S CO2 sa chladí komfortne

 

 S CO2 sa chladí komfortne

27 september v Banskej Bystrici na Tescu a v Kauflande

Strojovne s chladivom CO2 boli nielen čisté, ale aj pomerne tiché, čo je dané najmä menším tlakovým pomerom stláčania a môže z toho vyplynúť aj vyššia tesnosť, menšia poruchovosť, najmä čo sa týka úniku chladiva.

Hranica 40 kW v obchodnom chladení od roku 2022

Chladiace okruhy s CO2 sa presadili najmä v obchodnom chladení od výkonu 40 kW pre ZKJ. 40 kW podľa Nar. 517/2014/EU bodu 13 v prílohe III sa vzťahuje na menovitý výkon  jednoduchého chladiaceho okruhu s vyparovacou teplotou -10°C pre stredné teploty (MT) a -35°C pre nízke teploty (LT) pri vonkajšej teplote 32°C. V prípade dvoch úplne nezávislých chladiacich okruhov pre MT a LT fungujúce oddelene s priamou expanziou, potom zákaz použitia chladív s GWP väčším ako 150 od roku 2022 sa použije na každý okruh zvlášť, ak prekročí výkonovú hranicu 40 kW. Ak jeden chladiaci okruh zabezpečuje aj MT aj LT výkon v tom istom čase, súčet oboch výkonov je odpovedajúci výkonu celého systému. Inak, vyšší z oboch výkonov je porovnaný s hranicou 40 kW, či nie je prekročená. Pre viacfunkčné systémy len chladiaci výkon sa použije a nie súčet výkonov pre chladenie a vykurovanie.

 

Jednoduché kaskády už sa nebudú projektovať

Definícia  povolených kaskád v Nar. 517/2014/EU vyžaduje, aby MT okruh (stredné teploty) bol rozdelený na primárny a sekundárny okruh. Z toho vyplýva, že jednoduchá kaskáda s R134a v primárnom okruhu tiež slúžiacom na chladenie pre stredné teploty MT s priamou expanziou (DX systém) a absorpciu tepla z okruhu s CO2 pre nízke teploty LT nepatrí do tejto definície. Takéto kaskády sa inštalovali u nás najmä v Kauflandoch. Patria medzi spoľahlivé, energeticky veľmi efektívne zariadenia.

Sprava Vladimír Kubík, Jozef Náčin a Ján Selecký zo spoločnosti ECHOS Banská Bystrica pred ohradeným priestorom na Kauflande s kondenzátorom chladiaceho obehu s R134a s poistnými ventilmi s výfukom do okolia z podkritického mraziaceho okruhu s CO2

 

Stav zariadenia s chladivom CO2 v kľudovom stave

Únik chladiva najmä z nižšieho, mraziaceho stupňa nastane, ak sa napríklad preruší dodávka elektriny. Kľudový stav môže nastať napríklad pri výpadku elektrického prúdu. Následne dochádza ku zvýšeniu tlaku v chladiacom okruhu v dôsledku jeho otepľovania, ktoré treba rozlišovať na:

  • Podkritickom
  • Nadkritickom okruhu.

            V podkritickom najmä mraziacom okruhu dochádza k rastu tlaku postupne na tlak poistných ventilov, ktoré začnú CO2 prepúšťať do okolia. Nárast tlaku na úroveň tlaku poistných ventilov môže byť rýchly za cca 30-60 minút.

V stredotlakej časti je nárast tlaku na úroveň tlaku poistných ventilov pomalší a môže trvať viac hodín, kým poistné ventily začnú CO2 prepúšťať do okolia.

Ak sa prevádzka chladiaceho okruhu obnoví do cca 10 hodín, straty chladiva nebývajú tak veľké, aby sa chladiaci okruh neuviedol automaticky do prevádzky. Straty chladiva je však potrebné doplniť.

 

 

Pravidlo palca – rast tlaku o 10 bar na Kelvin rastúcej teploty

Tlak uzatvoreného kvapalného R744 rastie rýchlejšie v porovnaní s inými chladivami. Toto nebezpečenstvo je zvýšené potencionálnym uzatvorením kvapalného R744 pri nízkych teplotách a následnému vystaveniu vyšším teplotám okolia. Systémy musia byť vybavené s poistnými ventilmi, kdekoľvek kvapalina môže byť uzatvorená počas prevádzky alebo pri servise. 

 

V strojovni v TESCU

Naľavo chladiaca jednotka na podchladzovanie kvapalného CO2. V strede ovládacia jednotka, ktorá zobrazuje všetky prevádzkové stavy pripojených vitrín, boxov, ... vrátane vypočítaných hodnôt ako sú prehriatie na výparníku, nasávacie prehriatie, rozdiely teplôt na výparníku a podobne. Napravo skrinky s prevádzkovou dokumentáciou, záznamníkov, ...

 

Sprchovací systém plochy pod kondenzátormi s nasávaním zvlhčeného chladnejšieho vzduchu pri vysokých vonkajších teplotách a napravo pevný detektor koncentrácie CO2

 

Fľaše s R744

Oxid uhličitý CO2 - R744 je dostupný v šedých fľašiach s univerzálnym ventilom na odber v tekutom i plynnom stave. Je tiež dostupný v bareloch, nádržiach. Fľaše s R744 sú ťažšie ako s inými chladivami. Tomu musí byť venovaná pozornosť pri manipulácii s nimi. Bývajú menej stabilné vzhľadom na pomer priemeru fľaše a jej výšky. Preto musia byť zabezpečené proti pohybu pri skladovaní a preprave.

Plnenie chladiacich okruhov chladivom R744 sa vykonáva z oceľových fľaší, ktoré sa dodávajú v troch modifikáciách:

  1. Bez stredovej rúrky  - výstup chladiva je v plynnej fáze
  2. S vnorenou strednou rúrkou – fľaše označené bývajú písmenom „T“ predtým „S“ (sifón) s výstupom v kvapalnej fáze
  3. S univerzálnym ventilom pre plnenie v kvapalnej i plynnej fáze

Fľaše bez vnorenej rúrky alebo s vnorenou rúrkou označené ako „T“ ako Tauchrohre – v nemčine „Stúpačka / Ponorná trubica“ alebo „S“ sifón. Pri plnení okruhu kvapalnou fázou nesmie tlak klesnúť pod trojný bod, inak sa vytvorí zátka suchého ľadu, pred ktorou môže tlak narastať a spôsobiť vystrelenie zátky, pretrhnutie rúrky, hadice, ktorú môže nebezpečne rozkmitať.

Pri plnení kvapalnou sa nepoužíva redukčná armatúra, pretože zníženie tlaku by mohlo spôsobiť tvorbu suchého ľadu.

 

Naľavo stojace fľaše označené písmenom S alebo T majú vnorenú rúrku, ktorá umožňuje plnenie kvapalným CO2. Pokiaľ majú fľaše univerzálny ventil - obrázky napravo -, potom je umožnené plnenie v parách aj v kvapaline. Na strednom obrázku je uzáver v prepravnej polohe. Na pravom obrázku je umožnené plnenie v parách a po premiestnení uzáveru naľavo, by sa mohlo plniť v kvapaline.

Plynným chladivom sa zruší vákuum na tlak 6-10 Bar, aby nehrozila tvorba suchého ľadu. Potom sa využije výstup plniaceho ventilu fľaše pre kvapalinu a plní sa okruh a stredotlaká nádoba kvapalinou až na optimum.

 

Plniaca armatúra

Fľaša na plnenie parami sa nikdy nepripája priamo, vždy musí byť pripojená cez redukčný ventil. Plniace hadice musia byť vákuované alebo prefúknuté pred plnením na zníženie prímesí najmä vzduchu a vlhkosti do systému.

Naľavo plniaca armatúra – redukčný ventil z max 200 na 60 bar pre plnenie buď plynným alebo kvapalným CO2. Na pravom obrázkupodľa skupenstva sa volí redukcia na typicky hydraulickú ohybná oceľovú hadicu s väčším prierezom pre plyn a s menším pre kvapalinu.

 

Servisné ručne ovládané ventily na servisné práce. Schrader ventily sa nesmú používať. Mohli by sa zablokovať suchým ľadom. Poistné ventily sú na každej uzatvárateľnej časti chladiaceho okruhu, vrátane kompresora (obrázok napravo)

 

Pri plnení R-744 musí byť venovaná pozornosť systému, aby sa zaistilo, že tlak uvoľňujúce ventily sa neotvoria. Tlak v nádobe s R-744 môže byť vyšší, ako otvárací tlak poistných ventilov, najmä v nízkotlakej časti kaskádnych systémov a v medzi stupňovej stredotlakej časti transkritického boostrového systému. Aby sa vyhlo otvoreniu PRV (pressure relief valve), chladivo sa plní pomaly, aby sa tlak stačil v systéme vyrovnávať.

 

 

Prepravné chladenie

Generálne opravy kompresorov

Spoločnosť ECHOS vykonáva vo vlastných priestoroch opravy prepravného chladenia, generálne opravy kompresorov a výmeny kompresorov aj v kaskádnych okruhoch pre kryogénne chladenie do -80°C.

 

Prepravné chladenie s vlastným dieselovým motorom paralelne s elektromotorom. Vnútorná jednotka vyfukuje ochladený vzduch medzi stropom a plachtou tak, aby sa dopravil až na koniec skrine Napravo generálne opravy kompresorov.

Conveni Pack

 

Napravo systém Conveni Pack, ktorý firma ECHOS inštalovala v najnovšej Bille s názvom „Terminál“ Banská Bystrica s chladivom R410A. Na obrázku je v režime tepelné čerpadlo v zime, kedy- kondenzačné teplo odberané z chladiacich a mraziacich boxov nepostačuje na vykurovanie cez vnútorné klimatizačné jednotky. Chýbajúce teplo sa odoberá z vonkajšieho prostredia a transformuje na vyššiu teplotnú úroveň.

 

Viac informácií nájdete v časopise Správy 8/2017