Propan ile sürdürülebilir, verimli ve güvenli ısıtma ve soğutma sağlamak

Alman ısı çözümleri sağlayıcısı Simaka Energie- und Umwelttechnik GmbH, müşterilerine propanı soğutucu akışkan olarak kullanmanın potansiyelini göstermeye istekli olan şirketlerden biridir. Alfa Laval ile birlikte, İsviçreli bir süpermarket zinciri için üç adet Alfa Laval lehimli plakalı ısı eşanjörünü temel alan bir ısı pompası sistemi tasarladılar. Bu eşanjörler ekstra büyük boyutludur, çok yüksek kapasiteye sahiptir ve soğutucu akışkan olarak R290 kullanmaktadır. Sonuçta, uzun vadeli sürdürülebilirlik, enerji verimliliği ve güvenli çalışma konusunda en iyi garantiyi sunan yenilikçi bir ısıtma ve soğutma çözümü ortaya çıktı.

Isı pompasına Alfa Laval lehimli plakalı ısı eşanjörleri monte edildi. Solda; AC500 kondenser, ortada; AC1000 evaporatör ve sağda AC500 kondenser.

Simaka’nın misyonu, müşteriler için termal verimlilik, GWP seviyeleri ve uygun maliyetlilik gerekliliklerini aşan, geleceğe dönük bir güven duygusu sağlayan özelleştirilmiş sistemler geliştirmektir. Almanya’nın Baden-Württemberg eyaletindeki Argenbühl’de bulunan şirket, doğal soğutucu akışkanları erken benimseyenlerden biri olarak, uzun yıllardır endüstriyel ısıtma ve soğutma için yenilikçi ısı pompaları tasarlamaktadır. Bu nedenle şirket, günümüz pazarının taleplerini ve müşterilerin düşük GWP alternatiflerine geçiş sürecinde karşılaştıkları zorlukları anlamak için eşsiz bir konumdadır.

Simaka Genel Müdürü Karsten Uitz, “Bana göre, F-Gaz Yönetmeliği son 30 yılda soğutucu akışkan yasakları konusunda yaşanan en büyük değişimi temsil ediyor,” diye açıklıyor. “Şimdiye kadar, her zaman ilgili tüm güvenlik kriterlerini karşılayan bir alternatif mevcuttu. Ancak günümüzde bir soğutma müteahhidi olarak, propan veya R1234ze gibi yanıcı soğutucu akışkanlardan kaçınamazsınız. Bunlarla çalışabilmeniz gerekiyor.”

Doğal soğutucu akışkanların öncüsü

Simaka, Almanya’nın İsviçre sınırına sadece 50 kilometre uzaklıkta yer almaktadır. İsviçre, düşük GWP’li soğutucu akışkanlara yönelik gerekliliklerin uygulanmasında öncü bir rol oynamıştır. Bu nedenle, İsviçre’de faaliyet gösteren işletmeler, gelecekte sürdürülebilirlik hedeflerinin daha da sıkı hale geleceğini büyük olasılıkla öngörmektedir.

Bu değerlendirmeler, 2020 yazında sabit soğutma işlevine sahip bir ısı pompası için ihale çağrısı yapan büyük bir İsviçreli süpermarket zinciri için çok önemliydi. Müşterinin şartnamesinde toplam 550 kW çıkış gücü ve en önemlisi ana soğutucu akışkan olarak R290’ın kullanılması isteniyordu. Simaka’nın doğal soğutucu akışkan kullanımına yönelik yenilikçi odaklanması nedeniyle, Uitz ve proses mühendislerinden oluşan ekibi bu zorlu görevi kabul etmeye hevesliydi – ve rakiplerini geride bıraktı.

Her ayrıntıda maksimum verimlilik sağlanıyor

“Verimlilik, Simaka’nın tutkusudur ve müşterilerimize en küçük ayrıntılara kadar en iyi faydaları sağlayan sistemler kuruyoruz,” diyor Uitz. “Bir ısı pompasının amaçlanan verimlilik seviyesinde çalışmaması durumunda, uzun vadede elektrik maliyetlerinin artacağına ve sonuçta CO₂ emisyonlarının da yükseleceğine biliyoruz. Dolayısıyla, sistemimizin vaat edilen performansı sunmasını sağlamak, Alfa Laval ile ortak bir ekip çalışmasıydı; çünkü gerekli bileşenleri bizim için en uygun şekilde boyutlandırma ve monte etme konusunda onlara %100 güvenebilirim.”

Simaka, İsviçreli süpermarket zinciri için, büyük bir Alfa Laval AC1000 lehimli plakalı ısı eşanjörü aracılığıyla bir hidrolik soğutma devresine ve iki ayrı hidrolik ısıtma devresine bağlı iki adet özdeş AC500 lehimli plakalı ısı eşanjörüne bağlanan bir ısıtma ve soğutma sistemi geliştirdi. AC500 lehimli plakalı ısı eşanjörleri kondenser olarak kullanılıyor ve her biri 30 kg propan ile doldurulmuş durumda. Simaka, bir soğutucu akışkan devresinde arıza meydana gelmesi durumunda sistemin toplam kapasitesinin yarısını sağlamaya devam etmesini garanti etmek amacıyla sistemi %50 yedeklilikle tasarladı.

Ayrıca, iki ayrı kondenserin bulunması, operatörlerin iki soğutma devresinde farklı kondenzasyon basınçları ve dolayısıyla farklı sıcaklıklar kullanmasına olanak tanır. Örneğin, bir devre daha düşük basınç sayesinde daha düşük bir tahliye sıcaklığında çalışabilir; bu da daha yüksek termal verimlilik ve dolayısıyla enerji verimliliği sağlar.

Simaka Energie- und Umwelttechnik GmbH Tarafından Hazırlanan Soğutucu Akışkan Karşılaştırması

Yüksek gereksinimleri karşılayan benzersiz tasarımlar

Büyük boyutlu AC1000 lehimli plakalı ısı eşanjörleri, çok az yer kaplayacak şekilde tasarlanmıştır. Bu da Simaka’nın R290’un üstün hacimsel performansından tam olarak yararlanmasını sağlamıştır. Sonuç olarak, tasarladıkları yüksek kapasiteli ısı pompası sistemi, kompakt ve dolayısıyla maliyet tasarrufu sağlayan bir tasarım içinde gerekli olan 550 kW’lık gücü sağlayabilmektedir.

Alfa Laval’ın benzersiz FlexFlow™ asimetrik plaka tasarımı ve tamamen özelleştirilmiş Dynastatic™ entegre dağıtım sistemi sayesinde, büyük AC1000 lehimli plakalı ısı eşanjörleri mükemmel soğutucu akışkan dağılımı sağlarken, aynı zamanda hidrolik soğutma tarafında düşük basınç kayıpları elde edilmesini sağlar. Bu, pompa kapasitesi gereksinimlerini azaltır. Bu da elektrik enerjisi tüketimini düşürür ve sonuç olarak CO₂ emisyonlarının daha da azalmasına yol açar. Ayrıca, plaka asimetrisi kısmi yüklerde bile en iyi termal performansı garanti eder.

“Alfa Laval ile sistemlerimiz için en uygun ısı eşanjörlerini sağlamak üzere her zaman gerekli tasarım bilgisi ve deneyimini buluyoruz,” diyor Uitz. “Bu, kullandığımız en küçük kapasitelerden en büyüklerine kadar geçerlidir ve yağ dönüşü gibi ayrıntıları ve çok yakın sıcaklık yaklaşımını da içerir; böylece verimlilikten ödün verilmez. Bu projeye yüksek gereksinimlerle geldik ve Alfa Laval, büyük AC1000 lehimli plakalı ısı eşanjörlerimizi bu gereksinimleri tam olarak karşılayacak şekilde tasarladı.”

Güvenilir performans ve buna uygun güvenlik

Sistemde kullanılan 60 kg propan, özel patlama koruması olmadan çalışabilme sınırının çok üzerindedir. Bu nedenle güvenlik, sistemin yapımında ve Simaka’nın bileşen seçiminde kilit bir husustu. Bu da Alfa Laval ile bu kadar yakın bir işbirliğine güvenmelerinin bir başka nedeniydi.

“Yanıcı soğutucu akışkanlarla çalışırken ısı eşanjörleri her şeyin başı ve sonudur,” diyor Uitz. “Kullanılan ısı eşanjörleri, uzun vadede bile kesinlikle güvenilir olmalıdır. Bu konuda da Alfa Laval’ın kalitesi bizi hiç hayal kırıklığına uğratmadı. Sızıntı yapan bir ısı eşanjörü nedeniyle tek bir arıza bile yaşamadık.”

Yedekli tasarım, belirli bir soğutma devresindeki propan miktarını yarıya indirdiği için bir kez daha avantaj sağlıyor. Propan kaçarsa, sistem hemen kapanır ve patlamaya dayanıklı bir fan propanı uzaklaştırır. Sistem binanın içinde değil, süpermarketin çatısında bulunduğu için bu işlem güvenli bir şekilde gerçekleştirilebilir ve Uitz, tam da bu nedenle yanıcı soğutucu akışkanlar kullanan bu ölçekteki tüm sistemlerin açık havada kurulmasını önermektedir.

Simaka Energie- und Umwelttechnik GmbH’de bulunan SIMATRON WP550SW tipi ısı pompası.

Başarılı bir ortaklığın getirdiği başarılı sonuçlar

Birçok müşteri hâlâ güvenlik endişeleri taşıyor olsa da Simaka, propan ve diğer hidrokarbonların orta vadede pazarda yaygınlığını artırmaya devam edeceğinden emin. “Uzun vadede, yanıcı soğutucu akışkanlardan kaçınılması mümkün olmayacak,” diye ekliyor Uitz. “R290, hacimsel soğutma kapasitesi sayesinde kompakt ve verimli sistemlerin kurulmasına olanak tanır. Bu durum, müşteriler için düşük CAPEX ve OPEX maliyetlerine yansır. Aynı zamanda, düşük GWP değeri, 2030’un çok ötesine kadar mevzuat gerekliliklerini karşılamaya devam edeceğini garanti eder.”

İsviçre’deki süpermarket projesinin başarısı göz önüne alındığında, Uitz geleceğe olumlu bakıyor. “Bu, bizim için önümüzdeki yıllarda Alfa Laval ile yakın işbirliği içinde birçok heyecan verici proje anlamına geliyor,” diye ekliyor. “Bu projeleri sabırsızlıkla bekliyoruz, zira profesyonel işbirliğimiz birçok harika fikrin ortaya çıkmasını sağladı ve bunları Alfa Laval’ın kapsamlı servis desteğiyle mükemmel bir şekilde hayata geçirebildik.”

Hikayenin tamamını indirin