Solstice® ze: Холодный расчет для экологически безопасной пекарни

Резюме: Когда традиционное ремесло становится инновационным

Пекарня Maurer Bakery – это семейное хлебопекарное и розничное предприятие, выпускающее хлеб и другие продукты, которые необходимо охлаждать или замораживать для дальнейшей дистрибуции по сети из 42 кафе-пекарен по всей Германии. В компании Maurer работают 400 человек, 70 из них – на двух производственных площадках компании. Maurer гордится своим традиционным подходом к хлебопечению (“einfach, gutes Brot”, что по-немецки значит «простой, вкусный хлеб») и работает по ночам, чтобы доставлять продукцию в магазины, которые открываются ежедневно в 6 утра.

Новый хлебозавод, благодаря которому производственные площади увеличились с 2500 до 6000 кв. м, включает очень большой подготовительный участок, 25 холодильных помещений и 4 морозильных камеры. Все они охлаждаются посредством каскадной системы, которая рассчитана на жизненный цикл не менее 20 лет. В конструкции необходимо было учесть требования регламентов по фторсодержащим газам, и поэтому компания обратилась к своему холодильному партнеру Ice COOL, специалисты которого совместно с компаниями ECR и Climalife Holland смогли выработать решение с низким показателем GWP (потенциала глобального потепления). Вместе с Honeywell’s Solstice® ze (HFO-1234ze) (показатель GWP <1 согласно 5-му отчету МГЭИК) применен CO2, и в результате это первая подобная промышленная каскадная система. Она также идеально подходит для выполнения задач компании Maurer в области энергоэффективности и снижения воздействия на окружающую среду.

Предыстория: ответ на вызов

Ключевым фактором, повлиявшим на решение компании Maurer по холодильной системе, явилось не только соответствие системы новым регламентам, которые должны скоро вступить в силу, но и возможность реализовывать стратегию, которая повлияет на энергопотребление и позволит компании выполнить поставленные экологические задачи.

Конструкция холодильной системы стала отправной точкой для разработки новой производственной площадки. Специалисты Maurer работали в тесном контакте с компанией Ice COOL, которая специализируется на индивидуальных решениях для разработки гигиеничных, экологически безопасных и энергоэффективных холодильных систем для пекарен.

Шесть месяцев ушло на конструирование в тесном сотрудничестве с компанией ECR каскадной системы, которая могла бы эффективно работать с разными эпюрами давления хладагентов.

Компания ECR-Nederland BV известна своими индивидуальными решениями, в частности, применением 3D-моделирования в рамках проектирования. Эти решения соответствуют требованиям Директивы ЕС по оборудованию, работающему под давлением (PED), и другим нормативам. Данный подход позволил компании Maurer оценить эффективность разработок и утвердить общий замысел.

С хладагентом Solstice® ze специалистов ECR познакомила компания Climalife Holland – нидерландский филиал ведущего дистрибьютора хладагентов в Европе. Сотрудники Climalife ранее уже участвовали в ряде полевых испытаний с применением хладагента Solstice® ze и особо отметили это инновационное решение как перспективное, с самым низким показателем GWP из возможных. Большим преимуществом является тот факт, что Solstice® ze не считается фторсодержащим парниковым газом и поэтому не включен в квоты, которые ограничат вывод на рынок гидрофторуглеродов (HFC) после 2015 года.

Конструкция системы была оптимизирована под более низкое давление хладагента Solstice® ze по сравнению с традиционным R-134a. Поскольку Solstice® ze слабо воспламеним, специалисты Ice Cool проверили в уполномоченном органе его соответствие требованиям ATEX; сотрудники надзорного органа пришли к выводу, что с учетом низких рисков, которые представляет хладагент Solstice® ze для системы такой конструкции, дополнительных мер в соответствии с требованиями ATEX не потребовалось.

Внедрение проекта: установка первой подобной системы за всю историю отрасли

Компания Maurer заказала систему охлаждения и заморозки в ноябре 2013 года после длительного анализа хладагента Solstice® ze, который проводили компании Climalife и ECR в системе, сконструированной компанией Ice COOL.

Результатом стала первая в истории промышленная каскадная установка, в которой в качестве хладагентов используются Solstice® ze для среднетемпературного охлаждения и CO2 – для низкотемпературного.

Каскадная компоновка системы позволила компании Maurer выполнить задачи по снижению энергопотребления и снижению уровня воздействия на окружающую среду. Общая энергоэффективность системы сейчас тщательно отслеживается: это предусмотрено ее конфигурацией.

С технической точки зрения использование в качестве хладагентов Solstice® ze и CO2 в рамках единой системы представлялось достаточно сложной задачей, так как CO2 – это высокопроизводительная, скоростная среда, тогда как Solstice ze из-за низкой производительности достигает стабильного состояния медленно. Поэтому потребовалось соединить знания и навыки разных специалистов, чтобы получить решение, которое не только соответствует потребностям компании Maurer, но и обладает большим потенциалом для всей пищевой промышленности.

В данной системе хладагент Solstice ze используется для непосредственного испарения на стороне высокого давления при температурах до -10ºC и -15ºC с подачей в холодильные камеры, а также в рабочую зону, где готовятся пищевые продукты. CO2 используется на стороне низкого давления для морозильных камер и процессов шоковой заморозки, необходимых для некоторых специализированных заготовок из теста. Для среднетемпературного и низкотемпературного охлаждения используются электронные регулирующие вентили. В состав контуров входят также два конденсатора Güntner Microx (объем труб 2 x 20 Л) с электронно-коммутируемыми вентиляторами, один теплообменник Alfa Laval для рекуперациитепла мощностью 300 кВт и один сухой охладитель для охлаждения нагнетаемого газа CO2.

>информационная система

Отраслевые перспективы: решением с низким показателем GWP

Внедрение компанией Maurer на своем производстве решения Honeywell Solstice® ze отражает растущий спрос в пищевой промышленности на хладагенты с низким показателем GWP, энергоффективные и с низким уровнем выбросов CO2. Данный хладагент является альтернативой хладагенту R-134a и отличается показателем GWP <1. Он идеально подходит для холодильных установок, торговых автоматов, каскадных систем, осушителей воздуха и тепловых насосов на CO2.,

Результаты

• В рамках партнерства успешно установлена и внедрена первая в истории промышленная каскадная система охлаждения и заморозки с использованием хладагентов Solstice® ze/CO2.

• Холодопроизводительность оказалась на хорошем уровне во всех условиях – на производстве и в офисных помещениях, что гарантирует высокое качество, которое требуется для данного бизнеса

•  Помимо снижения прямых выбросов на 99,9% и улучшения показателей производственных затрат, установка обеспечивает перспективное решение, соответствующее высоким стандартам безопасности.

«После года эксплуатации установка работает безопасно, как мы и рассчитывали, позволяет нам добиваться выполнения наших экологических задач и обеспечивает долгосрочное решение с точки зрения соответствия будущим нормативным требованиям по хладагентам без необходимости дополнительных вложений в реконструкцию системы».

Тобиас Маурер, генеральный директор

«Мы протестировали Solstice ze с учетом обширного опыта применения гидрофторуглеродов (HFC), аммиака R-290 и CO2 и подтверждаем, что у этого хладагента более оптимальный показатель производственных затрат. С учетом общих эксплуатационных затрат и вопросов, связанных с отказами и безопасностью, мы считаем, что Solstice® ze – идеальное решение для установок, подобных этой. В настоящее время мы рассматриваем возможность применения Solstice ze в супермаркетах для охлаждения на стороне высокого давления и CO2 – для охлаждения на стороне низкого давления».

Удо ван дер Меер, компания ECR-Nederland BV

«Нам пришлось пройти через этап освоения и приспособления к особенностям работы с новыми хладагентами, чтобы оптимизировать производительность всей установки, так как Solstice® ze и CO2 нельзя назвать простой комбинацией из-за их очень разной производительности и скорости достижения стабильного состояния. Но теперь мы довольны и уверены, что каскадная система, работающая на Solstice ze и CO2, – это продуманное, надежное и эффективное решение, если правильно решить все вопросы, связанные с конструкцией системы и ее безопасностью».

Петер Веренс, компания Ice Cool