Johnson Controls przedstawia nową generacją agregatów wody lodowej
Inżynierowie firmy Johnson Controls stworzyli odśrodkowy agregat wody lodowej YORK® YZ na bazie łożysk magnetycznych z czynnikiem R-1233zd(E). Agregat YORK® YZ pozwoli rocznie zaoszczędzić zużycie energii na poziomie 35%. Zastosowanie łożysk magnetycznych redukuje o 80% liczbę części ruchomych w porównaniu z tradycyjnymi zespołami napędowymi smarowanymi za pomocą oleju lub czynnika chłodniczego.
Przepisy Unii Europejskiej dotyczące F-gazów (gazy fluorowane) przyspieszyły proces stopniowego wycofywania czynników chłodniczych zawierających HFC (hydrofluorowęglowodory) w zastosowaniu do nowych urządzeń wprowadzanych na rynek. Projektanci, konsultanci i inspektorzy branży budowlanej, wymagają obecnie przyjaznych dla środowiska agregatów, które nie wywierają negatywnego wpływu na stan warstwy ozonowej. Johnson Controls podjął wyzwanie przeprojektowania tradycyjnej konstrukcji agregatów wody lodowej. W ten sposób powstało pierwsze w branży urządzenie nowej generacji. Produkt jest w pełni zoptymalizowany, by uzyskać maksymalną wydajność, o niskim potencjale tworzenia efektu cieplarnianego (GWP): odśrodkowy agregat wody lodowej YORK® YZ na bazie łożysk magnetycznych z czynnikiem R-1233zd(E).
Wybór odpowiedniego czynnika chłodniczego
W nowej generacji odśrodkowych agregatów wody lodowej, podczas wyboru czynnika chłodniczego trzeba wziąć pod uwagę kilka czynników. Pierwszym jest temat palności. Tylko kilka czynników chłodniczych nowej generacji klasyfikuje się jako niepalne. Stosowanie czynników chłodniczych niskiego stopnia palności lub palnych może być prawdziwym wyzwaniem zarówno dla właścicieli budynków, jak i wykonawców instalacji, którzy dotychczas nie musieli mierzyć się z tym problemem. Kolejnym tematem jest poziom cen skalkulowany w oparciu o koszt produkcji nowych czynników chłodniczych. Najnowszej generacji urządzenia mają bardziej złożone struktury cząsteczkowe, co świadczy o tym, że ich produkcja może być droższa w porównaniu z czynnikami chłodniczymi z grupy HFC. Jednak ten wyższy koszt nie stanowi problemu, gdy agregat wody lodowej jest w pełni zoptymalizowany do generowania oszczędności energetycznych oraz eksploatacyjnych, które szybko się zwracają. Trzecim ważnym aspektem, jest bezpieczeństwo lub toksyczność czynnika chłodniczego. Najistotniejsze by był on kategoryzowany jako „klasa A”.
Optymalizacja agregatu wody lodowej
Zespół konstruktorów Johnson Controls zaprojektował zupełnie nową konstrukcję agregatu wody lodowej YORK®. Celem tego była optymalizacja do niskociśnieniowego czynnika R-1233zd(E), który charakteryzuje się niską toksycznością, jest niepalny i ma współczynnik GWP 1,0.
Zespół zoptymalizował każdy składowy element charakterystyki wydajności czynnika chłodniczego. Efekt to jednostopniowy, odśrodkowy agregat wody lodowej YORK® YZ. Jest on sterowany bezstopniowo sprężarką napędzaną hermetycznym silnikiem indukcyjnym, wykorzystującym aktywne łożyska magnetyczne. Łożyska stworzone zostały w technologii nie wymagającej smarowania. Rozwiązanie to redukuje o 80% liczbę części ruchomych w porównaniu do tradycyjnych zespołów napędowych smarowanych za pomocą oleju lub czynnika chłodniczego.
Zastosowanie czynnika R-1233zd (E) zapewni znaczące oszczędności zużycia energii i obniżenie kosztów eksploatacji, przez co agregat YORK® YZ wykorzysta optymalizację do pracy w warunkach poza projektowych (off-design), które obejmują do 99% czasu pracy urządzeń tego typu. Inteligentny system sterowania agregatu umożliwia stabilną pracę w szerokim zakresie temperatur. Sprężarka może obsługiwać temperaturę wody, na wejściu do skraplacza, na temperaturę zaledwie 4,5°C. Przy w pełni bezstopniowym sterowaniu zapewniona jest regulacja wydajności w zakresie od 100% do 10% obciążenia projektowego, z możliwością utrzymania temperatury wody lodowej na wyjściu w zakresie od 3,5°C do 21,0°C.
Technologia sprężarki oraz sterowania zapewnia pracę urządzenia nawet, gdy temperatura wody na wejściu do skraplacza jest niższa od temperatury wody lodowej na wyjściu z parownika. Ta zdolność, nazywana pracą rewersyjną, niweluje potrzebę stosowania ekonomizera po stronie wodnej, co z kolei upraszcza system i gwarantuje oszczędności nakładów inwestycyjnych w podzespoły, instalacje rurowe, elementy sterujące oraz prace konserwacyjne.
Dalsza optymalizacja dzięki programowej analizie danych
Inteligentne sterowanie zapewnia panel sterowania OptiView™, który połączony jest z siecią czujników rozlokowanych we wszystkich kluczowych elementach agregatu. System ten oferuje możliwość wykonania ponad 100 ustawień, odczytów, ostrzeżeń, raportów o trendach, itd. Dodatkowo zastosowana platforma analityczna gwarantuje możliwość bezpiecznego wykorzystania danych w celu zdalnego monitorowania i diagnostyki predykcyjnej, pozwalającej na prowadzenie predykcyjnego systemu serwisowania. Możliwość przechowywania danych w chmurze, daje bezpośredni dostęp w czasie rzeczywistym zarówno firmie Johnson Controls, jak i klientom, umożliwiając dalszą optymalizację wydajności systemu.
Każdy podzespół agregatu wody lodowej YORK® YZ został zaprojektowany tak, by zapewnić pracę w najbardziej szerokim zakresie warunków operacyjnych. W porównaniu z tradycyjnymi agregatami wody lodowej pracującymi ze stałą prędkością i posiadającymi klasyczne łożyska, agregat YORK® YZ zapewnia roczne oszczędności zużycia energii na poziomie 35%.
