Free-Cooling: EcoCool+
Aus hygienischen Gründen wurde in den letzten Jahrzehnten davon abgeraten, Produkte in einer Spirale oder einem Tunnel mit Außenluft zu kühlen, da diese das Produkt zu stark verunreinigt. Dann entschied man sich, einem Produkt in geschlossenen Räumen die Wärme durch mechanische Kühlung zu entziehen. Die mechanische Kühlung hat den Nachteil, dass sie mit kalter und trockener Luft die Wärmeübertragung vom Produkt an die Luft am Laufen hält. Dieser Prozess ist mit einem enormen Energieverbrauch verbunden. Bisher war das eher kein Problem, denn ein durchschnittlicher Großbäcker oder Industrie-Pommes-Hersteller verbraucht bereits enorme Energiemengen zum Backen und Frittieren. Seit Energiesparen zur Norm geworden ist, werden neue Lösungen für eine Kombination aus Hygiene und Nachhaltigkeit benötigt. Virobuster bietet mit unserem Free-Cooling-Konzept die Lösung, die benötigt wird.
Eine klassische Reinraumspirale besteht aus einer Spirale mit einem für das warme Produkt und einem Auslass für das kalte Produkt. Die Zwangs- und Kaltluft zum Abkühlen des Produkts wird durch Ventilatoren bewegt, indem sie rezitiert wird. Während einer Rezirkulationssitzung wird die Luft durch einen Kühler geleitet, sodass die Luft für die Wiederverwendung wieder kalt ist. Die Vorteile sind vor allem eine kompakte Bauweise und konstante Umgebungsbedingungen, unabhängig von äußeren Bedingungen. Die Nachteile sind hygienische Aspekte, da kein wirklicher Überdruck vorhanden ist und sogar die Unterströmung der Ventilatoren Verunreinigungen ansaugen kann. Die größten Nachteile sind jedoch der enorme Energieverbrauch durch hohe Luftströme, die Verschmutzung der Kühler und das Austrocknen des Produkts.
Aufgrund der Tatsache, dass die Luft eine 2-fache Energieübertragung leisten muss – einmal Wärme vom Produkt an die Luft und einmal Wärme von der Luft an den Kühler – muss die Installation entsprechend ausgelegt werden.
Dies bedeutet, dass große Luftströme erforderlich sind, mit dem Risiko, dass das Produkt durch Konvektion austrocknet und eine trockene Kruste auf dem Produkt erzeugt, wodurch verhindert wird, dass Feuchtigkeit und Wärme aus dem Inneren des Produkts austreten.
Zusammenfassend: Die Lösung ist aus energetischer Sicht nicht die effizienteste Lösung.
Der größte Vorteil ist, dass dieses Konzept die kompakteste Bauweise ist und die konstantesten Bedingungen bietet.
Einsatz von Phasenwechselmaterialien
Eine latente Energiequelle (oder PCM-Speicher) ist eine besondere Art von Energiequelle mit einem großen Volumen an thermischer Energie, also Energie, die aufgrund von Enthalpieunterschieden freigesetzt oder gespeichert werden kann.
Diese Enthalpieunterschiede können beispielsweise bei Phasenwechseln von Stoffen auftreten, die beim Schmelzen oder Erstarren (“Erfrieren”) Wärmeenergie aufnehmen und abgeben. Wenn ein PCM schmilzt, nimmt es eine große Menge Wärme (Energie) aus der Umgebung auf und kühlt die Umgebung (Luft) ab. Umgekehrt setzt ein PCM beim Erstarren eine große Energiemenge in Form latenter Wärme frei und erwärmt die Umgebung (Luft).
Erläuterung der Funktionsweise in einem Klimagerät
Ein typisches VBI-PCM Anlage besteht eigentlich aus 2 Raumlufttechnischen Anlagen. Einmal ein Klimagerät zum Laden/Entladen von Energie in den PCM-Abschnitten und eine zweite RLT-Anlage, in dem die Prozessluft mit Hilfe der PCM-Abschnitte gekühlt oder erwärmt wird.
Im Video können Sie sehen, dass kalte Außenluft durch die obere Anlage angesaugt, von Staub gefiltert, mit UV-C desinfiziert und anschließend die PCMs im oberen Bereich gekühlt werden, um sie für die spätere Energieaufnahme vorzubereiten. Denn genau das passiert im unteren Bereich: warme Prozessluft wird gekühlt, da sie an kalten (erstarrten) PCM-Modulen vorbeigeführt wird.
Ab einem bestimmten Punkt können die unteren PCMs keine Energie mehr aufnehmen und eine Ventilsteuerung sorgt für den Austausch der Luftströme. Die oberen PCMs sind gerade ausreichend abgekühlt und können nun die Kühlung der Prozessluft übernehmen und der untere Bereich wird nun mit kalter Außenluft versorgt, um diese Aufgabe bei einem weiteren Kühldurchgang erneut zu übernehmen.
Dieses innovative System hat einige Vorteile gegenüber anderen bestehenden Systemen. Hier finden Sie einen Vergleich der wichtigsten Features.
FanCoilUnits;
(+) Niedrigste Anfangsinvestition
(+) Bewährtes Konzept
(-) Höchster Energieverbrauch
(-) Hohe Wartungskosten
Wärmerückgewinnungsrad
(+) Geringerer Energieverbrauch als FCU
(+) Die Prozessluft behält hinsichtlich der Luftfeuchtigkeit die gleiche Zusammensetzung (abgesehen von einem leichten Verschleppungseffekt) und es gibt keinen variierenden Produkteinfluss (Austrocknung vs. zu nasses Produkt).
(-) Durch den hohen Verschmutzungsgrad des Wärmerades unter Einfluss industrieller Prozessluft kommt es zu einer schnellen Verschlechterung der Wärmeübertragungseffizienz.
(-) Aufwändige und häufige Reinigung, verbunden mit hohen Kosten.
Free-Cooling (Durchblasen der desinfizierten Außenluft)
(+) Moderate Investition
(+) Kompakte und einfache Installation
(+) Niedrigere Lebenszykluskosten
(-) Aufgrund wechselnder Außenluftbedingungen (trocken – feucht), möglicher Einfluss auf die Produktqualität (Austrocknung vs. zu nasses Produkt)
Unsere VBI-PCM
(+) Niedrigste Lebenszykluskosten
(+) Kein Produkteinfluss, konstante Produktqualität
(- ) Teuerste und größte Installation.
Zusammenfassend:
Das neue VBI-PCM-Konzept bietet erstmals ein System, das Hygiene und Nachhaltigkeit vereint, ohne Prozessnachteile, wie wiederkehrende hohe Kosten oder unvorhersehbare Produkteinflüsse. Dadurch amortisieren sich auch die anfänglich (15-25 %) höheren Anschaffungskosten innerhalb von 2-3 Jahren.
Freie Kühlung in Kombination mit sauberer Luft bietet Mehrwerte in Bezug auf bestehende Lösungen, löst bestehende Herausforderungen und kann zukünftigen Herausforderungen vorbeugen. Für einen General Manager kann dies alles in finanzielle Gewinne übersetzt werden: weniger Austrocknung – höheres Gewicht. Energieeinsparung, neue Bio- oder Ready-to-Eat-Rezepte werden möglich sein. Geringeres Risiko negativer Audits, weniger oder keine Reklamationen/Rückrufe, weniger oder kein CO2 in der Verpackung oder Konservierungsstoffe in den Produkten. Lange Haltbarkeit als Alternative zu Tiefkühlprodukten. Ein Qualitätsmanager erlebt: Weniger Austrocknung bedeutet mehr Geschmacks- und Qualitätserlebnis. Verunreinigungen können Geschmack und Aussehen beeinträchtigen. Dies kann nun verhindert werden. Qualitätsgarantien gegenüber Kunden werden möglich. Der Facility Manager hat auch einige Vorteile: Weniger häufige Reinigung, flexible Spiralgeschwindigkeiten oder Produktpufferung möglich.