Bez wątpienia sprężarka stanowi rdzeń każdego systemu chłodniczego, ponieważ to właśnie ona decyduje o tym, ile energii jest zużywane, a co za tym idzie – jakie będą koszty eksploatacji. Same sprężarki odpowiadają za ponad połowę rachunku za prąd w większości systemów. Gdy pracują one wydajnie, wszystko inne działa poprawnie – od skraplacza przez parownik po wszystkie mechanizmy sterujące. Źle zaprojektowane lub przestarzałe sprężarki mogą zwiększyć zużycie energii o 15–30% w takich miejscach jak supermarkety czy restauracje. Oznacza to nie tylko wyższe rachunki, ale także szybsze zużywanie się części. Nie wspominając już o wpływie na środowisko, jaki wiąże się ze wzrostem emisji dwutlenku węgla przez te niewydajne jednostki pracujące non-stop.
Sprężarki o wysokiej wydajności całkowicie odwracają sytuację. Rozważmy na przykład model obrotowy R600a. Budowa tego typu sprężarek minimalizuje irytujące straty mechaniczne i zapobiega wyciekowi czynnika chłodniczego. W dłuższej perspektywie to przekłada się na oszczędności finansowe w całym cyklu życia systemu – mówimy o potencjalnej redukcji kosztów rzędu nawet 40%, a także o wspieraniu celów ekologicznych. Lepsza wydajność sprężarki wiąże się z dodatkowymi korzyściami. Kondensatory nie muszą pracować tak intensywnie, temperatury są bardziej stabilne, a całe systemy stają się niezawodniejsze w przypadku wystąpienia awarii. Ze względu na te efekty wtórne wybór odpowiedniej sprężarki nie jest tylko ważny – można powiedzieć, że to najistotniejsza decyzja, jaką trzeba podjąć przy projektowaniu dzisiejszych systemów chłodniczych.
Ze względu na potencjał globalnego ocieplenia wynoszący zaledwie 3 i brak wpływu na wyczerpywanie warstwy ozonowej, R600a idealnie wpisuje się w obecne przepisy dotyczące gazów fluorowanych oraz pomaga firmom w osiąganiu ich celów klimatycznych. Z technicznego punktu widzenia ten czynnik chłodniczy działa bardzo skutecznie, ponieważ efektywnie pochłania ciepło dzięki wysokiej entalpii parowania i nie wymaga intensywnego sprężania. Większość badań wskazuje, że przy prawidłowym zastosowaniu w systemach z kompresorami rotacyjnymi, R600a może zmniejszyć zużycie energii o około 18,7% w porównaniu ze starszymi czynnikami chłodniczymi. Co czyni go szczególnie korzystnym dla kompresorów rotacyjnych, to jego kompatybilność z maszynami. Niższe ciśnienie oznacza mniejsze obciążenie ruchomych części, takich jak łopatki i łożyska. Przekłada się to na dwie istotne korzyści: natychmiastowe obniżenie kosztów energii oraz dłuższą żywotność sprzętu bez utraty mocy chłodzenia. Większość techników, z którymi rozmawiamy, uważa to za przełom zarówno dla kosztów eksploatacji, jak i harmonogramów konserwacji w dłuższej perspektywie.
Najnowsza generacja wirnikowych sprężarek R600a łączy w sobie trzy istotne przełomy inżynierskie, które rzeczywiście maksymalnie wykorzystują potencjał tego czynnika chłodniczego. Po pierwsze, teraz suwne łopatki są pokrywane warstwą podobną do diamentu (DLC), co zmniejsza tarcie o około 40 procent. Oznacza to mniejsze straty energii podczas obrotów. Następnie, wielostopniowe uszczelki labiryntowe pracują razem z wysokiej klasy materiałami polimerowymi kompozytowymi, dzięki czemu udaje się ograniczyć wycieki czynnika chłodniczego o ponad 30%. Co jeszcze ważniejsze, producenci znacznie zacieśnili tolerancje produkcyjne, a także przebudowali kształty zaworów w sposób asymetryczny. Te zmiany tak bardzo zwiększają sprawność objętościową, że uzyskuje się około 15-procent lepszą wydajność chłodzenia na każdy kilowat zużywanej energii, bez konieczności zwiększania objętości roboczej. W połączeniu z możliwościami regulacji prędkości, cały ten układ pozwala systemowi precyzyjnie dostosować się do aktualnego obciążenia. Ma to szczególne znaczenie w zastosowaniach chłodnictwa komercyjnego, ponieważ większość jednostek pracuje z wydajnością niższą niż maksymalna przez około siedem z dziesięciu godzin normalnych cykli pracy.
Sprężarki z napędem o zmiennej prędkości (VSD) zmniejszają straty energii w porównaniu ze starymi modelami o stałej prędkości, które ciągle się włączają i wyłączają. Te napędy dostosowują prędkość obrotową silnika do rzeczywistych potrzeb systemu w danej chwili. Pomaga to utrzymać stałą temperaturę bez nadmiernego zużycia spowodowanego wielokrotnym uruchamianiem. Dodatkowo działają one skutecznie nawet przy obciążeniach mniejszych od pełnych. Systemy chłodnicze w sklepach i przemysłowe chłodnie najbardziej korzystają z tej technologii, ponieważ ich zapotrzebowanie na chłód znacznie się zmienia w różnych porach dnia. Inteligentne systemy sterowania wyprowadzają wydajność VSD na wyższy poziom, łącząc czujniki w sieci i przewidując zmiany zapotrzebowania. Na przykład w godzinach nocnych te inteligentne systemy wiedzą, że należy stopniowo zwolnić pracę, zamiast całkowicie wszystko wyłączać. Łączenie VSD z wydajnymi platformami sprężarek, takimi jak obrotowe modele R600a, daje bardzo dobre efekty. W praktyce obserwujemy niższe rachunki za energię elektryczną, lepszą stabilność temperatury, wydłużoną żywotność sprzętu oraz krótsze okresy zwrotu inwestycji w ramach inicjatyw ekologicznych.
Ocenianie wydajności chłodniczej wymaga analizy poza wartościami znamionowymi. Trzy wskaźniki zapewniają praktyczne informacje: współczynnik wydajności (COP), zintegrowana wartość częściowej mocy (IPLV) oraz całkowity koszt posiadania (TCO).
COP mierzy, jak efektywny jest system pracujący na pełnej mocy. Na przykład, jeśli współczynnik COP wynosi 3,0, oznacza to, że urządzenie wytwarza trzy kilowaty chłodu na każdy jeden kilowat energii elektrycznej dostarczanej do systemu. IPLV idzie krok dalej niż COP, analizując średnią efektywność przy różnych poziomach obciążenia – typowo przy 100%, 75%, 50% oraz nawet przy 25% mocy. Większość komercyjnych jednostek chłodniczych pracuje około 80% czasu poniżej maksymalnej mocy, dlatego IPLV daje znacznie lepszy obraz rzeczywistego działania podczas normalnej eksploatacji. Systemy o wysokich wynikach IPLV charakteryzują się dobrą wydajnością również wtedy, gdy nie pracują na pełnych obrotach, co ma duże znaczenie w sklepach spożywczych, gdzie temperatura musi być stabilna przez cały dzień, czy też w magazynach przechowujących produkty szybko psujące się, a także w różnych zastosowaniach przemysłowego chłodzenia.
TCO obejmuje pełny cykl finansowy:
Gdy firmy koncentrują się na jednoczesnym poprawianiu trzech kluczowych wskaźników wydajności, korzyści finansowe naprawdę się kumulują. Weźmy na przykład typowy średni sklep spożywczy, w którym zwiększenie współczynnika wydajności (COP) o zaledwie 10% w systemie chłodniczym R600a z wirującym VSD mogłoby zaoszczędzić im rocznie około 8500 dolarów na rachunkach za prąd. Wskaźnik zintegrowanej wydajności przy częściowym obciążeniu (IPLV) opowiada również inną historię. Obiekty funkcjonujące w warunkach, w których zapotrzebowanie zmienia się w ciągu dnia, odnotowują spadek kosztów operacyjnych o 15–30%, gdy IPLV jest zoptymalizowane. Jeszcze bardziej imponujące są wyniki sklepów, które łączą wydajną technologię sprężarek z inteligentnymi praktykami konserwacji. Te działania często osiągają redukcję całkowitych kosztów posiadania o blisko 40% w ciągu dziesięciu lat, a czasem zwracają dodatkowe inwestycje w lepsze wyposażenie już po dwóch lub trzech latach. Patrzenie poza początkową cenę zakupu ma sens dla firm troszczących się zarówno o długoterminową zrównoważoność, jak i o zyski netto.
Gorące wiadomości
EN
