DARMOWE CHŁODZENIE* czyli FREE-COOLING

Przemysłowe instalacje chłodnicze, które pracują przy stałych obciążeniach roboczych oraz wysokich temperaturach cieczy procesowej (woda o temp. 7°C lub wyższej) są idealne do zastosowania free-coolingu. W układzie free-coolingu chłodne powietrze zewnętrzne może być wykorzystywane jako źródło „darmowego” chłodu, pozwalającego zastąpić energię elektryczną zużywaną do napędu sprężarek.

Możliwe są następujące rodzaje free-coolingu:

• PEŁNY:

temperatura powietrza zewnętrznego pozwala na zaspokojenie całego zapotrzebowania chłodniczego. Cała wydajność chłodnicza jest zapewniana wyłącznie przez powietrze zewnętrzne, przepływające przez wymiennik free-coolingu, przy wyłączonym układzie sprężarkowym agregatu. Tryb ten pozwala na uzyskiwanie maksymalnych oszczędności energii.

• CZĘŚCIOWY:

gdy temperatura powietrza zewnętrznego jest niższa niż temperatura wody na powrocie z instalacji, lecz niewystarczająca do osiągnięcia pełnej wydajności agregatu, realizowany jest free-cooling częściowy. Część wydajności chłodniczej jest dostarczana przez powietrze zewnętrzne, a pozostała część przez układ sprężarkowy, z zastosowaniem zoptymalizowanego algorytmu zarządzania zasobami. W tym przypadku realizowana jest równoległa praca obu układów chłodniczych.

W trybie częściowego free-coolingu układ rozpoczyna pracę, gdy temperatura zewnętrzna jest o 3,6 do 4°C niższa od temperatury cieczy na powrocie z instalacji.
Woda poprzez zawór trójdrogowy jest kierowana najpierw do wymiennika free-coolingu, a następnie do obiegu chłodniczego agregatu. Sterownik automatycznie zmniejsza obciążenie sprężarek po przez redukcję wydajności obiegu chłodniczego agregatu za pomocą zaworu 3-drogowego (lub dwóch zaworów 2-drogowych), który steruje kierunkiem przepływu wody dolotowej. W miesiącach jesienno-wiosennych układ free-coolingu działa jak urządzenie wstępnie schładzające wodę i pozwala znacznie zmniejszyć moc pobieraną przez sprężarki, a tym samym zużycie energii przez agregat.

Schemat działania

Rysunek 1. Uproszczony schemat układu free-coolingu

Dowiedz się więcej

Skontaktuj się z nami już teraz

Skontakuj się

Praktyczne przykłady

Poniżej zaprezentujemy praktyczny przykład, aby lepiej zrozumieć, jak działa częściowy free-cooling.

parametry robocze:

• Wydajność chłodnicza: 200 kW
• EWT (temperatura powrotu wody): 12°C
• LWT (temperatura wody na wylocie): 7°C
• Temperatura 100% free-coolingu: 2°C
• Temperatura zewnętrzna: 35°C

Na schemacie przedstawionym na rysunku 2 możemy wyróżnić 4 punkty oraz 2 podstawowe obszary:

• Punkt D: Oznacza temperaturę wody procesowej na wlocie do agregatu chłodniczego.

• Punkt C: Oznacza temperaturę, przy której możliwe jest korzy stanie z układu free-coolingu wewnątrz agregatu. Punkt ten jest bezpośrednio powiązany z temperaturą EWT. Im wyższa jest wartość EWT, tym bardziej na prawo punkt ten będzie przesunięty na wykresie, umożliwiając szybsze załączanie układu free-coolingu.

• Punkty B i A: ich położenie wynika z temperatury, przy której uzyskuje się 100% free-cooling. Dla rozpatrywanego typu agregatu temperatura ta wynosi 2°C. Przy dalszym obniżaniu się temperatury zewnętrznej agregat będzie pracować wyłącznie w trybie free--cooling, zapewniając uzyskiwanie maksymalnych zysków

Rysunek 2. Temperatura wody 12°C - 7°C, temperatura zewnętrzna 35°C

• Pole 2: Przy parametrach roboczych zawierających się w tym polu wykresu agregat pracuje w trybie częściowego free-coolingu. Przy temperaturach powietrza zewnętrznego powyżej 6°C nie jest możliwe korzystanie z układu free-coolingu.

• Pole 1: Temperatura zewnętrzna jest na tyle niska, że umożliwia wykorzystywanie w 100% wydajności free-coolingu.

Na podstawie punktów przecięcia krzywych wykresu pokazanych na rysunku 2 można wyznaczyć następujące dane:

Tabela 1. Dane dla układu free-coolingu o wydajności 100 kW (przykład 1)

Gdyby 100 kW wydajności chłodniczej agregatu przyjętego w przykładzie 1 było generowane przez układ free-coolingu, temperatura wody na wylocie z układu free-coolingu wynosiłaby 9,5°C. Wzór do obliczania tej wartości jest bardzo prosty i jest następujący:

EWT-(EWT-LWT)*FC%
EWT - temperatura wody wlotowej
LWT - temperatura wody wylotowej

W ten sam sposób wykonano obliczenia dla innych wydajności, przed stawione poniżej:

Tabela 2. Dane dla układu free-coolingu o wydajności 150 kW (przykład 1)

Tabela 3. Dane dla układu free-coolingu o wydajności 180 kW (przykład 1)

*Darmowe Chłodzenie jest bezpośrednim tłumaczeniem angielskiego słowa FREE-COOLING. W rzeczywistości systemy freecooling przynoszą znaczące oszczędności energii.

Czytaj dalej ->