Nov projekt podjetja OMEGA AIR

Optimizacija industrijskega hlajenja z vodo

Z višjimi stroški električne energije v zadnjem obdobju se vedno več poudarka namenja tudi možnostim prihranka na področju hlajenja v industriji. Marsikatera proizvodnja za zagotavljanje hlajenja proizvodnega procesa sloni na zračno hlajenih hladilnikih vode (glikola) z uporabo kompresorjev. Ta način hlajenja ima določene prednosti, medtem ko je ena od slabosti relativno visoka poraba električne energije, ki jo kompresorji potrebujejo za svoje delovanje.

Prosto hlajenje ali ponovna uporaba toplote

• ponovna uporaba toplote (rekuperacija) in

• prosto hlajenje (free-cooling).

Katero izbrati, pa je odvisno od različnih parametrov.

Ponovna uporaba odvečne toplote je običajno smiselna tam, kjer se poleg hlajenja na eni strani konstantno pojavlja tudi določena potreba po gretju na drugi strani. Z uporabo tega sistema lahko odvečno toploto namesto na prosto usmerimo tja, kjer lahko odvečno toploto dejansko uporabimo.

Prosto hlajenje po drugi strani omogoča prihranke električne energije tako, da namesto kompresorjev uporabimo ventilatorje, ki so bistveno manj potratni z energijo. S pomočjo hladnega zraka na prostem odvedemo odvečno toploto v okolico. Obstoječi hladilnik lahko zamenjamo s takim, ki ima že vgrajeno prosto hlajenje, če pa obstoječi hladilnik vode/glikola še ni zrel za zamenjavo, lahko preverimo tudi možnost nadgradnje tega hladilnika s suhim hladilcem.

Primer nadgradnje s suhim hladilcem

Z znanjem, primernimi orodji in izkušnjami lahko pripravimo energetsko oceno za tako nadgradnjo. Na podlagi energetske analize lahko preverimo smotrnost tovrstne investicije.

Za lažjo predstavo si oglejmo primer nedavno realizirane nadgradnje obstoječega kompresorskega hladilnika vode, ki ga zaradi nižje starosti in dobrega siceršnjega stanja še ni bilo smiselno zamenjati z novimi hladilnikom z vgrajenim prostim hlajenjem (free-cooling). Tudi opcija ponovne uporabe toplote (rekuperacija) se ni izkazala za smiselno, saj v tem podjetju ni bilo potrebe po konstantnem odjemu odvečne toplote iz sistema za uporabo v kateri drugi aplikaciji.

Ob pregledu delovanja sistema se je že na začetku pojavilo vprašanje, ali je res treba ohlajati mešanico vode in glikola na tako nizko temperaturo, kot je bila prvotno nastavljena. Ugotovljeno je bilo, da lahko stranka dvigne nastavljeno temperaturo za skoraj 10 °C brez negativnih učinkov na proizvodni proces ali kakovost končnega izdelka. V tej točki smo torej že zagotovili nekaj prihrankov na energiji. Nižje temperature namreč nekoliko zmanjšajo efektivnost hlajenja s pomočjo kompresorjev, bistveno pa lahko prispevajo na energetske prihranke ob uporabi prostega hlajenja z zrakom.

» Slika 1: Sistem s hladilnikom vode in suhim hladilcem

Kasneje smo se lotili preračunov energetskih prihrankov, ki jih lahko dosežemo, če zračno hlajenemu hladilniku s kompresorji dogradimo še suhi hladilec.

Stranka je potrebovala približno 100 kW hladilne kapacitete, izbirali pa smo med suhimi hladilci navpične postavitve, zaradi prostorske optimizacije.

Ker je imela stranka nekaj težav z visokimi padci tlaka vode v sistemu in smo se želeli izogniti nadgradnji črpalke, smo bili nekoliko omejeni še s tem dejavnikom.

Izbrali smo suhi hladilec, ki je čim bolj ustrezal naslednjim dejavnikom:

• majhen tlačni padec,

• nizka poraba energije,

• zadostna hladilna kapaciteta skozi večino leta in

• nizka cena.

Izračun prihrankov

Za preračun prihrankov na račun prostega hlajenja hladilnega medija z zrakom uporabljamo aplikacijo, ki upošteva delovanje hladilnika in prostega hladilca, dolgoročne vremenske podatke na izbrani lokaciji in upošteva delovanje proizvodnje glede na ure v dnevu. Če torej stranka obratuje v dopoldanski izmeni, lahko pripravimo preračun le na dopoldanske temperaturne pogoje, ki ne upoštevajo nižjih nočnih temperatur, s katerimi bi lahko nerealno višali pričakovane prihranke.

V aplikacijo za preračun prihrankov smo torej vnesli potrebne podatke ter tako dobili izračun obstoječe porabe električne energije in pričakovani porabi po nadgradnji.

» Slika 2: Navpična in vodoravna varianta suhega hladilca

» Slika 2: Navpična in vodoravna varianta suhega hladilca

» Graf 1: Poraba elektrike in kapacitete

» Graf 2: Poraba, prihranki, investicija in povratna doba

Zaključek

Podobnih projektov smo v podjetju OMEGA AIR izvedli že kar precej. Stranke pa so ob spremljanju porabe električne energije več kot zadovoljne. Vsaka proizvodnja ima seveda specifične potrebe po hlaj enju, zato je treba pri reševanju optimizacije upoštevati tudi unikatne potrebe vsake proizvodnje. www.omega-air.si