Холод на пропане: зачем «Лента» заменяет фреон природными хладагентами

Источник: «Лэнд»

Почему пропан?

С 2023 года в России действует регламент поэтапного сокращения использования гидрофторуглеводородов (фреонов) на 5% ежегодно. Уже к 2028 году квота для нашей страны может снизиться более чем на 60%, что сделает заправку существующих систем критически дорогой и труднореализуемой.

Альтернатива – это экологически чистые хладагенты – вода, аммиак, диоксид углерода и пропан. Однако, если мы говорим про малые и средние форматы в ритейле, выбор существенно сокращается, остается либо пропан (R290), либо диоксид углерода (R744/CO₂). В условиях текущей политической обстановки реализация систем на CO₂ сопряжена с чрезмерными капитальными затратами, поскольку основное оборудование производится в Европе и находится под санкционными ограничениями. Наиболее экономически и технологически целесообразным решением для малых, средних и, в большинстве случаев, для больших форматов является использование пропана.

До сегодняшнего дня применение пропана ограничивалось использованием его как первичного холодильного агента (встроенный холод), отвод тепла осуществлялся либо в торговый зал, либо через промежуточный хладоноситель по схеме water loop. Однако такие решения имеют ряд существенных недостатков, а именно повышенная стоимость реализации, высокий уровень шума (обусловленный наличием большого количества компрессоров), низкая энергоэффективность и пожароопасность, что существенно сужает возможности использования, а также меньшие объемы выкладки продукции в охлаждаемом объеме в сравнении с холодильным оборудованием, работающим от выносного холодоснабжения.

Как устроена система охлаждения на пропане в «Ленте»

Компания «Лэнд» совместно с заводом «Элементум» запустила уникальные для России объекты. Для торговой сети «Лента» открыт первый в России супермаркет в Московской области и гипермаркет в городе Анапа, где охлаждение осуществляется посредством выносного пропанового блока – чиллера. Вся торговая мебель, теплообменное оборудование для холодильных камер, а также холодильные агрегаты спроектированы и произведены специально для безопасной работы в условиях магазина.

Общая схема работы на выносном холоде. Источник: «Лэнд»

Чиллер моноблочного исполнения отбирает тепло от жидкости (гликоль) с последующей утилизацией в атмосферу. Охлажденная жидкость посредством насосной станции поступает к потребителям (холодильная мебель, воздухоохладители холодильных камер), где в свою очередь отнимает тепло от охлаждаемой продукции.

До поставки на объект все оборудование прошло тщательную проверку по специально разработанным регламентам испытаний, а торговое оборудование было протестировано в лаборатории завода и полностью соответствует требованиям температурного класса согласно ГОСТ 32560.2-2013.

Чиллер моноблочного исполнения. Источник: «Лэнд»

Особого внимания заслуживает решение, обеспечивающее гарантированную безопасность. Система автоматизации предполагает многоуровневый контроль концентрации пропана в каждом из чиллеров с обязательным выводом на пункт охраны и систему диспетчеризации.

Дополнительно, для повышения надежности, специально спроектированная и разработанная насосная станция включает в себя наличие основного и резервного насосов с автоматической ротацией, что кратно повышает уровень надежности системы.

Насосные станции производства «Элементум»: вариант размещения в машинном отделении и на крыше здания. Источник: «Лэнд»

Преимущества и перспективы выносного охлаждения на пропане

Основные преимущества выносного охлаждения на пропане:

1. Адаптация под любой формат магазина. Важной особенностью схемы является блочная конструкция, позволяющая адаптировать решение под любые форматы магазинов (на дискаунтер, супермаркет, гипермаркет). В зависимости от холодопотребности объекта набирается необходимое для требуемой производительности количество блоков (чиллеров), и система может легко масштабироваться.

2. Пожаробезопасность и отсутствие шума от компрессоров в зале магазина. Поскольку чиллер вынесен за пределы здания, полностью решается проблема с шумом от работающих компрессоров в торговом зале. Весь пропановый контур находится снаружи здания, в торговый зал поступает только безопасный для посетителей и продуктов промежуточный хладоноситель – пропиленгликоль. Это позволяет исключить все возможные случай возгорания в торговом зале, которые возможны при использовании встроенного оборудования на пропане.

3. Экономия места внутри магазина. В качестве дополнительного преимущества можно отметить отсутствие необходимости выделения машинного отделения, поскольку все основное оборудование размещается снаружи, а значит, позволяет более эффективно использовать внутренние площади под нужды торговли.

Пропановые чиллеры производства «Элементум» на форматах супер- и гипермаркет. Источник: «Лэнд»

4. Использование пластиковых труб вместо медных. Представленное решение не требует использования медной трубы от холодильного агрегата до потребителей, вся трасса выполнена из пластиковой трубы. В условиях мирового дефицита медного концентрата и регулярного роста стоимости на медную трубу это также можно отнести к преимуществу такого решения.

5. Снижение электропотребления. Термодинамическая эффективность пропана выше в сравнении с традиционными холодильными агентами, однако применяемые решения на встроенных компрессорах за счет большого количества компрессоров приводят к повышению энергопотребления общей системы холодоснабжения более чем на 30% по сравнению с выносной системой на фреоне.

В отличие от существующих решений на встроенных компрессорах на пропане, комплексный подход от компании «Лэнд» позволяет снизить энергопотребление объекта при использовании пропана в качестве хладагента. Общее энергопотребление системы вырастет не более чем на 5%, что обусловлено постоянной работой насосов промежуточного контура и высокой вязкостью охлаждаемой среды.

Однако несущественное увеличение эксплуатационных затрат мгновенно компенсируется за счет сокращения квот на фреоны и постоянного роста их стоимости, а также отсутствия зависимости от постоянного роста на медный концентрат (медную холодильную трубу). На объектах предусмотрены счетчики электроэнергии на всем оборудовании с выводом на систему диспетчеризации. Это позволит оценить реальную энергоэффективность выносной системы на пропане по сравнению с традиционной системой на фреоне.

Торговый зал и воздухоохладитель на выносном оборудовании на пропане. Источник: «Лэнд»

6. Сокращение капитальных и эксплуатационных затрат. Для средних и больших форматов выносное решение на пропане можно сравнить с бустерной схемой на диоксиде углерода, поскольку пропан на встроенном холоде на таких объектах не применяется из-за высокого уровня шумового давления. Так энергоэффективность диоксида углерода за счет прямого испарения будет выше, чем решение на промежуточном хладоносителе с пропаном, однако главный минус бустерной схемы – это чрезмерно высокие капитальные затраты, что для ритейла с быстрым оборотом и коротким горизонтом инвестиций становится определяющим фактором при выборе решения.

Применение диоксида углерода целесообразно при использовании рекуперации теплоты для отопления и горячего водоснабжения, в этом случае мы получаем существенную экономию на эксплуатационных затратах, которая позволяет компенсировать высокие капитальные затраты и сократить окупаемость решения. В других случаях применение пропана является наиболее оптимальным, поскольку стоимость решения на пропановом чиллере сопоставима со стандартным решением на фреоне, что дает возможность масштабировать такое решение для всех гипермаркетов уже сейчас.

7. Не требуют особой квалификации обслуживающего персонала. Еще одно ключевое преимущество решения на пропане – это требование к квалификации обслуживающего персонала. Если мы говорим про сервис пропановых чиллеров, то это стандартное обслуживание чиллеров лишь с дополнительным опытом работы с хладагентом пропан, что зачастую уже имеется у специалистов, поскольку пропановые лари давно используются повсеместно в торговых сетях. Для сравнения, системы на диоксиде углерода требуют в обязательном порядке высокой квалификации обслуживающего персонала и специального дорогостоящего оборудования, что особенно критично для регионов, где такие специалисты отсутствуют.

8. Возможность объединения охлаждения и кондиционирования в единый контур. Решение на пропановом чиллере открывает перспективы для перевода систем кондиционирования магазинов, которые в настоящий момент также работают на фреоне, на экологически чистый пропан. Тем самым появляется возможность объединить охлаждение и кондиционирование в единый контур с возможностью перераспределения нагрузки между собой.

Сергей Плешанов, технический директор ООО «УК Лэнд»