Pilotażowy supermarket w Niemczech instaluje układ chłodniczy z pętlą wodną na czynnik R-455A

Nowo wyremontowany sklep sieci NP Discount (należącej do grupy Edeka) w Langenweddingen, niedaleko Magdeburga, został wyposażony w instalację chłodniczą z pętlą wodną, pracującą na czynniku chłodniczym R-455A, produkowanym i sprzedawanym przez firmę Honeywell pod marką Solstice L40X. Instalacja ta jest wynikiem badań, które sieć NP Discount rozpoczęła w 2012 roku w celu poprawy wskaźników efektywności energetycznej. Spośród 420 sklepów należących do sieci, o zakresie powierzchni od 400 do 1200 m2, 148 obiektów zostało wyposażonych w układy pracujące na czynniku R-134a. W ten sposób poprzez odejście od czynnika R-134a, sklep w Langenweddingen został pionierem w stosowaniu instalacji wody lodowej opartej na pętli wodnej: „NP Discount planuje przestawić wszystkie swoje sklepy na nową technologię, ale to wymaga czasu”, powiedział Dieter Arnold, kierownik techniczny w NP Discount.

Opis instalacji

System pętli wody lodowej spełnia potrzeby obiegu średniotemperaturowego, a także część potrzeb obiegu niskotemperaturowego. Na chwilę obecną pozostałe obciążenie obiegu niskotemperaturowego realizują urządzenia samodzielne typu plug-in. Z czasem wszystkie urządzenia niskotemperaturowe zostaną również podłączone do pętli wodnej. 7 wolnostojących agregatów średniotemperaturowych pracujących w pętli wodnej obsługuje taką samą liczbę witryn chłodniczych, dając łączną długość obiegu równą 25 m. Średnia ilość czynnika R-455A wynosi 1,6 kg na agregat. System z pętlą wodną jest wyposażony w sprężarki Tecumseh.

Układ działa tak samo jak urządzenia typu plug-in, tyle że bez ich wad – wyjaśnia Goran Simic, dyrektor ds. sprzedaży technicznej producenta witryn chłodniczych KMW, dostawcy całego systemu. System jest elastyczny i jest doskonałym rozwiązaniem dla sklepów zlokalizowanych w centrach miast i obszarach mieszkalnych. Jest on podłączony do zewnętrznej chłodnicy wentylatorowej służącej do schładzania wody w obiegu, która oczywiście jest znacznie mniej aktywna zimą niż latem. W chłodnych miesiącach wytworzona gorąca woda jest wykorzystywana do wstępnego ogrzewania obszaru sprzedażowego sklepu. Jeśli urządzenie do odzysku ciepła nie zapewnia wystarczającego zapotrzebowania, możliwe jest załączenie kotła gazowego. Cała instalacja obejmuje 24 niskotemperaturowe urządzenia typu plug-in pracujące na propanie (R-290). Klimatyzatory kasetonowe również wykorzystują czynnik R-290. Parametry chłodzenia i klimatyzacji w całym systemie są monitorowane za pomocą modułu sterowniczego KMW.

Przebieg wdrożenia

Sklep został zamknięty na 10 dni i całkowicie opróżniony, aby umożliwić zainstalowanie systemu chłodzenia. Na ukończenie prac mieliśmy 4 pełne dni robocze. Prowadzących prace 4-5 techników mogło pracować tylko w ciągu dnia. Od samego początku najlepiej jest zaplanować wykonywanie prac tylko w normalnych godzinach pracy. W ten sposób, jeśli prace nie przebiegają zgodnie z planem, możliwe jest nadgonienie opóźnień w godzinach nocnych – mówi Goran Simic. Wdrożenie rozpoczęło się od zainstalowania obiegu chłodniczego i agregatów chłodniczych, a następnie układu klimatyzacji i pętli wodnej, a na końcu podłączono do systemu urządzenia typu plug-in. Zmodernizowany sklep został ponownie otwarty 11 maja 2017 roku. Firma Honeywell była zaangażowana w cały projekt od pierwszego dnia, udzielając nam cennych informacji i porad – wspomina Goran Simic. Rozmowy pomiędzy KMW, NP Discount i Honeywell rozpoczęły się w 2016 roku i ostatecznie doprowadziły do powstania tego długofalowego, przyszłościowego rozwiązania. Jednym z celów NP Discount było odprowadzanie ciepła generowanego przez witryny chłodnicze, aby stworzyć komfortowe warunki wewnątrz sklepu i jednocześnie zmniejszyć konieczność używania klimatyzacji. Oznaczało to usuwanie zysków ciepła o wartości 16 kW.

Decyzja dotycząca zastosowania czynnika R-455A

W przeszłości sieć NP Discount stosowała czynnik CO2. Jednakże kilka przypadków nadmiernego ciśnienia w instalacji, które spowodowały uszkodzenia, niepokryte w całości przez ubezpieczycieli, zachęcił sieć do poszukiwania nowego czynnika chłodniczego. „Czynnik R-455A jest sklasyfikowany do grupy A2L (o niskim stopniu palności) i posiada potencjał GWP wynoszący poniżej 150. Jest łatwiejszy w obchodzeniu się, a koszty inwestycyjne związane z jego zastosowaniem nie są zbyt wysokie, w przeciwieństwie do CO2” – mówi Dieter Arnold. Jeśli chodzi o propan, ilość napełnienia nie może przekraczać 150 g i istnieją kwestie związane z jego łatwopalnością. Od strony finansowej koszt inwestycji jest porównywalny z typowymi rozwiązaniami. Rozmowy dotyczące kontroli kosztów skutkowały powstaniem nowych koncepcji – dodaje Dieter Arnold.

Elastyczne rozwiązanie

Szukaliśmy rozwiązania, które najlepiej pasowałoby do typowej wielkości sklepów w sieci NP Discount. W sklepach o większych powierzchniach musimy jeszcze przeprowadzić dodatkowe próby. W ich przypadku fakt, że agregaty nie są od siebie zależne, staje się jeszcze bardziej pożądaną cechą, gdy wystąpi jakaś usterka – kontynuuje Goran Simic. Ta elastyczność działania, zmniejszająca ryzyko uszkodzenia i utraty towaru, skłania obecnie niemieckie dyskonty do postawienia na systemy pracujące z kilkoma mniejszymi jednostkami, zamiast jednej scentralizowanej instalacji. W tej chwili jest jeszcze zbyt wcześnie, aby ocenić wydajność nowej instalacji. Możemy jednak potwierdzić, że uzyskaliśmy 30% zmniejszenie szczytowego zużycia energii elektrycznej – mówi Dieter Arnold. Jeśli ten pilotażowy projekt okaże się opłacalny ekonomicznie, może stać się wzorcowym modelem dla pozostałych sklepów NP Discount. W odniesieniu do sklepów planowanych do otwarcia jeszcze w tym roku w Magdeburgu i Cloppenburgu celem jest przejście na stosowanie w układzie niskotemperaturowym i układzie klimatyzacji czynnika R-455A. W następnym 2018 roku planowanych jest kilka kolejnych modernizacji sklepów z wykorzystaniem czynnika R-455A.

Uczestnicy projektu

NP Discount posiada 400 obiektów w Niemczech i zatrudnia 6000 pracowników. Stanowi część grupy Edeka Minden-Hannover. Firma NP Discount została założona ponad 40 lat temu. Sklep Langenweddigen został otwarty 19 lat temu.
Firma KMW została założona w 1980 roku w Limburgii, w Niemczech. Jej unikalny zakład produkcyjny zajmuje się projektowaniem i produkcją urządzeń chłodniczych. KMW oferuje usługi budowy, instalowania, serwisu i konserwacji urządzeń. Firma zatrudnia 150 osób, w tym 15 w dziale rozwoju. Nowe obszary, w których firma rozwija swoją działalność obejmują układy klimatyzacji, ogrzewania i ciepła dla sklepów wielkopowierzchniowych. Współpraca pomiędzy NP Discount i KMW rozpoczęła się jeszcze przed 2000 rokiem i pogłębiła się w 2013 roku.
Honeywell jest światowym liderem w dziedzinie rozwoju, produkcji i dostaw czynników chłodniczych, które są sprzedawane na całym świecie pod markami Solstice i Genetron. Są one wykorzystywane w różnych zastosowaniach, w szczególności w chłodnictwie i klimatyzacji budynków i pojazdów. Firma Honeywell i jej dostawcy wdrożyli program inwestycji w badania i rozwój o wartości 900 mln dolarów i rozszerzają swoją ofertę o czynniki chłodnicze z grupy hydrofluoroolefin (HFO).

Dane techniczne

Agregat chłodniczy średniotemperaturowy (do każdej witryny):

Czynnik chłodniczy: R-455A; ilość: 1,6 kg. Wydajność chłodnicza: 13 kW.
Parametry eksploatacyjne (temperatura parowania/temperatura skraplania): -6°C/+32°C.
Sprężarki serii U.H. (Tecumseh).
Liczba sprężarek: 1 szt. na agregat.
Liczba agregatów chłodniczych: 7, czyli łącznie 25 metrów dla układu średniotemperaturowego (przy założeniu 2,5 metra długości przy 1,1 kW + 3,75 metra długości przy 1,6 kW).

Agregat chłodniczy niskotemperaturowy:

Czynnik chłodniczy: R-290.
Wydajność chłodnicza: 12 kW.
Parametry eksploatacyjne (temperatura parowania/temperatura skraplania): -27°C/+32°C.
Liczba sprężarek: 1 szt. na agregat.

Chłodnie: 3 szt.

1 szt. dla obiegu średniotemperaturowego,
2 szt. dla obiegu niskotemperaturowego (Viessmann).

Urządzenia typu plug-in: 24 szt.

Zewnętrzna chłodnia wentylatorowa o mocy od 40 do 80 kW, emitująca hałas na poziomie 38 dB (A) w odległości 5 metrów; zbudowana jako pojedyncza jednostka, zawiera zespół pompowy wyposażony w 2 pompy w układzie redundantnym, z układem nadzoru i odzyskiem ciepła, a także wentylatory o niskim poziomie hałasu.

Układ klimatyzacji: agregat wody lodowej Teco pracujący na czynniku chłodniczym R-290.