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.

Typy free-coolingu

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 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.

Rozwiązania firmy HITEMA

Układ free-coolingu stosowany przez Hitema International pracuje w trybie częściowym, lub pełnym w zależności od temperatury otoczenia i temperatury wody lodowej. Układ ten pozwala na maksymalne wykorzystanie niskich temperatur panujących w miesiącach zimowych, ale także oferuje istotne korzyści w zakresie oszczędności energii nawet w okresach przejściowych, takich jak jesień czy wiosna. Układ jest zintegrowany w konstrukcję agregatu wody lodowej, a system sterowania na podstawie temperatury zewnętrznej i zaprogramowanej logiki działania, automatycznie decyduje, czy agregat pracuje tylko w trybie sprężarkowym czy z częściowym lub pełnym free-coolingiem.

Darmowe chłodzenie wody może być realizowane we wszystkich porach roku, zarówno z załączonymi sprężarkami obiegu chłodniczego (częściowy free-cooling), jak i przy całkowicie wyłączonych sprężarkach (pełny free-cooling). Praca w trybie częściowego free-coolingu jest możliwa dzięki rozdzieleniu obiegu chłodniczego agregatu i układu free-cooling, które wyposażone są w osobne wentylatory.

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 poprzez 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.

W przypadku, gdy temperatura zewnętrzna spadnie do bardzo niskiego poziomu, zawór 3-drogowy (lub dwa zawory 2-drogowe) otwiera się i przekierowuje część przepływu cieczy roboczej, mieszając go z cieczą opuszczającą wymiennik, przy zachowaniu dokładnej regulacji temperatury cieczy na wylocie.

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