Systemy chłodnicze są niezbędnym elementem instalacji w supermarketach. Szeroki asortyment produktów oferowanych w sklepach wielkopowierzchniowych sprawia, że wiele z nich wymaga przechowywania w warunkach chłodniczych lub mroźniczych.
Inwestorzy powinni zwrócić uwagę przede wszystkim na koszty oraz bezpieczeństwo pracy instalacji. Aby odpowiednio zaprojektować system najpierw trzeba określić liczbę i rozkład punktów, z których należy odprowadzić ciepło. Najistotniejszymi punktami są meble chłodnicze, komory chłodnicze oraz układy klimatyzacyjne.
Firma Hexonic w swojej ofercie posiada szereg wymienników ciepła, które z powodzeniem pracują w sklepowych instalacjach chłodniczych gwarantując bezpieczną i zoptymalizowaną pracę systemu.
Pośrednie systemy chłodnicze dzielą się na dwa typy obiegów – pierwotny obwód czynnika chłodniczego i jeden lub dwa obwody wtórne.
Pośrednie układy chłodnicze z wtórnymi obiegami cieczy są często zbudowane z kompaktowych jednostek chłodniczych. Sprężarka, parownik i skraplacz są umieszczone w maszynowni w dużej odległości od witryn, gdzie zachodzi proces chłodzenia oraz odzysku ciepła. System ten umożliwia nie tylko zmniejszenie wykorzystania ilości pierwotnego czynnika chłodniczego, ale również ogranicza ryzyko jego wycieku. Dzięki temu możliwe jest użycie w układach sklepowych takich czynników chłodniczych jak np. amoniak. Mogą one z powodzeniem być używane w obiegu pierwotnym, który jest zlokalizowany w bezpiecznym i szczelnym pomieszczeniu.
Zastosowanie płytowych lutowanych wymienników ciepła firmy Hexonic jako skraplaczy, parowników i schładzaczy pary przegrzanej zapewni wydajność i bezpieczeństwo pracy układu chłodniczego znajdującego się w maszynowni.
Proces parowania w niskiej temperaturze wymaga niskich ciśnień, podczas gdy ciśnienie skraplania jest na normalnym poziomie. W niektórych przypadkach wymagane jest oddzielenie poziomów ciśnienia parowania i skraplania przez więcej niż jeden stopień sprężarki. Wynika to z faktu, że wraz ze wzrostem stosunku ciśnienia w sprężarce wzrośnie również temperatura na jej wylocie. Praca w wysokiej temperaturze skraca żywotność i zmniejsza wydajność sprężarki, zwiększając tym samym koszty operacyjne.
Do wytwarzania szczególnie niskich temperatur stosuje się układy chłodnicze z dwustopniowym sprężaniem. W bardzo niskich temperaturach wymagane są duże różnice ciśnień między parownikiem a skraplaczem. W sprężarce wydajność objętościowa znacznie spada przy wysokich stosunkach ciśnień. Chłodzenie pośrednie gazem jest stosowane między dwoma stopniami sprężarki.
Chłodzenie międzystopniowe oparów czynnika chłodniczego między sprężarką niskiego stopnia, a sprężarką wysokiego stopnia obniża temperaturę wylotową sprężarki wysokiego stopnia do nieszkodliwych wartości i poprawia wydajność sprężania oraz zmniejsza zużycie energii.
System dwustopniowy pracuje z dwustopniową kompresją. Gaz rozprężny oddzielany jest od ciekłego czynnika chłodniczego między dwoma zaworami rozprężnymi i kierowany jest do sprężarki wysokiego stopnia. Usunięcie gazu między etapami rozprężania obniża jakość pary czynnika chłodniczego na wejściu do parownika. Ze względu na niższą jakość wchodzącej pary, czynnik chłodniczy przechodzący przez parownik będzie w stanie absorbować więcej ciepła, zmniejszając wymagane masowe natężenie przepływu czynnika chłodniczego dla danej wydajności chłodniczej. Dzięki temu rozmiar sprężarki niskiego stopnia może być mniejszy, a ze względu na zwiększony współczynnik przenikania ciepła w parowniku, wymagana powierzchnia wymiany ciepła jest również zmniejszona.
Układ z zainstalowanym intercoolerem wykorzystuje pośredni stopień odparowania do chłodzenia gazu wylotowego ze sprężarki pierwszego stopnia. Proces dochładzania obniża jakość pary na wylocie, co zmniejsza natężenie przepływu czynnika chłodniczego przez parownik. W układzie można wówczas zastosować mniejszą sprężarkę niższego stopnia dla wymaganej efektywności chłodniczej. Po wyjściu z chłodnicy międzystopniowej czynnik chłodniczy nie jest całkowicie odparowany. Pozostała część cieczy jest odparowana po wymieszaniu się z gorącym gazem wylotowym ze sprężarki niższego stopnia. Skutkuje to bardziej wydajnym chłodzeniem gazu. Gaz ze sprężarki wysokiego stopnia może zostać utrzymywany w dopuszczalnej temperaturze, tym samym również wydajność sprężarki zostaje zwiększona.
Płytowy lutowany wymiennik ciepła firmy Hexonic minimalizuje różnicę temperatur między strumieniem parującym a schłodzonym, zwiększając tym samym wydajność systemu.
System kaskadowy składa się z dwóch oddzielnych obwodów chłodniczych, w których wykorzystywany jest czynnik chłodniczy odpowiedni dla jego zakresu temperatur. Oba obwody połączone są ze sobą za pomocą pośredniego kaskadowego wymiennika ciepła działającego jako skraplacz i parownik.
Obwód wysokotemperaturowy jest chłodzony przez skraplacz powietrza i wykorzystuje kaskadowy wymiennik ciepła jako parownik, natomiast obwód niskotemperaturowy wytwarza chłodzenie w zimnym parowniku i wykorzystuje go jako skraplacz. Zaletą systemu jest możliwość wykorzystania dwóch rodzajów czynników chłodniczych o rożnych prężnościach par, a dobór odpowiedniego czynnika chłodniczego i dystrybucję oleju w systemie kaskadowym można rozpatrywać osobno dla każdego obwodu.
Jako kaskadowy wymiennik ciepła idealnie sprawdzi się płytowy lutowany wymiennik ciepła ze względu na odporność na zmiany temperatur i skoki ciśnienia. Z powodu bardzo wysokich różnic temperatur, które mają niekorzystny wpływ na sam wymiennik ciepła, zaleca się zainstalowanie schładzacza przed wylotem po stronie skraplania. Schładzacz obniża temperaturę gazu wylotowego po stronie jednostki kaskadowej, wykorzystując energię przegrzania do wytworzenia wody o wysokiej temperaturze.
Obecne trendy coraz częściej wskazują na rozwiązania przyjazne środowisku. Coraz popularniejsze stają się systemy chłodnicze oparte na CO2. Aby zoptymalizować systemy chłodnicze wykorzystujące CO2 zazwyczaj stosuje się dwustopniowe kaskady sprężarkowe, w których na górnym stopniu stosuje się obiegi z czynnikiem roboczym o wyższej temperaturze krytycznej.
