Supermärkte
Kühlsysteme sind ein wesentlicher Bestandteil von Supermarktanlagen. Die große Auswahl an Produkten, die in Großmärkten angeboten werden, bedeutet, dass viele von ihnen gekühlt oder im Gefrierschrank gelagert werden müssen.
Jedes Kühlsystem sollte unter Berücksichtigung der individuellen Bedürfnisse des Geschäfts ausgewählt werden.
Die Investoren sollten besonders auf die Kosten und die Betriebssicherheit der Anlage achten. Um das System richtig auszulegen, muss zunächst die Anzahl und die Verteilung der Punkte bestimmt werden, von denen die Wärme abgeleitet werden muss. Die wichtigsten Punkte sind Kühlmöbel, Kühlräume und Klimaanlagen.
Hexonic bietet eine Reihe von Wärmetauschern an, die erfolgreich in Ladenkühlsystemen arbeiten und einen sicheren und optimierten Betrieb des Systems garantieren.
Mehrkreissysteme
Indirekte Kälteanlagen werden in zwei Arten von Kreisläufen unterteilt – einen primären Kältemittelkreislauf und einen oder zwei sekundäre Kreisläufe.
Indirekte Kühlsysteme mit sekundären Flüssigkeitskreisläufen werden häufig aus kompakten Kühlaggregaten aufgebaut. Der Kompressor, der Verdampfer und der Kondensator befinden sich im Maschinenraum in einiger Entfernung von den Vitrinen, wo der Kühl- und Wärmerückgewinnungsprozess stattfindet. Dieses System ermöglicht es nicht nur, den Einsatz von Primärkältemittel zu reduzieren, sondern verringert auch das Risiko von Kältemittelleckagen. Dies ermöglicht die Verwendung von Kältemitteln wie Ammoniak in Ladensystemen. Sie können erfolgreich im Primärkreislauf eingesetzt werden, der sich in einem sicheren und abgedichteten Raum befindet.
Der Einsatz von gelöteten Hexonic-Plattenwärmetauschern als Verflüssiger, Verdampfer und Enthitzer gewährleistet einen effizienten und sicheren Betrieb der im Maschinenraum befindlichen Kälteanlage.
Niedertemperatursysteme
Der Verdampfungsprozess bei niedrigen Temperaturen erfordert niedrige Drücke, während der Verflüssigungsdruck auf normalem Niveau liegt. In einigen Fällen ist es erforderlich, das Verdampfungs- und Verflüssigungsdruckniveau durch mehr als eine Verdichterstufe zu trennen. Das liegt daran, dass mit steigendem Druckverhältnis des Verdichters auch die Verdichteraustrittstemperatur steigt. Der Betrieb bei hohen Temperaturen verkürzt die Lebensdauer des Kompressors und verringert die Effizienz des Kompressors, was die Betriebskosten erhöht.
Zur Erzeugung besonders niedriger Temperaturen werden Kältesysteme mit zweistufiger Verdichtung eingesetzt. Bei sehr niedrigen Temperaturen sind große Druckunterschiede zwischen Verdampfer und Verflüssiger erforderlich. In einem Kompressor sinkt der volumetrische Wirkungsgrad bei hohen Druckverhältnissen erheblich. Die indirekte Gaskühlung wird zwischen zwei Kompressorstufen eingesetzt.
Die Zwischenkühlung des Kältemitteldampfes zwischen dem Niederstufenkompressor und dem Hochstufenkompressor senkt die Austrittstemperatur des Hochstufenkompressors auf unbedenkliche Werte, verbessert die Verdichtungseffizienz und reduziert den Energieverbrauch.
Das zweistufige System arbeitet mit einer zweistufigen Verdichtung. Das verflüssigte Kältemittel wird über zwei Expansionsventilen, eines für den Verdampfer und eines für die Flüssigkeitsunterkühlung bzw. für die Zwischeneinspritzung zum Hochstufenkompressorr geleitet. Die Entnahme von flüssigen Kältemittel zwischen den Expansionsventilen verringert die Quantität des Kältemitteldampfes am Eintritt in den ND-Kompressor. Aufgrund der Unterkühlung des durch den Verdampfer strömende Kältemittel kann dieses mehr Wärme aufnehmen, wodurch der erforderliche Kältemittelmassenstrom für eine bestimmte Kälteleistung verringert wird. Dadurch kann der Niederstufenkompressor kleiner gestaltet werden, und aufgrund des höheren Wärmeübergangskoeffizienten im Verdampfer wird auch die erforderliche Wärmeübertragungsfläche verringert.
Ein System mit eingebautem Zwischenstufenkühler verwendet eine Zwischenverdampfungsstufe zur Kühlung der Heißgases des Niederstufenkompressors. Durch die Unterkühlung verringert sich der Dampfanteil am Austritt, wodurch sich der Kältemitteldurchsatz im Verdampfer verringert. Das System kann dann einen kleineren, weniger leistungsfähigen Kompressor verwenden, um die erforderliche Kühleffizienz zu erreichen. Beim Austritt aus dem Zwischenkühler wird das Kältemittel nicht vollständig verdampft. Die verbleibende Flüssigkeit wird nach der Vermischung mit dem Heißgas des Niederstufenkompressors verdampft. Dies führt zu einer effizienteren Kühlung des Gases. Das Heißgas aus dem Hochdruckverdichter kann auf einer akzeptablen Temperatur gehalten werden, wodurch sich auch die Leistung des Verdichters erhöht.
Der gelötete Plattenwärmetauscher von Hexonic minimiert den Temperaturunterschied zwischen verdampfenden und gekühlten Strömen, und erhöht so die Systemeffizienz.
Ein Kaskadensystem besteht aus zwei getrennten Kältekreisläufen, die ein für ihren Temperaturbereich geeignetes Kältemittel verwenden. Die beiden Kreisläufe sind durch eine indirekte Wärmetauscher-Kaskade verbunden, die als Verflüssiger und Verdampfer fungiert.
Der Hochtemperaturkreislauf wird durch einen Luftkondensator gekühlt und nutzt die Wärmetauscher-Kaskade als Verdampfer, während der Niedertemperaturkreislauf im kalten Verdampfer Kälte erzeugt und die Wärmetauscher-Kaskade als Kondensator nutzt. Der Vorteil des Systems besteht darin, dass zwei Arten von Kältemitteln mit unterschiedlichen Dampfdrücken verwendet werden können und die Wahl des geeigneten Kältemittels und der Ölverteilung im Kaskadensystem für jeden Kreislauf separat getroffen werden kann.
Für die Wärmetauscher-Kaskade ist ein gelöteter Plattenwärmetauscher aufgrund seiner Beständigkeit gegen Temperaturschwankungen und Druckstöße ideal. Aufgrund der sehr hohen Temperaturunterschiede, die sich negativ auf den Wärmetauscher selbst auswirken, empfiehlt es sich, vor dem Auslass auf der Kondensationsseite einen Kühler zu installieren. Der Enthitzer senkt die Austrittstemperatur des Gases auf der Seite der Kaskadeneinheit und nutzt die Überhitzungsenergie zur Erzeugung von Hochtemperaturwasser.
Die aktuellen Trends weisen zunehmend in Richtung umweltfreundlicher Lösungen. CO2-basierte Kältesysteme werden immer beliebter. Zur Optimierung von Kälteanlagen mit CO2 werden in der Regel zweistufige Verdichterkaskaden eingesetzt, wobei die obere Stufe Kreisläufe mit einer höheren kritischen Kältemitteltemperatur nutzt.
