Rastuća potreba za energijom navela je tvrtke da preispitaju način izrade dijelova za hladnjake i sustave klimatizacije, posebno u pogledu smanjenja rasipanja resursa. Danas se izmjenjivači topline često koriste mikrokanalsku tehnologiju, koja povećava brzinu prijenosa topline za otprilike 30% prema nekim testovima, a uz to zahtijeva manju količinu rashladnog sredstva. Za kompresorske spirale, digitalne tehnike obrade omogućuju proizvođačima izradu komponenti s mnogo finijim detaljima, što smanjuje točke trenja i nepoželjne gubitke energije tijekom rada. Kada se promatraju cijeli sustavi, ove male ali važne nadogradnje imaju značaj u svim dijelovima, od ventila do senzora, na svim površinama gdje se toplina zapravo prenosi između materijala. Stručnjaci iz industrije ukazuju da čak i manje promjene u dizajnu komponenti mogu dovesti do primijećenih razlika u učinkovitosti hladnjaka tijekom vremena.
Kompresori koji rade na invertere uz VRF (Varijabilni protok rashladnog sredstva) sustave uspijevaju smanjiti potrošnju energije jer prilagođavaju hlađenje stvarnoj potrebi u svakom trenutku. Tradicionalni sustavi jednostavno rade punom snagom, a zatim se potpuno isključe, dok inverter tehnologija omogućuje glatko funkcioniranje čak i kada nije u pitanju puna potražnja. Ovaj pristup smanjuje potrošnju energije između 20% i 40%, ovisno o uvjetima. Kada je izvanredno vruće ili hladno vani, napredne tehnike ubrizgavanja pare pomažu u održavanju učinkovitosti sustava. Ventili unutar ovih modernih sustava rade elektronski kako bi kontrolirali količinu rashladnog sredstva koje protječe, na temelju mjerenja temperature i prisutnosti ljudi u prostoru. Proizvođači nastavljaju poboljšavati ove tehnologije, ugrađujući senzore koji precizno, s točnošću od oko plus-minus 2%, prate kretanje tekućine. Ova mala, ali važna poboljšanja znače da zgrade ostaju ugodne bez nepotrebne potrošnje električne energije.
Američko tijelo za energetiku (Department of Energy) izvješćuje da HVAC sustavi troše oko 40% ukupne energije u komercijalnim zgradama, čime postaju glavna meta za poboljšanja učinkovitosti. U posljednje vrijeme primijećena su neka zanimljiva rješenja na razini komponenata. Na primjer, one složene prevlake slične dijamantu koje se nanose na ventilatorske stabljike smanjuju gubitke trenja za otprilike 37%. U međuvremenu, kompresorima pomaže nova tehnologija ulja obogaćenog nanočesticama koje se zaista privremeno prihvaćaju za metalne površine. Još jedna pametna inovacija dolazi u obliku brtvila od termo-reaktivnih polimera koja se zapravo prilagođavaju samima sebi tijekom prolaska kroz vruće i hladne cikluse, zaustavljajući dosadne curenja rashladnog sredstva koja mogu godišnje izazvati gubitke od 10.000 do 15.000 dolara iz proračuna objekata. Ono što čini ove nadogradnje tako zanimljivima jest da ne zahtijevaju zamjenu cijelih sustava, već samo pojedinačnih dijelova, što vodi stvarnim smanjenjima potrošnje energije kroz vrijeme.
Regulative širom svijeta, uključujući SEER2 i europske F-Gas direktive, prisilile su tvrtke da preispitaju stare dijelove poput kondenzacijskih cijevi i ventila za proširenje u svojim sustavima. Industrija sada suočena s ciljevima učinkovitosti koji su približno 10, pa čak i 15 posto viši nego prije, sve dok prelaze na nova rashladna sredstva koja imaju niži potencijal globalnog zagrijavanja, ali također nose određeni rizik zapaljivosti klasificiran kao A2L. Prema nalazima nedavno objavljenog Izvješća europskog tržišta komercijalnih rashladnih uređaja za 2024. godinu, proizvođači žure ugraditi materijale otporne na koroziju i instalirati zatvorene električne veze u svojim proizvodima. Ove promjene nisu samo papirologija, već zapravo pomažu u održavanju sigurnosti opreme i usklađivanju proizvoda s onim što različite regije zahtijevaju za pravilan rad.
Kombinacija IoT tehnologije i umjetne inteligencije mijenja način na koji hladnjaci i klima uređaji rade, prije svega kroz praćenje u stvarnom vremenu i pametne funkcije upravljanja. Ove sustave sada imaju ugrađene senzore koji šalju informacije natrag na središnje točke, što omogućuje automatsko prilagođavanje stvari poput brzine kompresora i protoka rashladnog sredstva. Pametni softver analizira različite čimbenike, uključujući mjerenja tlaka, promjene temperature i povijesne obrasce rada, kako bi otkrio potencijalne probleme dugo prije nego što se oni stvarno dogode. Neka istraživanja pokazuju da prediktivno održavanje može smanjiti troškove popravaka za oko 40%, iako se rezultati mogu razlikovati ovisno o starosti sustava i uvjetima korištenja. Osim što štedi novac na popravcima, ovi pametni sustavi također pomažu u smanjenju ukupne potrošnje energije, a da pritom temperature ostaju točno na željenoj razini, bilo da se radi o hladnjacima u trgovinama ili operacijskim dvoranama u bolnicama.
Pametni termostati analiziraju prethodne obrasce prisutnosti kako bi automatski prilagodili raspored hlađenja, što može smanjiti potrošnju energije za komercijalne sustave grijanja i hlađenja čak za 30 posto u mnogim slučajevima. Kada je u pitanju održavanje, bežični senzori vibracija povezani s IoT sustavima prepoznaju rane znakove da kompresori mogu biti van ravnoteže, te odmah šalju upozorenja kako bi tehničari mogli otkloniti probleme prije nego što eskaliraju. Za velike operacije poput data centara ili hladnjačkih skladišta gdje svaki sat vrijedi, ove prediktivne značajke pomažu u održavanju glatke funkcionalnosti, ali i u postizanju ekoloških ciljeva. Rezultat? Manje vremena provedenog u čekanju na popravke i znatno smanjeni troškovi energije u cijeloj organizaciji.
Integracija pametnih komponenata smanjuje mehanički stres i produžuje vijek trajanja opreme. Kontinuirana optimizacija sprječava prekomjerno zagrijavanje kompresora i ventila, smanjujući degradaciju usljed trošenja za otprilike 25% u poređenju sa konvencionalnim sustavima. Bezproblen interoperabilnost i redovne ažurirane softvera jačaju dugoročnu pouzdanost, podržavajući održivost u radovima na zgradama i usklađenost sa stalno mijenjajim industrijskim standardima.
Dok zemlje diljem svijeta prelaze s rashladnih sredstava s visokim GWP-om poput R-410A, dolazi do velikih pomaka u industriji hlađenja i klimatizacije. Proizvođači dijelova navode da sukladni kompresori i ventili koštaju između 15% i 25% više prema istraživanju tržišta provedenom 2024. godine od strane Future Market Insights-a. Međutim, ovaj skok u cijenama zapravo je potaknuo kompanije da budu kreativnije u pogledu materijala i dizajna. Zamjenjivači topline sada često uključuju legure otporne na koroziju koje traju dulje, dok su proizvođači opreme počeli uključivati modularne dizajne koji pojednostavljuju nadogradnju starih sustava. Industrija također prelazi na hermetičke sustave jer oni bolje brtve i smanjuju curenje, što pomaže u pridržavanju ekoloških propisa, a istovremeno štedi novac jer potrebe za održavanje znatno opadaju.
Otprilike 38 posto novih sustava za hlađenje sada koristi prirodne rashladne sredstva poput CO2 (R744) i ugljikovodika (R290), iako ove alternativne opcije imaju svojih problema u pogledu ugradnje. Sustavi s CO2-om zahtijevaju dijelove koji mogu izdržati tlakove oko deset puta veće nego što je uobičajeno u standardnim sustavima, što predstavlja značajan izazov za mnoge objekte. Ugljikovodikova rashladna sredstva imaju sasvim druge probleme jer su zapaljiva i moraju se držati unutar određenih zona u skladu s sigurnosnim propisima. Kod pokušaja prilagodbe postojeće opreme za korištenje ovih novijih opcija, učinkovitost se obično smanjuje za otprilike 32 posto jer stariji sustavi nisu konstruirani za rad s odgovarajućim tipovima maziva. Kako bi se prevladale ove prepreke, proizvođači su počeli ugradjivati otpornije ventile, bolje brtvljenje i napredne senzorske tehnologije tijekom procesa projektiranja sustava. Ovakve nadogradnje pomažu u osiguranju usklađenosti s najnovijim standardima navedenim u ASHRAE 34-2022, iako ponekad zadovoljavanje tih specifikacija zahtijeva važne izmjene uobičajenih rasporeda opreme.
Nova generacija A2L rashladnih sredstava zahtijeva delikatnu ravnotežu između učinkovitosti, potencijalne zapaljivosti i učinaka na zdravlje ljudi. Proizvođači su već počeli ugrađivati komponente poput infracrvenih detektora curenja direktno u sustave, kao i plamenobrana koja rješavaju manje probleme s zapaljivošću. Također, kompresori su danas značajno poboljšani. Neki modeli dostižu čak 95% termalne učinkovitosti, što je vrlo impresivno. Ne smije se zaboraviti ni izbor materijala. Kombinacije bakra i aluminija postaju sve popularnije jer sprječavaju dosadno pitanje galvanske korozije, a istovremeno zadržavaju potencijal za staklenički učinak ispod 150. Ovaj pristup zapravo omogućuje tvrtkama realističan put naprijed ako žele voditi poslovanje koje manje šteti okolišu.
Najnoviji sustavi grijanja, ventilacije i klimatizacije (HVAC) sve više koriste ekološki prihvatljive materijale. Proizvođači su počeli koristiti poliuretanske pjene na bazi bioloških materijala zajedno s recikliranim aluminijem za mnoge komponente, a ovaj zeleni pristup čini otprilike polovicu svih izolacijskih radova i izgradnje izmjenjivača topline. Kada je riječ o proizvodnim metodama, aditivne tehnike izrade smanjuju otpad za čak otprilike 58%, prema industrijskim izvještajima. Zanimljivo je da tvrtke sada projektiraju proizvode i s obzirom na njihovu fazu nakon upotrebe. Takvi dizajni omogućuju jednostavnije demontiranje starih jedinica, što znači da proizvođači mogu povratiti otprilike 90% materijala za ponovnu uporabu. Također, sve veću podršku dobivaju inicijative poput HVAC Partnjerstva za održivost, koje promiču pristup kružne ekonomije. U osnovi, žele da se stari HVAC sustavi pretvore u sirovine za nove proizvode, umjesto da završe na odlagalištima otpada. Ovakav način razmišljanja pomaže u smanjenju štete za okoliš tijekom cijkla života proizvoda, od proizvodnje sve do odlaganja.
Vrsta korištene tehnologije hlađenja određuje kakve će se vrste hladnjaka trebati. Za sustave kompresije para, riječ je o visoko učinkovitim kompresorima kombiniranim s kondenzatorima koji neće korodirati pri radu s rashladnim sredstvima poput R-32. Kada je riječ o isparivačkim sustavima hlađenja, stvari postaju zanimljive jer oni uvelike ovise o posebnim materijalima koji mogu zadržavati vodu i precizno je distribuirati kako bi učinkovito upravljali razinama vlažnosti. Zatim postoji apsorpcijsko hlađenje koje predstavlja potpuno drugu vrstu izazova, zahtijevajući izmjenjivače topline koji su izgrađeni da izdrže sve vrste promjena temperatura dok se nose s onim zahtjevnim otopinama litijevog bromida. Nedavne studije objavljene u najnovijem izdanju časopisa Materials Science Review zapravo su demonstrirale putem simulacija dinamike računalne tekućine upravo kako ti različiti zahtjevi utječu na izbor materijala i opću konstrukciju sustava.
Zahvaljujući aditivnim proizvodnim tehnikama, sada imamo mikrokanalne izmjenjivače topline koji imaju otprilike 22 posto bolju toplinsku vodljivost. Ovaj napredak znači da sustavi u prosjeku zahtijevaju otprilike 30% manje rashladnog sredstva. Ako govorimo o kompresorima, jedinice s varijabilnom brzinom koje su opremljene magnetskim ležajevima također stvaraju veliku razliku. Noviji modeli smanjuju gubitke energije za otprilike 18% u usporedbi s konvencionalnim dizajnima. Za one koji rade u zahtjevnim uvjetima, grafenske prevlake primijenjene na rotorima kompresora čine veliku razliku. One znatno povećavaju vijek trajanja komponenti pod tlakom, a istovremeno se dobro slažu s modernim rashladnim sredstvima s niskim potencijalom globalnog zagrijavanja. Rezultat? Oprema koja bolje radi iz dana u dan, bez štete za okoliš.
Kombiniranje termoelektričnih modula s tradicionalnom tehnologijom kompresije pare stvara stvarni poticaj na tržištu za komponente koje mogu istovremeno obavljati više funkcija, poput onih dvomodalnih ekspanzijskih ventila koje sve češće vidimo. Prema prošlogodišnjem pregledu industrije upravljanja temperaturom, proizvođači sada ugrađuju mikrofluidne hladnjake direktno u ploče kondenzatora. To omogućuje znatno precizniju kontrolu temperature u onim gušćim elektroničkim konfiguracijama gdje upravljanje toplinom ima najveći značaj. No, sve ove inovacije dolaze sa svojim vlastitim izazovima. Industriji su potrebne nove specifikacije proizvodnje i potpuno različite metode testiranja ako želi da ove hibridne sustave pouzdano rade u svim vrstama stvarnih uvjeta, a ne samo u kontroliranim laboratorijskim okolinama.
Rastući broj ljudi koji se preseljuju u gradove, uzrokovani vrućim vremenskim uvjetima, stvara veliki novi potražnju za klima uređajima u mnogim zemljama u razvoju. Prognoze tržišta ukazuju da bi HVAC sektor mogao proširiti za oko 90,5 milijardi dolara do 2029. godine, rastući otprilike 7% godišnje, pri čemu će većina novih uređaja zapravo biti instalirana u zemljama u razvoju. Razmislite i o podatkovnim centrima, koji trenutno troše oko 3 posto svjetske električne energije i zahtijevaju posebne hladnjake jer proizvode puno topline na jednom mjestu. Tvrtke sada proizvode kompresore prilagođene različitim regijama, kao i pametne senzore temperature koji dobro funkcioniraju bez gubitka energije. Gledajući najnovije trendove u građevinskoj djelatnosti, primjećujemo da su ciklusi razvoja proizvoda za komponente hlađenja znatno ubrzani od sredine 2023., kako bi tvrtke mogle izaći u susret zahtjevima kupaca.
Haos koji je uslijedio nakon pandemije potisnuo je mnoge industrije prema stvaranju regionalnih proizvodnih centara dok kompanije strategijski konsolidiraju svoje operacije. Velikih pet igrača na ovom području zaista je proširilo svoju dominaciju, pričušivši skoro polovicu (52%) tržišta od 2019. godine kupujući manje konkurente. Većina današnjih poslovnih subjekata održava zalihe rezervnih dijelova na udaljenosti ne većoj od 500 milja od mjesta gdje se oni ugrađuju, što je skratilo vrijeme čekanja s otprilike tri mjeseca na samo jedan mjesec. Napredni softverski alati sada upozoravaju na potencijalne probleme u opskrbi otprilike šest tjedana unaprijed, dajući menadžerima dovoljno vremena da reagiraju. A tu je još i cijela revolucija s 3D ispisivanjem koja se danas dešava na lokalnoj razini. Ove male radionice za proizvodnju mogu isporučiti ključne komponente skoro preko noći kada tradicionalni brodovni putevi budu blokirani, što je postalo očigledno tijekom dugih razdoblja karantena.
Svagdan sve više proizvođača prelazi na cirkularne metode proizvodnje koje slijede smjernice ISO 14001, praćeći otiske ugljika od sirovina sve do odlaganja. Porezne olakšice američke vlade potaknule su tvrtke da potroše oko 23 posto više na istraživanja u vezi s biološki sgradivim alternativama i programima za drugu uporabu starih proizvoda. Prema nedavnim industrijskim izvještajima, tvrtke koje su uvele reciklažne sustave zatvorenog ciklusa primijetile su da su emisije u proizvodnji smanjene za otprilike 31 posto tijekom samo dvije godine, od 2022. do 2024. Ovi brojevi jasno pokazuju zašto je 'zeleni' pristup koristan ne samo za planet, već i za dugoročnu financijsku održivost većine proizvođača koji žele ostati konkurentni i smanjiti svoj ekološki utjecaj.
Energetska učinkovitost je glavni pokretač jer smanjuje rasipanje resursa i poboljšava ukupnu učinkovitost sustava.
Oni prilagođavaju hlađenje stvarnim potrebama, smanjujući potrošnju energije za 20-40%.
Izazovi uključuju upravljanje razinama tlaka, probleme zapaljivosti i kompatibilnost sa starijim sustavima.
One smanjuju mehanički stres i optimiziraju rad sustava, čime se smanjuje trošenje i poboljšava energetska učinkovitost.
Vruće vijesti
EN
