Θέρμανση
Το μέλλον είναι στα φυσικά ψυκτικά ρευστά..
Η σωστή επιλογή ψυκτικών είναι ένα συνεχιζόμενο ζήτημα στη βιομηχανία, ειδικά μετά την έναρξη ισχύος του Ευρωπαϊκού κανονισμού ψυκτικών μέσων (F-Gas regulation) την 1η Ιανουαρίου 2015, περιορίζοντας περαιτέρω τη χρήση HFC (υδροφθοράνθρακες).
Το αποτέλεσμα της εφαρμογής κανονισμών για τα ψυκτικά μέσα, έχει σαν αποτέλεσμα οι βιομηχανίες ψυκτικών μέσων να αναπτύσσουν συνεχώς καινούργια συνθετικά ψυκτικά μέσα με χαμηλό αντίκτυπο στην υπερθέρμανση του πλανήτη (GWP). Αυτά τα εναλλακτικά ψυκτικά μέσα προέρχονται από την ίδια οικογένεια υδροφθορανθράκων (HFC) που έχουν απαγορευτεί από τη δεκαετία του 1980.
Οι λύσεις αυτές δεν είναι βιώσιμες χρονικά, αφού αναμένεται να απαγορευτούν το 2030. Επίσης το περιβαλλοντολογικό αντίκτυπο των εναλλακτικών ψυκτικών μέσων είναι αρκετά αβέβαιο, όπως φαίνεται και σε έρευνες που έχουν γίνει. Το αποτέλεσμα είναι πως πολλές χώρες της Ε.Ε. ξεκινήσανε ήδη από το 2019 να απαγορεύουν καινούργια ψυκτικά μέσα με χαμηλό GWP.
Το eChiller χρησιμοποιεί το νερό ως ψυκτικό μέσο, καθιστώντας το ως μια βέλτιστη λύση – περιβαλλοντικά και οικονομικά. Το νερό ως ψυκτικό μέσο είναι η απαράμιλλη εναλλακτική λύση, αφού έχει μηδενικούς δείκτες ODP (Ozone Deletion Potential) και GWP (Global Warming Potential).
Κανένας από τους κανονισμούς περιβάλλοντος και ασφάλειας (Κανονισμός F-Gas) που σχετίζονται με την τρέχουσα και μελλοντική λειτουργία και συντήρηση ψυκτικών μονάδων δεν εφαρμόζεται στο νερό (R718). Το αποτέλεσμα αυτού, είναι η μείωση στις ανάγκες εξοπλισμού, το κόστος λειτουργίας και συντήρησης, αποσβένοντας ακόμη πιο γρήγορα την αρχική επένδυση και έχοντας θετική επίδραση στο περιβάλλον και στο παγκόσμιο κλίμα.
Στις παρακάτω εικόνες μπορούμε να δούμε τις βασικές διαφορές των συνθετικών ψυκτικών ρευστών με το νερό ως ψυκτικό ρευστό R718 και την απρόβλεπτη ραγδαία αύξηση στην τιμή των εναλλακτικών ψυκτικών ρευστών (R134A, R410A).
Η καινοτομία eChiller, ο πρώτος ψύκτης με νερό R718 ως ψυκτικό ρευστό
Το νερό (R718) ήδη θεωρείτο φυσικό ψυκτικό μέσο από τα προηγούμενα χρόνια, αλλά χωρίς να έχει υπάρξει ποτέ σχεδιασμός και παραγωγή ψύκτη με ικανή απόδοση και δυνατότητα εφαρμογής στον κλιματισμό και τη ψύξη. Η γερμανική εταιρία Efficient Energy GmbH έκανε το πρώτο βήμα και αλλάζει την αγορά στο χώρο των ψυκτικών μηχανημάτων. Ο καινοτόμος ψύκτης eChiller είναι ότι πιο αποδοτικό υπάρχει στην αγορά, για θερμοκρασίες νερού εξόδου από 16°C έως 21°C με ενεργειακές αποδόσεις πολύ υψηλότερες από ένα κοινό ψύκτη, ξεπερνώντας κατά πολύ τις προδιαγραφές Ecodesign (ErP)
Σε υπάρχουσα εγκατάσταση στη Γερμανία για ψύξη σε βιομηχανία χαρτικών, η αντικατάσταση του υπάρχοντος αερόψυκτου ψύκτη νερού με τον eChiller είχε ως αποτέλεσμα 75% εξοικονόμηση ενέργειας.
Η τεχνολογία του eChiller εφαρμόζεται σε εγκαταστάσεις από το 2014 και τη δεδομένη χρονική περίοδο οι εφαρμογές διαχωρίζονται 50/50 σε data center και βιομηχανική ψύξη, με εταιρίες όπως η Siemens και British Telecom να είναι από τους πρώτους πελάτες. Σε μικρότερη προς το παρόν κλίμακα, εφαρμόζεται και για παραγωγή κρύου νερού για ψυχόμενες οροφές.
Το εργοστάσιο παράγει προς το παρόν 3 μοντέλα eChiller με ψυκτική ικανότητα 35kW, 45kW και 125kW. Υπάρχει η δυνατότητα παράλληλης λειτουργίας για μεγαλύτερη ψυκτική ικανότητα έως και 300kW.
Σύμφωνα με τα δεδομένα και τις μετρήσεις από υπάρχουσες εγκαταστάσεις eChiller, η απόσβεση της επένδυσης (ROI) κυμαίνεται μεταξύ 2 έως 4 χρόνια. Σε περίπτωση που αντικαθιστά ψύκτη χωρίς λειτουργία free-cooling, η απόσβεση είναι ακόμη πιο γρήγορη φτάνοντας μέχρι και τον 1 χρόνο.
Ποιες είναι οι εφαρμογές του eChiller?
Το εύρος θερμοκρασιών παραγωγής κρύου νερού του eChiller το καθιστά ιδανικό για τις παρακάτω εφαρμογές:
- Data center / server rooms
- Βιομηχανίες (πλαστικών, χαρτικών, ελαστικών, καλούπια κτλπ)
- Κλιματισμός/ψύξη με ψυχόμενες οροφές
- Ψύξη σε ηλεκτρολογικούς πίνακες και ηλεκτρονικά ισχύος
- Εμπορική ψύξη τροφίμων
- Υπόψυξη σε αντλίες θερμότητας CO2 για αύξηση αποδοτικότητας
Πως λειτουργεί ο eChiller?
Ο eChiller λειτουργεί ουσιαστικά όπως ο κάθε ψύκτης με τις βασικές λειτουργίες της εξάτμισης, συμπίεσης και συμπύκνωσης του ψυκτικού μέσου. Η μεγάλη διαφορά είναι το ψυκτικό μέσο που χρησιμοποιείται και οι χαμηλές πιέσεις λειτουργίας του.
Το ψυκτικό μέσο (R718) είναι εντός σχεδόν απόλυτου κενού αέρος. Εφόσον δεν υπάρχει ρίσκο διαρροής και οι πιέσεις είναι πολύ χαμηλές, η Ευρωπαϊκή οδηγία EN378 για τα ψυκτικά μέσα δεν απαιτείται στον eChiller γλυτώνοντας το κόστος συντήρησης. Μετά από μια ολόκληρη χρήση στο eChiller, το νερό που περιέχεται στο σύστημα κλειστού βρόχου μπορεί να απελευθερωθεί πίσω στο περιβάλλον.
Περιγραφή ψυκτικού κύκλου
Το νερό εισέρχεται στον εξατμιστή, όπου περίπου 1% του νερού εξατμίζεται σε ατμόσφαιρα απόλυτου κενού, το οποίο αντλεί ενέργεια και ψύχει το υπόλοιπο νερό για περίπου 6K.Η πίεση μέσα στον εξατμιστή είναι περίπου 18mbar (0.26psi). Το σχεδόν απόλυτο κενό, δημιουργείται από την ειδικά σχεδιασμένη περιστρεφόμενη πτερωτή υψηλών στροφών του φυγοκεντρικού συμπιεστή της μονάδας.
Το εξατμισμένο νερό εισέρχεται στον turbo φυγοκεντρικό συμπιεστή όπου αυξάνει την πίεση στα 136mbar (1.97psi) και η θερμοκρασία αυξάνεται από τους 16°C στους 52°C. Οι ζεστοί υδρατμοί ψύχονται στον συμπυκνωτή και ως συμπύκνωμα εισάγεται ξανά μέσω της εκτονωτικής στον εξατμιστή.
Ο κλασσικός eChiller αποτελείται από 2 cooling modules, 2 στοιχεία θερμότητας και συνδέονται με εξωτερική μονάδα ψύξης (drycooler ή adiabatic cooler). Τα 2 cooling modules μαζί με τον recooler δίνουν τη δυνατότητα στον eChiller να έχει αρκετές λειτουργίες και επιλογή για free cooling.
Όταν η εξωτερική θερμοκρασία είναι αρκετά χαμηλή και το νερό από τον recooler είναι 2C πιο χαμηλά από το νερό επιστροφής, η μονάδα μπαίνει σε λειτουργία free-cooling και επιτυγχάνει EER μέχρι και 125. Με αυτή τη λειτουργία, ο ετήσιος βαθμός απόδοσης SEER της μονάδας φτάνει μέχρι και το 20.