POLITECHNIKA GDAŃSKA Wydział Mechaniczny Katedra Techniki Cieplnej

POLITECHNIKA GDAŃSKA Wydział Mechaniczny Katedra Techniki Cieplnej Seminarium z Chłodnictwa Racje techniczne i ekonomiczne wykorzystania naturalnego chłodzenia (tzw. free cooling ) w systemie chłodzenia chłodni owocowo-warzywnej w warunkach klimatu Polski Krystian Piotrowski SiUChiK

Spis treści 1. Przechowalnictwo warzyw i owoców w warunkach klimatu Polski.3 1.1 Przechowywanie owoców..3 2. Zadania i cele stawiane przed układami chłodniczymi stosowanymi w przemyśle przechowalniczym...6 2.1 Sterowanie tradycyjnej i analogowej instalacji chłodniczej...6 2.2 Układy chłodnicze pośrednie, chłodzenie glikolowe. 8 3. Nowe rozwiązania stosowane w układach chłodzenia i utrzymania temperatury komór przechowalniczych. 10 3.1 Free cooling..10 3.1.1 Realizacja techniczna 11 4. Podsumowanie. 13 Literatura..15 2

1. Przechowalnictwo warzyw i owoców w warunkach klimatu Polski W strefie klimatu umiarkowanego w jakim leży cały obszar naszego kraju okres owocowania oraz zbioru warzyw przypada na niewielką część roku, od czerwca do października. Owoce i warzywa charakteryzują się bardzo ograniczoną zdolnością zachowania walorów odżywczych i jakości z upływem czasu. Dla przedłużenia ich przydatności poddaje się je przetworzeniu, mrożeniu bądź procesom przechowalniczym w ściśle określonych warunkach. Pierwszym etapem po zbiorze jest wstępne schładzanie owoców i warzyw. (1) Zasadą nowoczesnego przetwórstwa jest bezpośredni przerób surowców, realizowany w dużych zakładach na bardzo wydajnych liniach, z pominięciem schładzania jako wyodrębnionego zabiegu technologicznego. Jakość końcowego wyrobu wymaga, aby czas przetrzymywania surowców nie przekraczał kilku godzin (groszku - 2h, szpinaku - 4h, malin - 6h, truskawek - 8h), w ciągu których zachodzące zmiany nie mają jeszcze istotnego wpływu na obniżenie jakości. W praktyce, zwłaszcza mniejszych przetwórni, stosowana jest nadal technika krótkookresowego zabezpieczania nietrwałych surowców przez ich wstępne schładzanie bezpośrednio po zbiorze do temperatury wewnętrznej 2-3 C. Ze względu na związek z samym procesem przetwórczym, wstępne schładzanie traktować można jako pierwszy zabieg, wchodzący w zakres chłodnictwa technologicznego. Surowce roślinne nie przeznaczone do bezpośredniego przetworzenia przechowywane są w schładzalniach o różnych rozwiązaniach technicznych. W warunkach krajowych do schładzania i przechowywania zebranych płodów stosowane są różne typy przechowalni naturalnych z systemami wentylacji, wykorzystującymi powietrze zewnętrzne oraz typowe schładzalnie tunelowe z układami chłodniczymi, umożliwiającymi regulację temperatury i prędkości strumienia powietrza. Jako optymalne dla większości gatunków owoców uważane są temperatury powietrza 0-2 C (nie powodujące podmrożenia ani powstawania chorób fizjologicznych), o prędkości jego przepływu w zakresie 1-2 m/s (zapewniające dostateczną wymianę ciepła przy niewielkich ubytkach masy). Różnica temperatury strumienia powietrza i parowania czynnika w instalacji nie powinna być wyższa niż 5-6 K. Dla celów długookresowego składowania owoców zaleca się schładzanie tradycyjne, z szybkością 2-3 K/dobę i łącznym czasie procesu, zależnym od rodzaju i wielkości owoców oraz ich wyjściowej temperatury - w granicach 24-36 h. Umożliwia to, ważną dla wielu odmian, stopniową adaptację owoców do nowych warunków. 1.1 Przechowywanie owoców Doskonale rozwiniętą technicznie formą utrzymania owoców w stanie świeżości jest przechowywanie przemysłowe. Najszerzej stosowane w odniesieniu do owoców, których Polska jest znaczącym producentem w Europie. Jabłka i gruszki należą do owoców klimakterycznych. W praktyce oznacza to, że po przekroczeniu stadium dojrzałości fizjologicznej, zwanej minimum klimakterycznym, procesy dojrzewania ulegają gwałtownemu przyspieszeniu. Prowadzi to do niekorzystnych zmian jakościowych i w ostateczności do rozpadu tkanki owoców (fot.1). 3

Fot. 1. Rozpad starczy miąższu (2) Podczas przechowywania w owocach zachodzą nieprzerwanie procesy fizjologiczne. W procesie oddychania zużywany jest tlen, a zawarte w owocach węglowodany zostają przetworzone na dwutlenek węgla, wodę i ciepło. C 6 H 12 O 6 + 6O 2 --> 6CO 2 + 6H 2 O + Ciepło Jak wspomniano wcześniej, spada ich jędrność i kwasowość. Procesów tych nie można całkowicie zatrzymać. Można je jedynie spowolnić i ograniczyć niekorzystne zmiany jakościowe. Najistotniejszym czynnikiem jest jak najszybsze obniżenie temperatury miąższu owoców po zbiorze. Zaleca się, aby w pierwszej dobie przechowywania obniżyć temperaturę miąższu do około +4,5 C. Końcową, optymalną temperaturę przechowywania, przede wszystkim ze względów ekonomicznych, należy ustalić dopiero po całkowitym wypełnieniu komory. Dla jabłek i gruszek zakres optymalnych temperatur przechowywania zawiera się w granicach od 1 oc do +3 C. Temperatury poniżej zera polecane są wyłącznie dla gruszek. Stąd też owoce obu omawianych gatunków nie powinny być przechowywane w jednej komorze. W przypadku przechowywania gruszek niekiedy obniżenie temperatury przechowywania z 0 C do 1 C powoduje znaczne wydłużenie tego okresu. Próba przechowywania jabłek większości odmian w takich temperaturach skończy się porażką. Należy jednak pamiętać, że w zależności od sezonu wegetacyjnego, również wrażliwość gruszek na niską temperaturę może ulegać zmianie. Im wyższa zawartość ekstraktu w owocach, tym temperatura przechowywania może być niższa. Średnio jednak przyjmuje się, że temperatura zamarzania gruszek wynosi około 1,5 C Właściwe w tym miejscu jest wspomnieć, że na całym świecie przechowywanie owoców jest bardzo rozwinięte a doskonałość tego procesu pozwala na transport ich w stanie przechowania na odległość tysięcy kilometrów. Korzystają na tym producenci owoców i warzyw zarówno w Afryce jaki Ameryce Południowej i Azji. 4

Tabela 1. Warunki i okres przechowywania owoców (3) Owoc Temperatua przechowyw ania( C) Najniższa temperatura wychłodzenia( C) Emisja etylenu Czułość na obecno ść etylen Proces oddycha nia Okres przechowywa nia po zbiorze w formie żywej Warunki atmosfery kontrolowanej Jabłka Odporne na Mróz Nie odporne na mróz Morelki -1-1,5 VH H L 3-6 miesięcy 2-3%O 2 + 1-2%CO 2 4-1,5 VH H L 1-2 miesięcy 2-3%O 2 + 1-2%CO 2-0,5 do 0-1,1 M M L 1-3 tygodni 2-3%O 2 + 2-3%CO 2 Apricots Avokado 13-0,9 H H M 2 tygodnie Cytrusy Cytryny 10-13 -1,4 L 1-6 miesięcy 5-10%O 2 + 0-10%CO 2 Pummelo 7-9 -1,6 L 12 tygodni 5-10%O 2 + 0-10%CO 2 Tangelo 7-10 0,9 L Tangerine 4-7 -1,1 VL M L 1-4 tygodni Figi -0,5 do 0-2,4 M L L 7-10 dni 5-10%O 2 + 15-20%CO 2 Winogron a -0,5 do 0-2,7 VL L L 2-8 tygodni 5-10%O 2 + 0-10%CO 2 do 4 tygodni 5-10%O 2 + 10-15%CO 2 Mango 13-1,4 M M M 2-3 tygodni 3-5%O 2 + 5-10%CO 2 Nektariny -05 do 0-0,9 M M L 2-4 tygodni 1-2%O 2 + 3-5%CO 2 Brzoskwinie Feurte, Hass Lula, Booth okres przerwy w 3 do 10 C -0,5 do 0-0,9 H M L 2-4 tygodni 1-2%O 2 + 3-5%CO 2 temp okres przerwy w 3 do 10 C 3-7 -1,6 H H M 2-4 tygodni 2-5%O 2 + 3-10%CO 2 4 -,09 H H M 4-8 tygodni 2-5%O 2 + 3-10%CO 2 temp 5

2. Zadania i cele stawiane przed układami chłodniczymi stosowanymi w przemyśle przechowalniczym. Temperatura i wilgotność. Kluczową rolę w procesie przechowalniczym odgrywa utrzymanie temperatury na ściśle określonej wartości oraz z określoną tolerancją. W praktyce przechowalniczej nie jest możliwe utrzymanie temperatury na stałym poziomie w czasie. Niewielkie zmiany temp. są naturalną konsekwencją działania termostatu i określonej wartości histerezy. Nadmierne wahania temperatury prowadzą do zmian wilgotności względnej która zależy ściśle od temperatury. Niekontrolowany przyrost temp o 1 C powoduje spadek wilgotności względnej o kilka % i wzrost transpiracji owoców. Bardzo ważne jest też utrzymanie wartości różnicy temperatury strumienia powietrza i parowania czynnika w zakresie Delta T = 5 do 7 K lub mniejszym. Zapobiega to nadmiernemu szronieniu parownika oraz osuszaniu atmosfery w chłodni. Dla utrzymania optymalnej wilgotności stosuje się jacketed system ) powietrze cyrkuluje pomiędzy podwójnymi ścianami i sufitem co zapewnia wilgotność bliską 100% i unika się szronu na chłodnicy Zmniejszenie wahań temp. osiąga się dzięki zastosowaniu układu chłodzenia pośredniego modułowego, w odróżnieniu od chłodzenia cyfrowego(jeden zero) włącz -wyłącz W układzie tym pompa tłoczy glikol ze zmienną wydajnością w zależności od obciążenia chłodnicy Komory chłodnicze wypełnione są atmosferą kontrolowaną (AK) o ściśle określonej zawartości tlenu, dwutlenku węgla i innych gazów. Nad stałością tego składu i ewentualnym uzupełnianiem i ulepszaniem czuwają osobne systemy automatyki i nadzoru. 2.1 Sterowanie tradycyjnej i analogowej instalacji chłodniczej (4) Analogowa instalacja chłodnicza jest to instalacja chłodnicza w której wydajność cieplna chłodnicy powietrza dostosowuje się do chwilowego obciążenia cieplnego komory przechowalniczej. Rys.1 Komora tradycyjna, chłodzenie cyfrowe 6

Rys.2 Komora chłodnicza z chłodzeniem sterowanym analogowo Rysunek nr 1 przedstawia fragment instalacji od zaworu rozprężnego do sprężarki typowej instalacji komory chłodniczej a rysunek nr 2 przedstawia instalację komory chłodniczej kontenera. Zasadnicza różnica między nimi, to zainstalowanie tzw. zaworu modulacyjnego pomiędzy chłodnicą powietrza i sprężarką w instalacji kontenerowej oraz różnica na wyjściu w termostacie regulacyjnym. Zawór modulacyjny jest to elektromagnetyczny zawór regulacyjny, który w zależności od potrzeb bardziej lub mniej dławi przepływ czynnika. Typowy termostat chłodniczy posiada tzw. wejście analogowe oraz wyjście tzw. cyfrowe, które włącza lub wyłącza chłodzenie. Termostat kontenerowy podobnie jak typowy termostat posiada wejście analogowe, lecz różni się tym, że wyjście również jest analogowe. Wyjście to połączone jest zaworem modulacyjnym, który poprzez dławienie czynnika chłodniczego powoduje, że temperatura parowania w chłodnicy powietrza dostosowuje się do chwilowego zapotrzebowania na wydajność chłodniczą. Zwiększenie dławienia powoduje jednocześnie obniżenie ciśnienia ssania sprężarki, a poprzez to obniżenie jej wydajności. Układ taki znajduje punkt równowagi, niezależnie od tego, czy chwilowe zapotrzebowanie wydajności jest zbliżone do 100% jej wartości znamionowej, czy też 0%. Efektem zastosowania w kontenerze rozwiązania jest stała temperatura powietrza za chłodnicą powietrza oraz stała temperatura powietrza dolotowa do chłodnicy (jej chwilowa wartość jest funkcją obciążenia cieplnego urządzenia chłodniczego). Rys. 3 Wykres temperatury w odniesieniu do czasu. (4) 7

Rys. 4 Wykres wilgotności w odniesieniu do czasu. (4) Porównanie stabilności temperatury i wilgotności powietrza na wylocie i dolocie do chłodnicy powietrza przedstawiają rysunki 3 i 4. Jak widać z przedstawionych wykresów temperatura na wlocie jak i na wylocie chłodnicy w porównaniu z konwencjonalną instalacją chłodniczą charakteryzuje się mniejszymi wahaniami, co ma duży wpływ na wysoką jakość transportowanych owoców. Wilgotność powietrza w funkcji czasu w chłodzeniu analogowym jest funkcją stałą, co również wzorowo wpływa na jakość przechowywania owoców. Zaletami chłodzenia analogowego jest stała i optymalna temperatura przechowywania owoców i warzyw jak i stała i bardzo wysoka wilgotność względna cyrkulującego powietrza. Nie występuje wykraplanie się wilgoci na owocach. Wadami zaś są bardziej złożona i droższa konstrukcja niż urządzenia tradycyjne 2.2 Układy chłodnicze pośrednie, chłodzenie glikolowe. Genezą wykorzystania instalacji glikolowej do chłodzenia komór owocowo-warzywnych była zyskowność, zwiększenie wilgotności względnej powietrza w komorach oraz zmniejszenie ususzki (nadmierna utrata wody tzw. Ususzka) przechowywanego towaru. Niedoskonałość instalacji freonowej polegała na konieczności utrzymywania dużej różnicy temperatur pomiędzy czynnikiem chłodniczym a chłodzonym powietrzem, ale również a może najbardziej, dużymi wahaniami temperatur czynnika spowodowanych niestabilną pracą układu chłodniczego. Podczas gdy temperatura glikolu jest zachowywana na stałym poziomie to wahania czynnika chłodniczego wynikały z uruchomienia i zatrzymania instalacji, dostosowywaniem się zaworu rozprężnego do aktualnych parametrów układu. Szczególnie miało to miejsce w instalacjach wielokomorowych wielosprężarkowych. Sterowanie poszczególnych sprężarek i dopasowywanie się do aktualnego obciążenia zapewniały presostaty niskiego ciśnienia, a w miarę rozwoju techniki elektroniczne sterowniki, również wykorzystujące ciśnienie czynnika chłodniczego. Aby zmniejszyć wahania parametrów wykorzystano także sprężarki z regulacją wydajności a w ostatnim czasie wyposażono je w drogie falowniki. Te wszystkie działania nie doprowadziły jednak do dostatecznego 8

zapewnienia stałych parametrów pracy urządzenia i ekonomicznej pracy. Dlatego dobrą alternatywą dla bezpośredniego chłodzenia powietrza był układ pośredni np. glikolowy. Uzasadnieniem jednak budowy urządzeń glikolowych była wielkość budowanego obiektu. Z danych otrzymanych od naszego partnera z Włoch posiadającego wieloletnie doświadczenie w budowie chłodni owocowo-warzywnych firmy Isolcell, wynika, że uzasadnieniem stosowania układów glikolowych są duże obiekty chłodnicze, jednocześnie przechowujące towar wrażliwy na niską wilgotność. I tak np. grupa producencka, która posiada 50 komór po 250 ton towaru przechowującego 50-60% golden delicjus (jest to owoc głównie uprawiany we Włoszech, mniej w Polsce), wymagający wilgotności powietrza nawet do 98%. Jeśli uda się zmniejszyć ususzkę w tak wielkiej ilości towaru choćby o 1% to uzyskamy 62 500,00kg, w przeliczeniu na złotówki przy cenie jabłka 1zł jest to 62,5 tyś złotych. W takich chłodniach uzasadnione jest poniesienie dużych kosztów inwestycyjnych oraz eksploatacyjnych wynikające z zastosowania układu glikolowego. Analogicznie dla małych chłodni we Włoszech, które posiadają 5 do 6 komór (w Polsce taka chłodnia należy już do dużych) zyskowność z podwyższenia tego 1% wynosi 7 500,00 złotych, co nie daje już takiej zyskowności jak w przypadku 50 komór. Podsumowując należy określić, że: - zastosowanie chłodzenia pośredniego ma ekonomiczne uzasadnienie tylko w dużych obiektach. -w układach takich stosowany jest roztwór wodny glikolu etylowego bądź propylenowego bądź solanka, -układy te pozwalają na dalsze obniżenie delta T do dowolnej wartości uwarunkowanej wydajnością chłodniczą chłodnicy. Pozytywnymi cechami układu z chłodzeniem pośrednim są: - możliwość regulacji parametru delta T którego niska wartość ogranicza spadek wilgotności i transpiracji, - możliwość obsługi układów chłodniczych wielokomorowych z różnymi temperaturami i wartościami delta T w komorach - uzyskanie oszczędności energii elektrycznej w okresie zimy realizowane przez wyłączenie sprężarek i chłodzenie glikolu zimnym powietrzem, free cooling. - krótki obieg czynnika w układzie który wpływa dodatnio na bezpieczeństwo pracy systemu, przez zmniejszenie ilości potencjalnych nieszczelności oraz ułatwia obsługę systemu, - możliwość wykorzystania układów z amoniakiem jako czynnikiem chłodniczym, nawet przy stosunkowo niedużej wydajności cieplnej całego systemu chłodniczego. 9

3. Nowe rozwiązania stosowane w układach chłodzenia i utrzymania temperatury komór przechowalniczych Rys. 5 Schemat ideowy działania cieplnego przetwornika analogowo-cyfrowego wg (5 ). Chłodnica powietrza zasilana jest przez pompę zimnej solanki. Termostat analogowy utrzymuje zadaną temperaturę w dojrzewalni dzięki oddziaływaniu na przemiennik częstotliwości. W momencie, gdy temperatura solanki osiąga zadaną wartość, termostat cyfrowy wyłącza sprężarkę. Początkowo spora różnica temperatur pomiędzy powietrzem a solanką z czasem maleje, na co układ reaguje zwiększeniem prędkości obrotowej wirnika pompy. Podczas, gdy pompa osiągnie nominalną wartość prędkości obrotowej, wysyłany jest sygnał włączający sprężarkę urządzenia chłodniczego. Zalety rozwiązania: - wymagany czas postoju sprężarki można zapewnić poprzez odpowiedni dobór pojemności zasobnika; - unika się kontaktu czynnika chłodniczego z owocami; - możliwość zastosowania free coolingu. 3.1 Free cooling Zrównoważony rozwój to pojęcie docierające do nas coraz częściej i wzywające do przebudzenia ze snu nieograniczonej konsumpcji. Paliwa kopalne musimy wydobywać z coraz większym trudem nie tylko na lądzie ale i z dna mórz. Większość ludzi na ziemi musi za te paliwa albo energię z nich pozyskiwaną płacić przeznaczając na ten cel duży procent PKB. Ogólne szacunki światowego zużycia energii wykazują, że procesy chłodnicze pochłaniają aż 20% całości produkowanej energii. Nowoczesne biurowce wymagają nawet w zimie chłodzenia części swojej przestrzeni. Podobnie procesy produkcyjne wymagają 10

stabilnych warunków otoczenia i często odprowadzanie ciepła jest połączone z wielkimi nakładami energetycznymi. Tak dynamicznie rozwijająca się branża IT ogromną część konsumowanej energii przeznacza na mechaniczne chłodzenie. Współczynnik PUC (Power usage effectivness) z poziomu 3 w roku 2004 został podwyższony do wartości mniejszej niż 2 w roku 2009 (1). Tak duży postęp został osiągnięty dzięki zastosowaniu idei Free Cooling technologii, która śmiało użyła w cyklu chłodniczym warunków jakie panują na zewnątrz w otoczeniu. Free Cooling (darmowy chłód) jest systemem pozwalającym na wytwarzanie schłodzonej wody, solanki czy mieszaniny opartej na glikolu bez angażowania sprężarek chłodniczych, a wykorzystującym tylko niską temperaturę powietrza zewnętrznego w chłodnych porach roku. Proces ten może całkowicie pokrywać zapotrzebowanie na chłodzenie, jak też wspomagać działanie układów działających w oparciu o sprężarkowy cykl chłodniczy. Idea free cooling jest szeroko stosowana w istniejących układach chłodniczych jak i wprowadzana do nowo projektowanych obiektów. W omawianym zagadnieniu przechowalnictwa owoców temperatury w chłodzonych komorach przechowalniczych zawierają się w przedziale 0 do 14 C. Przy stabilnych warunkach pogodowych i założeniu odpowiednio korzystnych parametrów układu chłodniczego okres stosowania cyklu opartego na zasadzie free cooling może być znacząco długi i trwać wiele miesięcy. 3.1.1 Realizacja techniczna Techniczne rozwiązania free cooling oparte są na uzupełnieniu układów chłodniczych sprężarkowych o dodatkowy wymiennik ciepła - chłodnicę free-cooling oraz o zawór trójdrożny i układ sterowania pracą zaworu trójdrożnego, wentylatora chłodzącego jak i agregatu chłodniczego. Rys. 6 Tradycyjne rozwiązanie układu free-cooling Standardowy agregat chłodniczy zapewnia wytworzenie wody ziębniczej o temp. T 0 woda ziębnicza odbiera ciepło w stopniu zależnym od potrzeb instalacji i powraca do agregatu o temperaturze wyższej zazwyczaj o około 5 K schłodzenie wody uzyskuje się wykorzystując termodynamiczny obieg chłodniczy cechujący się COP wyższym od 3. Zastosowanie dodatkowego pośredniego wymiennika ciepła i zaworu sterującego pozwala w okresach gdy temperatura otoczenia spada poniżej 12 C kierować powracającą wodę przez wymiennik pośredni w celu jej ochłodzenia. Zależnie od temperatury zewnętrznej 11

sprężarkowy układ chłodniczy może nie pracować bądź pracować okresowo. W czasie gdy temperatura otoczenia jest wyższa niż 12C to powracająca woda chłodząca może nie być kierowana do wymiennika pośredniego a tylko dopływać do wymiennika przy parowniku agregatu chłodniczego. Ze względu na zakres temperatur utrzymywany w komorach przechowalniczych medium oziębiającym jest wodny roztwór glikolu. Temperatury pracy układu zaś przesunięte są nieco niżej. Rys.7 Układ Free-cooling zaprezentowany przez firmę Kliweco. (6) Elementy układu: (1) Powrót medium z instalacji (2) Wylot schłodzonego roztworu glikolu na instalację (3) Wymiennik Free-Cooling (4) Skraplacz (5) Sprężarki (6) Parowacz (7) Pompy cyrkulacyjne (8) Zawór trójdrogowy (9) Wentylatory (10) Zawory rozprężne (11) Powietrze na zewnątrz, temp otoczenia. Przedstawiony powyżej układ chłodzenia z funkcją Free-cooling może w bardzo elastyczny sposób być sterowany w zależności od temperatury zewnętrznej otoczenia. W okresie letnim gdy temperatury zewnętrzne są wyższe niż temperatura wody powracającej z układu chłodzonego obiektu, woda jest kierowana przez zawór 8 tylko do wymiennika parowacza 6. W okresach gdy temperatura zewnętrzna jest niższa od temperatury wody powracającej z obiektu zawór 8 pozwala na przepływ wody do wymienników free cooling 3. W tym okresie zależnie od potrzeb pracują jedna lub dwie sprężarki agregatów chłodniczych 5. 12

W okresach zimowych gdy temperatury zewnętrzne pozwalają na oddanie całego ciepła niesionego z chłodzonego obiektu w wymiennikach free cooling agregaty chłodnicze nie są załączane. Temperatura wody przepływającej przez wymienniki może być regulowana regulacją pracy wentylatorów 9. W okresie bardzo niskich temperatur zewnętrznych woda ziębnicza jest przekierowywana przez wymiennik parowacza agregatu chłodniczego. Pracuje tylko pompa cyrkulacyjna 7. Taki algorytm przepływu wody ziębniczej pozwala na maksymalne zmniejszenie kosztów zużycia energii w układzie chłodzącym. Podsumowując opis technicznej strony działania tradycyjnego układu z free-cooling należy wymienić zalety i wady: Ekonomiczny sposób schładzania cieczy dzięki okresom w których sprężarki agregatów chłodniczych są wyłączone, Brak pracy sprężarek obniżona emisja hałasu, obniżenie kosztów konserwacji Wzrost poboru mocy w pompach z uwagi na stosowanie glikolu, opory przepływu przez wymiennik i zawór 3-drożny, Wysoki pobór mocy przez silniki wentylatorów (dodatkowy przepływ powietrza przez wymiennik) Zwiększone gabaryty i ciężar urządzenia, Większy pobór mocy przez wentylatory w okresie pracy zespołów sprężarkowych Zastąpienie sprężarkowego agregatu chłodniczego agregatem chłodniczych z funkcją free cooling w układzie zaprezentowanym na rys 5. przynosi wymierne oszczędności zużycia energii elektrycznej. W warunkach klimatu w Polsce okres przechowywania przypadający na porę jesienno -zimową podczas chłodniejszych zim pozwala na całkowite wyłączenie pracy sprężarek. Pobór mocy jest tylko dokonywany przez wentylatory zewnętrzne, wentylatory w komorach oraz układ pomp cyrkulacyjnych i układy sterujące. Tak rozbudowany układ ze zbiornikiem glikolu pełniącego rolę akumulatora chłodu dobrze spełnia swoją role podczas procesu schładzania owoców a następnie utrzymania zadanej temperatury w komorach chłodniczych. Układ zależnie od zaprojektowanej mocy może być zbudowany z kilku modułów chłodniczych obsługujących wiele komór przechowalniczych. Taki rozbudowany system chłodniczy zarządzany odpowiednim algorytmem programowym przynosi dalsze oszczędności eksploatacyjne. 4. Podsumowanie Podsumowując możemy uznać, że wzrost efektywności energetycznej procesów chłodniczych w układach z free cooling został osiągnięty dzięki zwróceniu się do technologii użycia tego co natura dostarcza za darmo. Ochłodzenie w określonych porach roku jest źródłem zimna dla wielu procesów technologicznych przez chłodną część roku. Rys. 8 wydajność zespołu chłodniczego z systemem free cooling w funkcji temperatury zewnętrznej (8) 13

Tabela 2 średnich temperatur dla wybranych miast europejskich w miesiącach październik kwiecień. W serwisie The Green Grid dostępny jest kalkulator, pozwalający oszacować potencjalne oszczędności, jakie będziemy w stanie wygenerować po wdrożeniu free coolingu.(7) 14

Literatura: 1)Tchik 12, 2005 inż. Jacek Postolski. Prawie wszystko o...technologii chłodniczej żywności 2) Materiał reklamowy firmy Plantpress sp. z o.o z siedzibą w Krakowie 3) Fruits Export from SAfrica. Leila Louis Goedhals http://www.dfpt.co.za/component/option,com_docman/task,doc_view/gid,79/itemid,110/lang, en/ 4) Mizera G.: Chłodzenie analogowe.technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna. 2003, nr 9. 5) Bonca Z., Gliniecki D., Mizera G., Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna, Nowe tendencje w technologii przechowywania i dojrzewania bananów, 2005 nr 5, str. 185-191, http://www.chlodnictwoiklimatyzacja.pl/index.php/artykuly/108-wydanie-82008/768- nowoczesna-dojrzewalnia-bananow-wykorzystujaca-system-free-cooling.html 6) Materiały reklamowe firmy Kliweco: http://www.kliweko.com.pl/index.php?s=o&t=27&p=170 7) http://dcserwis.pl/content/czy-w-polsce-op%c5%82aci-si%c4%99-free-cooling 15