Steigerung der Effizienz von CO₂-Anlagen mit dem Alchemist Unterkühler
Torraval Cooling zeigt mit realen Daten die Auswirkungen der adiabatischen Kühlung auf CO₂-Systeme
Diesmal präsentiert Torraval Cooling konkrete Ergebnisse, die die Vorteile der adiabatischen Kühlung mithilfe des Alchemist Unterkühlers zeigen – eine innovative Lösung für transkritische CO₂-Anlagen.
Entwickelt von MITA (Patent Nr. 17194148.7) und derzeit von unserem Unternehmen vertrieben, ist der Alchemist dafür konzipiert, direkt nach dem Gaskühler installiert zu werden und die Leistung transkritischer CO₂-Systeme zu optimieren – besonders im anspruchsvollen Bereich der gewerblichen Kühlung.
Ziel der Studie über den adiabatischen Unterkühler
Ziel dieser Fallstudie ist es, die Vorteile des Alchemist Unterkühlers zu demonstrieren, insbesondere:
- Reduktion des Energieverbrauchs.
- Senkung der Betriebsdrücke im Kältekreislauf.
Anlagendetails des Kühlsystems
- Standort: Provinz Vicenza, Italien.
- Maximale Auslegungsleistung MT-Linie: 164 kW.
- Aufbau der zentralen Kälteanlage:
- 4 Dorin Kompressoren Modell CD 300 H (einer mit Frequenzumrichter).
- 1 Dorin Kompressor Modell CD 300 H (mit Frequenzumrichter, in Parallelverdichtung).
- 1 adiabatischer Unterkühler Alchemist Modell 4000 SR.
Erfasste Betriebsdaten des Unterkühlers
Die wärmste Jahreszeit wurde genutzt, um während sechs aufeinanderfolgender Tage im Sommer 2022 reale Betriebsdaten zu sammeln – von Montag 01:00 Uhr bis Samstag Mitternacht. Der Alchemist wurde automatisch ein- und ausgeschaltet, um folgende Parameter zu vergleichen:
- Austrittstemperatur des Kältemittels.
- Betriebsdruck.
- Verdampfungstemperatur.
- Gesamter Stromverbrauch der Anlage (inkl. Ventilatoren des Gaskühlers und des Alchemists).
- Wasserverbrauch des Alchemist Unterkühlers.
Basierend auf diesen Daten wurden folgende Punkte berechnet:
- Thermische Energieabgabe des Systems.
- COP-Entwicklung (inklusive Ventilatorverbrauch von Gaskühler und Alchemist).
Während der Analysewoche wurden Außentemperaturen von bis zu 35 °C erreicht.
Bemerkenswerte Ergebnisse
- Reduktion der Kältemittelaustrittstemperatur
Die Nutzung des Alchemist führte zu einer deutlichen Absenkung der Austrittstemperatur des Kältemittels. Über die sechs Testtage konnte eine durchschnittliche Absenkung von 8 °C festgestellt werden.
- Reduzierter Systemdruck
Der Druck folgt der Temperatur des Kältemittels: je niedriger die Temperatur, desto geringer der notwendige Druck. Mit aktiviertem Alchemist sank der Systemdruck im Durchschnitt um 6,4 bar – ein signifikanter Effizienzgewinn.
Das System arbeitete fast durchgehend im transkritischen Bereich (>73,5 bar), mit Ausnahme einer kurzen Phase am Freitagnachmittag, als der Alchemist deaktiviert war.
- Energieeinsparung
Der Gesamtstromverbrauch – inklusive aller Ventilatoren – war das aussagekräftigste Kriterium. Beim Vergleich der Betriebszeiten mit und ohne Alchemist ergaben sich folgende Einsparungen:
- Mehr als 1.100 kWh Einsparung in nur drei Tagen (~27 %).
- Wasserverbrauch: 3,8 m³.
- Unter Standardbedingungen (z. B. relative Luftfeuchtigkeit >75 %, bei der das System abgeschaltet wird) läge die bereinigte Einsparung bei ca. 22 %, mit 3,2 m³ Wasserverbrauch.
Gesamteffizienz (COP)
Basierend auf Druck-, Temperaturdaten und Berechnungsformeln von Dorin wurde die Gesamtleistung des Systems ermittelt:
- Durchschnittlicher COP mit aktiviertem Alchemist: 2,54 (sehr hoch bei einer Durchschnittstemperatur von 30,6 °C).
- Durchschnittlicher COP ohne Alchemist: 1,90 (bei nur 0,2 °C höherer Umgebungstemperatur).
Während der heißesten Tageszeiten fiel der COP ohne Unterkühler unter 2.
Fazit
Die im Sommer 2022 durchgeführte Studie zeigt deutlich: Der Einsatz des Alchemist reduziert den Energieverbrauch erheblich – bei gleichzeitig sehr geringem Wasserverbrauch.
Darüber hinaus ist seine Effizienz auch im subkritischen Betrieb gegeben, was ihn zur idealen Ergänzung für jede transkritische CO₂-Anlage macht – unabhängig vom geografischen Standort.
Bei Torraval Cooling setzen wir auf Lösungen, die die Energieeffizienz steigern und Umweltbelastungen minimieren – und der Alchemist ist eines unserer wirksamsten Werkzeuge dafür.