Az Emerson Climate Technologies termékkínálatát és megoldásait a CO2 rendszerek irányában bővíti Válaszként az F-gáz szabályozás hűtőipart befolyásoló hatásaira az Emerson Climate Technologies új termékeket fejleszt, valamint az új hűtőközegfajtákra minősíti a meglévőket. Az alacsony GWP értékkel rendelkező természetes hűtőközegek, mint a (R744/CO2), propán (R290), propén (R1270), növekvő jelentőségükre való tekintettel nagy figyelmet kapnak. A széndioxid, egyike az elsőként használt hűtőközegeknek, az elmúlt években kiemelten tárgyalt témává vált. A tervezők a rendszer alkalmazási helyétől függően értékelik a CO2 használatának lehetőségét. Ahol lehetőség van rá, a CO2, alapú (vagy HFC illetve HFO közegekkel kombinált) rendszerek egy környezetbarát megoldást képviselhetnek. Az első három 9,5 – 17,9 m3/h szállítóteljesítményű, normál hőfokú élelmiszerhűtésre szánt 4hengeres félhermetikus Stream kompresszor bevezetése után az Emeson Climate Technologies további hat modell fejlesztését tervezi a 4,6 – 7,4 m3/h illetve 22,7 – 32 m3/h szállítóteljesítmény tartományon. A jelenlegi illetve a jövőben rendelkezésre álló közepes hőfokú, CO2 rendszerekhez szánt félhermetikus kompresszorok kínálatát az 1. ábra mutatja.
1. ábra Normál hőfokú*, CO2 alkalmazásokhoz szánt Stream félhermetikus kompresszorok és teljesítmény soruk *-10 °C/10 K túlhevítés /90 bar/35 °C gázhűtő kilépő hőmérséklet A transzkritikus tartományra szánt félhermetikus Stream kompresszorok maximális üzemi nyomása 120 bar, működési határai a kompresszor alkalmazási tartományában láthatók, a 2. ábra szerint. Adott elpárolgási hőmérsékletnél a nyomóoldali hőmérséklet korlátozza a maximális működési nyomást, emellett a szívóoldali túlhevítés további korlátozást jelent a tényleges nyomóoldali nyomásra. Minden Stream kompresszor 25 – 70 Hz tartományon inverterrel fordulatszám szabályozható, bizonyos esetekben ez a működés némi korlátozással jár. A 4MTL kompresszorsor megengedett nyomása álláskor 135 bar a nyomóoldalon, és 90 bar a szívóoldalon.
2. ábra Transzkritikus CO2 rendszerben működő félhermetikus Stream kompresszorok alkalmazási tartománya Az alacsony hőmérsékletű, fagyasztó alkalmazásokra az Emerson Climate Technologies kétféle megoldást kínál. A hűtőrendszer ezen részébe kerülhetnek 3 – 12 m3/h szállítóteljesítményű, 40 bar maximális üzem nyomású Scroll kompresszorok (lásd 3. ábra), vagy 4,6 – 7,4 m3/h szállítóteljesítményű Stream 4MSL modellek, melyek maximális üzemi nyomása 60 bar (lásd 4. ábra).
3. ábra Alacsony hőmérsékletre, mélyhűtéshez* ajánlott ZO(D) kompresszorok teljesítmény sora és alkalmazási tartománya
4. ábra Alacsony hőmérsékletre, mélyhűtéshez* ajánlott 4MSL félhermetikus kompresszorok teljesítmény sora és alkalmazási tartománya *-35 °C/10 K túlhevítés /-5 °C/0 K utóhűtés) A 4MSL kompresszorok állásidőben megengedett nyomása megegyezik a 4MTL sor (90 bar / 135 bar) értékével. A transzkritikus kompresszorok használatával mind normál üzemben, mind az alsó fokozatban biztosított a rendszer rugalmas, zavartalan működése, nem következik be a hűtőközeg töltet lefúvatása egy áramkimaradás vagy hosszan tartó leállás esetén. A ZO kompresszorok megengedett nyomása 30 bar szívóoldalon és 52 bar nyomóoldalon.
Míg a Stream kompresszorok 25 – 70 Hz tartományon inverterrel szabályozhatók, a ZO sor két modellje digitális technológiával kínál egyszerű, költséghatékony módot folyamatos teljesítményszabályozásra a névleges hűtőteljesítmény 10 – 100% tartományán. A digitális szabályozás lehetőséget kínál a költségek lényeges csökkentésére, mivel nincs szükség inverterre. Hasonlóan a HFC hűtőközegekhez fejlesztett Stream félhermetikus kompresszorokhoz, a közepes és alacsony hőmérséklettartományú CO2 alkalmazások kompresszorai szintén rendelkeznek saját CoreSense™ Diagnostics elektronikus védelemmel, lásd az 5. ábrát. A CoreSense™ Diagnostics fejlett kompresszor védelmet kínál diagnosztika, ellenőrzés és kommunikáció formájában. Ez növeli a megbízhatóságot és az élettartamot. Emellett a CoreSense™ Diagnostics lehetőséget nyújt a kompresszor energiafogyasztásának időbeni követésére, a hibák naplózására ezzel a rendszer hibáinak gyors és hatékony feltárására a szervíz mérnökök számára.
5. ábra CoreSense™ Diagnostics a Stream félhermetikus kompresszoron
A CO2 lehet az egyedüli hűtőközeg (kétfokozatú vagy kaszkád) rendszerekben, avagy együtt alkalmazható HFC illetve HFO (pl. R134a, R448A, R449A, R450A, R513A) hűtőközegekkel. Az Emerson kompresszorok széles kínálata számos tervezési lehetőséget kínál. A normál tartományban félhermetikus míg a rendszer alacsony hőmérsékletű oldalán scroll technológia alkalmazása költséghatékony, kistömegű és energiatakarékos megoldást eredményez. Az ezen elvek szerint fejlesztett berendezés jó választás lehet kis boltok, vagy kis szupermarketek számára is, ahol a beruházási költség kihívást jelent. A 6. ábra egy kompakt, kétfokozatú csoportaggregátot mutat ahol az alacsony hőmérsékletű oldalon két ZO scroll kompresszor van, egyikük digitálisan szabályozható, míg a rendszer normál hőfokú részén két 4MTL Stream kompresszor található. Észak-Európában számos kis üzlet működik ilyen kétfokozatú CO2 rendszerrel.
6. ábra Kompakt kétfokozatú CO2 csoportaggregát kis üzletek számára - 2013 Atmosphere Azon kiskereskedelmi alkalmazásoknál ahol a csoportaggregát mérete és tömege nem korlátozó tényező, vagy ahol nagy a teljesítmény igény, teljesen félhermetikus megoldás is lehetséges. Egy példa erre a 7. ábra, ahol a Green & Cool cég által fejlesztett csoportaggregát látható. Az egység a fagyasztók kiszolgálására két darab 4MSL kompresszort tartalmaz (egyikük 30 – 70 Hz tartományon inverterrel szabályozott) valamint a normál hűtőbútorokat öt 4MTL kompresszor szolgálja ki (az egyik 30 – 70 Hz tartományon inverterrel szabályozott). A teljes rendszer állásidőben 60 bar nyomásra van tervezve, így kimaradáskor a hűtő illetve fagyasztó-berendezés is 23°C-ig melegedhet, mielőtt nyit a biztonsági szelep és a hűtőközeget lefújja a környezetbe. Mivel minden Stream kompresszor rendelkezik CoreSense™ Diagnostics elektronikával, a Green & Cool az ebben rejlő egyedülálló lehetőséget kihasználva, ügyfelei számára lehetővé tette a kompresszorok monitorozását saját fejlesztésű PLC szabályzón keresztül.
7. ábra Green & Cool CO2 kétfokozatú félhermetikus csoportaggregátja
Egy másik lehetőség a tervezők számára a csak scroll kompresszorokból álló HFC és CO2 közegeket kombináló hibrid / kaszkád hűtőrendszerek. A legutóbbi kiadású, R134a közeghez fejlesztett ZBD digitális Scroll kompresszorokat kombinálva a CO2 szubkritikus alkalmazások ZO(D) Copeland Scroll™ kompresszoraival az Emerson Climate Technologies korszerű scroll kompresszoros megoldást tud ajánlani kaszkád rendszerekhez:
Normál hőfokszintű alkalmazásra, szupermarketek csoportaggregátjaihoz az Emerson Climate Technologies 90 kW hűtőteljesítményig scroll kompresszorokat ajánl. A ZB és ZBD kompresszorok sora R134a hűtőközeggel 2 – 15 kW tartományon 19 modellből áll, beleértve a 10 – 100% között fokozatmentesen teljesítmény szabályozható digitális scroll modelleket.
Alacsony hőmérséklettartományra a szupermarketek csoportaggregátjaihoz 80kW teljesítményig ajánl scroll kompresszoros megoldást az Emerson Climate Technologies
Ezeknél a hibrid rendszereknél az alkalmazott scroll és digitális technológia segíti a gyártót és felhasználót az R134a / CO2 kaszkád rendszerek összetettségéből fakadó beruházási többletköltségeket ellensúlyozni a hagyományos pl. R404A közeget alkalmazó HFC rendszerekkel való összehasonlításkor. Az R134a és CO2 hűtőközeget használó hibrid rendszerek lehetőséget nyújtanak a direkt és indirekt CO2 egyenértékű kibocsátás csökkentésére valamint a berendezés energiahatékonyság növelésére. Emellett különösen, ha figyelembe vesszük az F-gáz szabályozást, komoly alternatívát kínálnak a hagyományos közegekkel szemben (GWPR404A=3922; GWPR134a=1430; GWPCO2=1). Jellemzően, mind a félhermetikus mind a scroll kompresszorokhoz rendelkezésre áll aktív olajvédelem. Az Emerson Climate Technologies az OM4 készülékét 60 bar működési nyomásra tervezte alacsony hőfokszintre, míg az OM5 készülékét 120 bar nyomásra, a rendszer normál hőfokú részén biztosítva a megfelelő olajszintet a változó üzemállapotokban. A 60 bar maximális működési nyomásra tervezett OM4 helyettesítése OM5 készülékkel jelentős költségmegtakarítást eredményezhet, mivel elhagyható a drága olajtartály és nyomáscsökkentő szelep, lásd a 8. ábrát. Az elsődlegesen CO2 közeget használó rendszereknél, mikor magas hőmérsékleten transzkritikus üzemben működnek, szükséges a nyomóoldali nyomás megfelelő szabályozása, hogy a hűtőteljesítményt optimális energiahatékonyság mellett lehessen biztosítani. Ezen igény biztosítására fejlesztette ki az Emerson Climate Technologies a 120 bar működési nyomásig alkalmas CX elektronikus expanziósszelepet. Az EX elektronikus expanziósszelep a rendszer alacsony hőmérsékletű oldalán használható. Mind az EX valamint a CX szelepet működtetheti az EXD-U01 szelepmeghajtó. Végül, nem utolsósorban a Dixell iProRack a teljes rendszert tudja szabályozni. A 8. ábra mutatja a CO2 rendszerekhez fejlesztett teljes Emerson megoldást.
8. ábra Az Emerson megoldásai CO2 rendszerekhez
A fent említett elemek mellett az Emerson Climate Technologies és az Alco Controls komponensek teljes sorát kínálja a CO2 alkalmazásokhoz. A sor magában foglal mechanikus és elektronikus elemeket, beleértve túlhevítés szabályzókat, elektronikus adagolószelepeket, nyomásszondákat, nyomáskapcsolókat, folyadékoldali szűrőket, nedvességindikátoros nézőkéket és gömbcsapokat.
Összegzés Az Emerson Climate Technologies folyamatosan bővíti a kínálatát olyan természetes hűtőközegekhez, mint a CO2, hogy megfeleljen a piaci igényeknek és a felmerülő jogi szabályozásnak. Az Emerson széleskörű termékkínálatával CO2 közeghez egyedüliként ajánl mind félhermetikus mind scroll technológiát választási lehetőségeket és nagyobb rugalmasságot biztosítva a tervezésben az ipar számára, valamint, hogy meg tudjon felelni a követelmények széles körének, legyen az költségszabályozás, hatékonyság, rendszer felügyelet, teljesítményszabályozás, a rendszer rugalmassága, egyszerűsége és kompakt kialakítása. Az Emerson Climate Technologies a mindennapok szintjén támogatja az élelmiszer kiskereskedelmi szektort környezetvédelmi céljai elérésében. Az üzletek üzemeltetői számára ezzel lehetővé válik friss termékeik természetes hűtőközegekkel való hűtése.
Emerson megoldása 1. Copeland (f.h.) komp. normál tart. 2. Copeland (f.h. és scroll) komp. mélyhűtő tartomány 3. TraxOil olajszint szabályozás 4. Gázhűtő nyomásszab. szelep 5. Folyadékgyűjtő nyomásszab. szelep 6. Dixell csoportaggregát szabályzó
