EN
Супермаркети и търговия на дребно с храни: Бързо внедряване на системи за охлаждане с въглероден диоксид
Регулаторни фактори: Влиянието на забраните за използване на ХФУ върху прилагането на системи за охлаждане с въглероден диоксид
Задължителното постепенно извеждане от употреба на ХФУ, ускорено от Кигалийската поправка към Монреалския протокол, е подтикнало супермаркетите да избягват хладагенти с висок потенциал за глобално затопляне. Наскоро въглеродният диоксид (R744) се е наложил като естествен хладагент по избор за изпълнение на тези регулации, тъй като потенциалът му за глобално затопляне е 1, а озоноразрушителният му потенциал (ODP) е нула – поне сред по-големите хладагенти. В момента основните търговски вериги са изправени пред строги срокове за съответствие в ЕС, САЩ и Обединеното кралство. Следователно преходът към системи за охлаждане с въглероден диоксид е стратегическа необходимост както за спазване на регулациите, така и за осигуряване на бъдещата жизнеспособност на системите в условията на все по-строга регулаторна среда.
Предимство по отношение на производителността: Енергийната ефективност на транскритичните системи за охлаждане с въглероден диоксид за приложения със средна температура
В млечната, деликатесната и напитковата продукция, както и в приложенията за изложбени витрини в магазините, транскритичните CO₂ системи осигуряват по-висока ефективност за млечните и деликатесните продукти. В тези приложения практически проучвания показват, че транскритичните CO₂ системи потребяват с 30 % по-малко енергия в сравнение със старите HFC системи, работещи при същите условия. Превъзходната енергийна ефективност и термодинамични свойства на CO₂ се усилват още повече, когато други системи използват интегрирани системи за рекуперация на топлинна енергия. Системите имат архитектура с паралелно компресиране за компенсиране на температурните колебания. Системите с архитектура на паралелно компресиране работят с постоянна и оптимална енергийна ефективност.
Реално въздействие: Внедряването на хладилна система с въглероден диоксид от голям британски търговец намалява потенциала за глобално затопляне (GWP) с 99 % и енергийната употреба — с 12 %. Един голям търговец в Обединеното кралство модернизира хладилните системи в повече от 200 магазина, като използва транскритичен въглероден диоксид (CO₂). Проектът е подкрепен от независима оценка на жизнения цикъл. Внедряването елиминира 99 % от прякото въздействие върху GWP, свързано с хладилните агенти, и намалява електроенергийната употреба на място с 12 %, което води до годишно намаляване на разходите с 740 000 щ.д. за всеки магазин (Институт „Понемон“, 2023 г.). Този преход е осъществен без прекъсване на операционната дейност, което демонстрира възможността за бързо внедряване на съвременните решения с CO₂ и зрелостта на технологията. Преработка на храни и студена складова логистика: Мащабиране на хладилни системи с CO₂ за ниски температурни изисквания. Оперативна необходимост: Веригите за доставка на замразени продукти стимулират инвестициите в хладилни системи с CO₂ за ниски температури. За индустрията на замразените храни е съществено да разполага с хладилни системи, които са изключително стабилни и енергийно ефективни и могат да се поддържат, без температурата да надвишава целевата стойност от -25 °C — това е политическият целеви показател за индустрията на замразените храни, който в действителност е -18 °C. Такова ниво на охлаждане сега се счита за необходимо, тъй като производството на замразени храни расте с 7 % годишно („Фуд Лоджистикс“, 2023 г.). Търсенето на готови за консумация ястия и растителни протеини стимулира търсенето на замразени храни при температури по-високи от целевата стойност от -15 °C, което компрометира цялото производство.
Каскадни и вторични контурни охладителни системи с CO₂ за работа при –40 °C
Каскадната и вторичноконтурната охладителна система с CO₂ осигурява максимална прецизност и безопасност за различни приложения, включително съхранение на продукти в лиофилизирано или криогенно състояние, като резултат от дълбоко замразяване, например бласт-замразяване. Каскадните конфигурации използват амоняк или въглеводороди заедно с CO₂ в двустепенни вериги, за да осигурят работа при температура –40 °C с поддържана температурна флуктуация ±0,5 °C и интервал за размразяване, надвишаващ 40 % от работното време. При използване на вторичноконтурни конструкции CO₂ циркулира в затворена система, а хладилният агент е отделен от зоните за контакт с храни, което гарантира съответствие с изискванията на FDA и BRCGS относно контрола на замърсяването. При –35 °C тази конкретна конфигурация постига коефициент на производителност (COP) с 130 % по-висок от другите ниско-температурни системи, използващи HCF (високовъглеродни пяни). Освен това предварителното подгряване на каскадните кондензатори подобрява енергийната ефективност на системата.
Фармацевтични и млечни продукти: Системи за охлаждане с въглероден диоксид (CO₂) за прецизно охлаждане, критично за съответствие с нормативните изисквания
Нормативна директива: FDA и EMA предпочитат системи за охлаждане с въглероден диоксид (CO₂) с неразрушителни и негорими свойства
Процесите за производство на фармацевтични и млечни продукти се строго регулират от различни контролни органи, като FDA и EMA, които обръщат внимание на използването на хладагенти в стерилни и хранителни среди, като изискват те да бъдат негорими и нетоксични. Тъй като въглеродният диоксид (R744) е естествен хладагент, няма риск от замърсяване при изтичане на хладагента. Системите за охлаждане с въглероден диоксид (CO₂) представляват решение, което отговаря на изискванията, поставени от Кигалийската поправка относно глобалното намаляване на употребата на флуорсъдържащи въглеводороди (HFC), както и на изискванията за производството на инжекционни и биологични продукти, ферментирани млечни продукти и пастеризирано мляко.
Стабилност на процеса: Системите за охлаждане с въглероден диоксид (CO₂) осигуряват прецизен (±0,3 °C) термичен контрол за процесите на пастеризация и производството на биологични продукти
Фармацевтичната и млечната промишленост изискват сравнимо ниво на безопасност и ефективност, постигнато само чрез последователен контрол на температурата. Системите за охлаждане с въглероден диоксид (CO₂) постигат стабилност до ±0,3 °C за предотвратяване на денатурация на протеини при високопроизводителни процеси на пълнене и завършване на ваксинни компоненти, пастеризация по метода HTST с диализа и унищожаване на микроорганизми в млечната промишленост. Възможността за предотвратяване на денатурация се предоставя на клиентите благодарение на уникалната способност на CO₂ за прецизен контрол на температурата — дори по време на стартиране или при високо натоварване на системата, свързано с търсенето. По време на фазата на замразяване в каскадни приложения с CO₂ стабилността при -40 °C може да запази цялостта на формулировките на моноклонални антитела срещу увреждания, причинени от замразяването. CO₂ също намалява процентите на отхвърлени партиди и засилва доверието на клиентите, като намалява честотата на увреждания от замразяване в премиалните млечни съставки.
Логистика и разпределителни центрове: Интегриране на системи за охлаждане с CO₂ в многозонни рефрижерационни инсталации
Гъвкавост на системата: Хибридни CO₂/NH₃ и изцяло CO₂ проекти за многотемпературни разпределителни центрове
Доставката за съвременни логистични разпределителни центрове означава, че едновременно трябва да се поддържат множество температурни зони – от амбиентни приемни докове (15–25 °C) до хладилни (2–8 °C) складови помещения, замразени (–25 °C) складови помещения и ултразамразени (–40 °C) складови помещения – всички те в рамките на едно и също логистично центрово решение. Хибридните CO₂/амоняк системи максимизират ефективността на амоняка при ниски температури и ефективността на CO₂ при средни и ниски температури, като по този начин изолират риска от кръстосано замърсяване между хладилните агенти. От друга страна, решенията за изцяло CO₂ проектиране, използващи каскадни хладилни агенти, комбинират транскритични и субкритични хладилни решения. Решенията за проектиране на хибридни CO₂ системи също поддържат три функции, които модулните системни решения трябва да притежават, включително следните три функции:
- Оптимизация за конкретна зона: Специализирани рефрижерантни контури намаляват топлинната загуба, което гарантира непокътнатостта на веригата за студено снабдяване както за свежите, така и за замразените секции.
- Масштабируема мощност: Разпределените CO₂ агрегати позволяват мощността да се нагажда според пропускателната способност и разширяването на агрегата.
- Интегрирано възстановяване на енергия: Енергийните загуби от компресорите за замразяване се използват за размразяване и отопление на помещението на агрегата.
Традиционно всяко от двете проектирани решения осигурява по-ниски общо годишни енергийни разходи с 15–20 % в сравнение с многозонните рефрижерантни системи, както и по-ниски запаси от рефрижерант, по-малко течове и по-ниски разходи, свързани със съответствието на регулациите, поради по-продължителния процес на херметизиране на системата.
Често задавани въпроси
Защо CO₂ се предпочита пред ХФУ за чилърни системи?
CO₂ се предпочита поради ниската си потенциална глобална затопляща способност (GWP) – 1, нулевия си потенциал за унищожаване на озоновия слой и съответствието си с глобалните регулации, насочени към постепенното изваждане от употреба на ХФУ. Той представлява екологично безопасна и ефективна алтернатива.
Какви са предимствата на транскритичните CO₂ системи за супермаркети?
Транскритичните CO₂ системи подобряват традиционните HFC системи, като потребяват около 30 % по-малко енергия и се основават на вродено по-добра термодинамика, както и осигуряват подобрени възможности за рекуперация на енергия.
Какви са предимствата на CO₂ чилър системите за фармацевтичния и млечния сектор?
CO₂ чилър системите отговарят на необходимите стандарти и регулации чрез нетоксични, негорими и химически инертни охлаждащи решения. Освен това те осигуряват прецизен температурен контрол за запазване на цялостта на продуктите и безопасността.