W czerwcu 2019 roku Systemy SCA przeprowadziło instalację oraz uruchomienie układu adiabatycznego SCA.
Układ został zainstalowanych w zakładzie przemysłowym produkującym żywność na agregacie wody lodowej. Nominalna moc chłodnicza agregatu wynosi 120kW. Agregat schładza glikol do temperatury 100C wykorzystywany do procesów technologicznych. Klient miał problem z wydajnością i stabilnością pracy w trakcie występowania wysokich temperatur powietrza zewnętrznego. Agregat podczas upałów zatrzymywał się ze względu na alarm wysokiego ciśnienia. Typ alarmu wskazuje na utrudniony odbiór ciepła ze skraplacza. Wzrost temperatury powietrza potęguje problemy związane z alarmem HP.
Dlatego Inwestor zdecydował się na zastosowanie SCA, którego głównym celem było wsparcie agregatu podczas występowania wysokich temperatur. SCA obniżając temperaturę powietrza chłodzącego skraplacz znacznie zmniejsza obciążenie agregatu i pozwala na pracę układu chłodniczego podczas upałów.
Warto przypomnieć, że fale upałów to już rzeczywistość w naszym klimacie. Przewiduje się, że będą coraz częstszym zjawiskiem o intensywniejszym oddziaływaniu na jednostki klimatyzacyjne.
SCA składał się z:
- Rozdzielnicy elektrycznej
- Sekcji odkamieniania
- 4 modułów natryskowych
- Licznika energii elektrycznej oraz wody
Agregat w trakcie montażu.
i
SCA mierzyło temperaturę zewnętrzną oraz temperaturę powietrza po schłodzeniu, stan licznika wody oraz energii elektrycznej.
Dzięki podłączeniu do SCAWeb – internetowej platformy zbierającej i analizującej dane pracy agregatu wody lodowej oraz SCA – wszystkie powyższe parametry były zapisywane i pozwoliły na wykonanie analizy.
Temperatura włączenia SCA była ustawiona na 26 stopni C.
Na początku parę ciekawych cyfr.
- Agregat pracował przez 1886h.
- SCA pracowało 643h.
To stanowiło 34% łącznego czasu pracy agregatu.
- Zużyto 15,5m3 wody
- Średni spadek temperatury wynosił 4K.
- SCAWeb posiada 150 000 rekordów pomiarowych
- SCA pozwoliło zaoszczędzić 1MWh energii elektrycznej dla jednostki o mocy chłodniczej 120kW
- Największy efekt chłodzenia miał miejsce 26 czerwca o godzinie 16:40 oraz 30 czerwca o godzinie 14:42 i wynosiła 11K. Temperatura zewnętrzna 39 st C, po schłodzeniu 28 st C
- Najwyższa zarejestrowana temperatura + 40 st C – 26 czerwca o 15:26
- Najniższa zarejestrowana temperatura – 2 st C – 24 września o 6:48
Układ SCA został oddany do użytku w połowie czerwca.
Do momentu przygotowania instalacji wodnej na okres zimowy (opróżnienie układu z wody) agregat wody lodowej pracował 1886h. W momencie spełnienia dwóch warunków (potwierdzenia pracy agregatu oraz temperatury powietrza zewnętrznego > 260C) następował proces spryskiwania siatek. Łącznie SCA pracowało przez 643h. Statystyka w rozbiciu na letnie miesiące poniżej.
Układ SCA pracuje najbardziej efektywnie podczas występowania wysokich temperatur powietrza zewnętrznego oraz niskiej wilgotności względnej. Wartość RH oscylowała w okolicach 30%/40%.
W każdym miesiącu średni spadek temperatury uzyskiwany dzięki SCA wynosił 4K i dotyczy całego okresu letniego. Stabilne obniżenie temperatury pozwala na wiarygodnie wykorzystywanie SCA jako instalacji wspomagających pracę układów chłodniczych.
| Ton=26 C | ||
| Miesiąc | Średnia temperatura zewnętrzna | Średnia temperatura po schłodzeniu |
| Czerwiec | 32 | 28 |
| Lipiec | 30 | 25 |
| Sierpień | 30 | 26 |
| Wrzesień | 29 | 25 |
Rezultat obniżenia temperatury o 4 stopnie.
Spadek temperatury powietrza zewnętrznego o 4 stopnie przekłada się na wzrost wydajności chłodniczej +4% oraz spadek zużycia energii o 3,9%. Jednoczesny wzrost wydajności i obniżenie zużycia energii przez sprężarki sprawia, że aby osiągnąć ten sam efekt chłodniczy agregat pracuje krócej (ze względu na wyższą moc chłodniczą) zużywając mniej energii (mniej obciążone sprężarki). Dwie korzyści mają przełożenie na wymierne zyski ekonomiczne. W analizowanym przypadku ważne było wsparcie agregatu podczas upałów, zyski energetyczne są „efektem ubocznym”.
Dla przykładu prezentujemy wybrane dni pracy SCA.
Obniżenie temperatury przekładało się na zmniejszenie zużycia energii elektrycznej przez układ chłodniczy.
Skumulowany zysk energetyczny wyniósł prawie 1MWh. Najwięcej SCA zaoszczędziło w sierpniu – prawie 400 kWh.
Wszystkie obliczenia oszczędności energii zostały wykonane w oparciu o algorytmy przygotowane przez Politechnikę Warszawską – Wydział Mechaniczny, Energetyki i Lotnictwa. Ilość pomiarów (co 1min) zapewniło dużą dokładność mierzonych parametrów. Łącznie na serwerze SCAWeb zarchiwizowano 150 000 rekordów w okresie pracy SCA.
Zużycie wody w analogowym okresie wyniosło około 15,5m3/h.
Podsumowując
Dzięki SCA agregat chłodniczy pracował stabilnie pomimo występujących fali upałów, gdzie temperatura dochodziła do 400C. Obniżenie temperatury powietrza chłodzącego skraplacz pozwoliło zapewnić chłodzenie linii produkcyjnej. W okresie letnim temperatury powyżej 260C (temperatura załączenia SCA) stanowiły aż 34% łącznego czasu pracy jednostki.
Pomimo niedużej mocy elektrycznej jednostki chłodzącej (nominalna moc elektryczna około 40kW) udało się zaoszczędzić 1MWh w przeciągu sezonu pracy.
Warto pamiętać, że wzrost cen energii elektrycznej 1 stycznia 2020 jest pewny. Podwyżki cen prądu miały zacząć obowiązywać już w 2019 roku. Jednak rząd poradził sobie z tym w sposób krótkotrwały. Na czas dużych kampanii wyborczych dostaliśmy od polityków taryfę ulgową. Era mrożenia cen czarnej energii powoli się kończy nad Wisłą, a polityka klimatyczna UE podnosi stawki uprawnień do emisji CO2, które muszą kupować elektrownie i fabryki, by pokryć własne emisje dwutlenku węgla.
Wzrost cen energii elektrycznej można częściowo kompensować wykorzystując rozwiązania oszczędzające energię elektryczną w różnych obszarach. Dla układów HVAC jednym z dostępnych rozwiązań może być SCA. Układy klimatyzacji są odbiornikiem energii elektrycznej o znaczącym udziale w całościowym bilansie energetycznym. Właściwe zarządzanie infrastrukturą techniczną mogą racjonalizować zużycie energii i przynosić oszczędności finansowe j. w przypadku pozytywnych rezultatów zapewniających wzrost efektywności urządzeń poddanych modernizacji inwestorzy zyskają wartość dodaną dla swoich nieruchomości: generowanie wyższych zysków operacyjnych czy strategiczne przygotowanie się na niepewną przyszłość na polskim rynku energii elektrycznej.