Znížte svoje náklady na energiu pomocou voľného chladenia – udržateľný prístup

Znižovanie spotreby energie je kľúčovou súčasťou nášho globálneho úsilia o zníženie emisií uhlíka. Čím efektívnejšie dokážeme naše procesy zefektívniť, tým nižšia je naša uhlíková produkcia a tým udržateľnejšími sa staneme.

V priemysle neexistuje jedno zlaté pravidlo na zníženie spotreby, skôr je to kombinácia viacerých malých výhier, ktoré v kombinácii vytvárajú systém, ktorý je oveľa ekonomickejšie a ekologickejší.

Každé odvetvie, ktoré vyžaduje proces chladenia, môže ťažiť z udržateľnejšieho chladenia, ako je voľné chladenie.

Čo je to voľné chladenie?

Voľné chladenie využíva nízke teploty vonkajšieho vzduchu na pomoc pri chladení vody pre priemyselné aplikácie regulácie teploty alebo v systémoch HVAC.

Je rýchly, efektívny a mimoriadne ekonomický, najmä v oblastiach s chladným obdobím, ako je Spojené kráľovstvo, kde je možné dosiahnuť úsporu energie až 80 %.

Ako funguje voľné chladenie?

Použitie voľného chladenia v priemyselnej aplikácii regulácie teploty sa líši od riešenia chladenia prostredia, pretože čerstvý okolitý vzduch nie je možné nasávať priamo do chladiaceho okruhu.

Preto, aby sa využili výhody nízkych teplôt okolia, je potrebné do okruhu zaviesť voľnú chladiacu špirálu.

Keď teplota okolitého vzduchu klesne len o 1 °C pod teplotu spiatočky procesnej kvapaliny, 3-cestný ventil odvádza vratnú procesnú kvapalinu cez špirálu voľného chladenia, v ktorej chladnejší okolitý vzduch odvádza procesné teplo a ochladzuje vratnú kvapalinu (čiastočné voľné chladenie), potom prúdi cez výparník chladiča, kde sa dosiahne požadovaná nastavená hodnota teplôt – čím sa zníži dopyt po komponentoch vášho chladiča a predĺži sa ich životnosť.

Keď teplota okolitého vzduchu neustále klesá, množstvo procesného tepla odvádzaného z procesnej kvapaliny vzduchom sa zvyšuje, čím sa postupne znižuje zaťaženie chladiča. Pri teplote 5 °C pod teplotou prívodnej procesnej kvapaliny je všetko procesné teplo odvádzané okolitým vzduchom vo voľnom chladiči – čím sa zabezpečuje úplné voľné chladenie.

V Spojenom kráľovstve, Írsku a veľkej časti západnej Európy naše relatívne chladné podnebie umožňuje čiastočné alebo úplné voľné chladenie po väčšinu roka. To znamená, že najmä v období od októbra do apríla je možné dosiahnuť značné úspory energie, v niektorých prípadoch až 80 % úspory elektrickej energie.

Typ voľného chladenia

Samostatný systém voľného chladenia vidí nezávislú jednotku voľného chladenia pracujúcu spolu s elektromechanickým chladičom.

Keďže systém pozostáva z najmenej dvoch jednotiek, vyžaduje väčšie množstvo priestoru vzhľadom na pôdorys zariadenia a následnú potrebu umožniť cirkuláciu vzduchu okolo jednotiek. Zväčšená stopa však znamená väčšiu plochu, čo umožňuje lepšie nakladanie dielcov – podobne ako 80 % úspora prevádzkových nákladov ročne.

A čo viac, samostatné systémy voľného chladenia majú kapacitu poskytnúť 100 % voľné chladenie pri vyššej teplote okolitého vzduchu ako integrované chladiče s voľným chladením. Z pohľadu cap-ex môže samostatný systém voľného chladenia fungovať spolu s existujúcim chladičom.

Počiatočné náklady ako také môžu byť nižšie, pretože pôvodný chladič môže zostať v prevádzke.

Integrované jednotky voľného chladenia sú životaschopnou voľbou pre miesta, ktoré nemusia mať dostupnú podlahovú plochu na umiestnenie samostatných jednotiek.

Je ideálny pre vysokokapacitné systémy s obmedzeným dostupným pôdorysom, pretože samostatný systém v takomto rozsahu by vyžadoval značnú podlahovú plochu na umiestnenie potrebného vybavenia.

Aby však integrovaný systém dosiahol 100 % voľné chladenie, musí byť teplota okolitého vzduchu nižšia; zvyčajne v oblasti 2 °C v porovnaní s 5 °C pre samostatné systémy.

Potrebujem nový chladič na to, aby voľné chladenie fungovalo?

Voľné chladenie funguje buď s chladičom so zabudovanou špirálou voľného chladenia alebo s voľným chladičom pracujúcim v sérii s chladičom. Ten je efektívnejší vďaka väčšej ploche poskytovanej vzduchovým chladičom a sme schopní ponúknuť obe možnosti.

Diaľkový voľný chladič je navrhnutý tak, aby nerobil nič iné, len poskytoval bezplatné chladenie a má svoj vlastný účelový riadiaci systém, 3-cestný ventil a obtokový systém. Preto je to jednoduchý a spoľahlivý spôsob, ako dosiahnuť maximálne úspory a rýchlu návratnosť.

Keďže je systém plne zabalený, kompletný s integrovanými ovládacími prvkami, 3-cestným ventilom a pohonom a obtokovým potrubím, možno ich jednoducho nainštalovať na existujúce systémy, ako aj na novostavby.

Nie je potrebná žiadna komunikácia medzi voľným chladičom a chladičom. V typických procesných chladiacich systémoch je možné chladiče vyložiť až na 90 % roka.

Príklady voľného chladenia

Voľné chladenie pomáha spoločnosti CNC & Wire EDM dosiahnuť ročné úspory 17 500 GBP

Popredná spoločnosť v oblasti CNC (počítačové numerické riadenie) a drôtového EDM (elektroerozivného obrábania) prevádzkujúca 5-osový laserový systém a približne 30 CNC EDM a drôtových EDM strojov na výrobu presných obrábaných komponentov pre letecký priemysel sa rozhodla presunúť svoje prevádzky a výrobné zariadenia z dvoch rôznych do jednej, väčšej továrne.

V predchádzajúcom nastavení boli všetky stroje rozdelené do dvoch továrenských jednotiek a chladenie zabezpečovali jednotlivé malé chladiče, ktoré boli inštalované v priebehu rokov.

Na základe podrobného prieskumu miesta a analýzy prevádzkových nákladov, ktorá zahŕňala určenie požadovaného presného celkového chladiaceho zaťaženia 133 kW a prívodnej teploty 18 – 20 stupňov Celzia, spoločnosť ICS Cool Energy nainštalovala jeden i-Chiller ic540 so samostatným voľným chladičom s tromi ventilátormi s výkonom 140 kW.

Ponúkané riešenie zahŕňalo aj 3-ročnú záruku na diely na nové zariadenie, plánovaný balík preventívnej údržby a kompletný balík dodávok a inštalácie. Chladič a voľný chladič boli umiestnené externe na novom mieste a potrubie bolo nainštalované na úrovni stropu na dvoch poschodiach, aby slúžilo existujúcim a budúcim strojom (čo umožňuje potenciálne chladenie až 36 strojov).

Po inštalácii analýza prevádzkových nákladov podrobne popisovala úsporu 71 % oproti samotnému chladiču a na základe prevádzky 24 hodín denne, 7 dní v týždni ponúkla približne 9-mesačnú návratnosť bezplatného chladiča. Zákazník vypočítal úsporu nákladov na energiu okolo 17 500 GBP ročne, pričom ďalšie úspory energie zabezpečujú invertorom riadené ventilátory na voľnom chladiči.

Voľné chladenie prináša obrovské úspory pre výrobcu špeciálnych chemikálií

Tri vzduchom chladené chladiče a systém voľného chladiča s výkonom 360 kW, čo má za následok 42% ročnú úsporu energie pre výrobcu chemikálií. To znamená návratnosť investície za 6 až 9 mesiacov a predĺženú životnosť chladiča v dôsledku zníženia používania a komplexnej zmluvy o plánovanej preventívnej údržbe (PPM)

Zákazník, popredný výrobca špeciálnych chemikálií, plánoval presunúť svoj existujúci proces mlyna na guľôčky (pozostávajúci zo 7 mlynov) do nového výrobného závodu, ktorý by bol vhodný na rozšírenie na 16 mlynov.

V predchádzajúcom nastavení chladili každý guľôčkový mlyn pomocou jednotlivých chladičov, ale chceli zvýšiť energetickú účinnosť systému prostredníctvom nových kruhov chladenej vody obsluhovaných väčšími chladičmi.

Návšteva miesta zistila, že proces vyžaduje maximálne konštrukčné zaťaženie 358 kW chladenia a tlakovo nezávislých regulačných ventilov na každom pripojení guľôčkovej frézy, aby sa umožnila presná regulácia prietoku.

Na dosiahnutie celkového cieľa zlepšenia účinnosti a úspory energie sa v podrobnom a komplexnom konštrukčnom prehľade odporúčajú tri vzduchom chladené i-Chillery iC 660 (schopné riadiť celkové zaťaženie pri prevádzke Duty/Duty/Assist) s bezplatným chladiacim systémom 360 kW.

Vďaka modernizácii chladiaceho systému a pridaniu voľného chladiča spotrebuje zákazník menej energie pri nižších okolitých podmienkach, čo znamená viac ako 210 000 kWh energie a ušetrených 21 000 GBP ročne. Medzi ďalšie výhody patria oveľa nižšie prevádzkové náklady závodu, nižšia uhlíková stopa ich výrobného zariadenia, vyšší koeficient výkonu, veľké dlhodobé úspory, návratnosť investícií do 6-9 mesiacov a predĺžená životnosť chladiča.

Pozrite si naše produkty Free Cooling >