondenzatori i svaki je napunjen sa 30 kg propana. Simaka preduzeće je dizajniralo sistem sa 50% redundanse kako bi osigurao da sistem nastavi da pruža polovinu ukupnog kapaciteta ako se jedno kolo rashladnog sredstva pokvari.

Pored toga, posedovanje dva odvojena kondenzatora omogućava operaterima da koriste različite pritiske kondenzacije, a time i temperature u dva rashladna kola. Na primer, jedno kolo može da radi na nižoj temperaturi pražnjenja omogućenom nižim pritiskom što rezultira većom toplotnom efikasnošću, a time i energetskom efikasnošću.

Poređenje rashladnog sredstva od strane Simaka Energie-
und Umwelttechnik GmbH

Jedinstveni dizajni koji ispunjavaju visoke zahteve

Veliki AC1000 lemljeni pločasti razmenjivači toplote dizajnirani su sa veoma malim otiskom, što je pomoglo Simaki da u potpunosti iskoristi dobre volumetrijske performanse R290. Kao rezultat toga, sistem toplotne pumpe velikog kapaciteta koji su oni projektovali može da isporuči potrebnih 550 kW u okviru kompaktnog dizajna koji štedi troškove.

Zahvaljujući Alfa Laval-ovom jedinstvenom FlexFlow™ dizajnu asimetrične ploče i potpuno prilagođenom Dinastatic™ integrisanom sistemu distribucije, veliki AC1000 lemljeni pločasti izmenjivači toplote obezbeđuju odličnu distribuciju rashladnog sredstva, a istovremeno postižu male gubitke pritiska na strani hidrauličkog hlađenja. Ovo smanjuje zahteve za kapacitetom pumpe, što smanjuje potrošnju električne energije i to dovodi do još većeg smanjenja emisije CO2. Dodatno, asimetrija ploče garantuje najbolje termičke performanse čak i pri delimičnim opterećenjima.

„Sa Alfa Lavalom uvek pronalazimo znanje o dizajnu i iskustvo potrebno da obezbedimo optimalne izmenjivače toplote za naše sisteme“, kaže Uitz. „To je tačno od najmanjih kapaciteta do najvećih koje koristimo, i uključuje detalje kao što je povrat ulja, kao i veoma bliski temperaturni pristup, tako da nema kompromisa u pogledu efikasnosti. Došli smo do ovog projekta sa visokim zahtevima, a Alfa Laval je dizajnirao naše velike AC1000 lemljene pločaste izmenjivače toplote kako bi ih tačno ispunio."

Pouzdane performanse sa sigurnošću

60 kg propana koji se koristi u sistemu je daleko iznad granice za rad bez namenske zaštite od eksplozije. Bezbednost je stoga bila ključni faktor u izgradnji sistema i Simakinom izboru komponenti. To je bio još jedan razlog zašto su se oslonili na tako blisku saradnju sa Alfa Lavalom.

Izmenjivači toplote su glavni kada se radi sa zapaljivim rashladnim fluidima“, kaže Uitz. „Izmenjivači toplote koji se koriste moraju biti apsolutno pouzdani, čak i na duži rok. I ovde nas kvalitet Alfa Lavala nikada nije razočarao. Nikada nismo imali nijedan kvar zbog izmenjivača toplote koji curi.”

Dizajn redundanse još jednom nudi prednost, jer znači da je količina propana u datom rashladnom krugu smanjena za polovinu. Kada bi propan iscurio, sistem bi se odmah isključio, a ventilator otporan na eksploziju bi ga oduvao. Ovo se može bezbedno uraditi pošto se sistem nalazi na krovu supermarketa, a ne unutar zgrade, a Uitz preporučuje da se bilo koji sistem takve razmere koji koristi zapaljiva rashladna sredstva treba instalirati na otvorenom baš iz tog razloga.

Toplotna pumpa tipa SIMATRON WP550SW, at Simaka Energie- und Umwelttechnik GmbH.

Uspešni rezultati uspešnog partnerstva

Iako mnogi kupci i dalje mogu biti zabrinuti za bezbednost, Simaka je uverena da će propan i drugi ugljovodonici nastaviti da dobijaju prevagu na tržištu u srednjem roku. „Dugoročno, neće biti zaobilaženja zapaljivih rashladnih sredstava“, zaključuje Uitz. „R290 omogućava izgradnju kompaktnih, efikasnih sistema zahvaljujući volumetrijskom kapacitetu hlađenja. Ovo se ogleda u niskim CAPEX i OPEX vrednostima za kupce. Istovremeno, nizak GWP garantuje da će nastaviti da ispunjava zahteve zakonodavstva i nakon 2030.

S obzirom na uspeh projekta švajcarskog supermarketa, Uitz pozitivno gleda na izglede za budućnost. „Za nas ovo znači mnogo uzbudljivih projekata u bliskom partnerstvu sa Alfa Lavalom u narednim godinama“, dodaje on. „Radujemo im se, jer je naša profesionalna saradnja rezultirala mnogim sjajnim idejama koje smo uspeli da pretvorimo u savršenu stvarnost uz podršku sveobuhvatne usluge Alfa Lavala.“

Preuzmite celu priču