种子冷却和办公室制冷:实现全方位的可持续发展

Sativa Rheinau AG 致力于种植和繁育有机种子,并为保护和发展可持续植物栽培做出了重要贡献。新建的服务大楼于 2021 年落成开幕,是该公司 20 余年发展历史中的一个里程碑。

为了达到最佳的种子冷却效果并为办公室区域供冷,  S瑞士制冷专家 Frigel AG 安装了一台由位于德累斯顿的 compact Kältetechnik, 公司生产的二氧化碳复合系统,其核心是比泽尔压缩机。

亟需有效的种子冷却

由于最近私营和商业部门对有机种子的需求急剧增长,Sativa 自 1999 年成立以来业务增长迅速,以至于其生产基地随时可能超负荷。作为瑞士莱茵瑙镇批准的 Chorb 开发区设计计划的一部分,该公司为此规划了一座用于高效种子储存、包装和运输的新建筑。

种植有机种子的理想条件

种子储存在地下室深处的恒温环境下 (13°C)——所需的制冷量同样很小。制冷机运行所需的电能由太阳能板供应。打造最佳种子储存条件是 Sativa Rheinau AG 的一项首要任务。

该建筑周围有地下水,为地下两层储藏室保证了全年稳定的环境条件。室温则通过连接到地下一层技术室制冷系统的各种冷风机保持。Frigel 的工程总监 Fabio Laib 与 compact Kältetechnik 联手设计建造了一个制冷系统,该系统可以使整个存储区域保持恒定的温度和相对湿度 (30-35%)。这意味着,可以在为整个办公楼供暖或供冷的同时为带气候控制的育种室提供冷却。

面向未来的制冷和空调技术

由于可持续发展是该项目各个环节的首要任务——更不必说世界各地日益严格的环境立法和法规——规划者们格外重视制冷剂的选择。正因如此,该系统使用了天然制冷剂 R744 (CO2)。这种制冷剂的全球变暖潜势值为 1,具有优良的热力学性质,能够适应未来的长期需求。

符合最高标准的复合系统

为满足项目极具挑战性的条件和高能效要求,该系统安装了七台比泽尔 ECOLINE 压缩机。多个温度级分布在两个组合系统中:一个空调系统(带有三台 4MTE-10K-40S 压缩机)和一个中温/热泵系统(带有一台 4PTE-7K-40S 压缩机和两台 4KTE-10K-40 压缩机)。并联压缩机段还配有一台 4JTE-15K-40P 压缩机。并联压缩机以更低的压力比更高效地运行。

BITZER 8-cylinder reciprocating compressors for transcritical CO2 applications
适用于跨临界二氧化碳应用的比泽尔 ECOLINE 活塞式压缩机被应用于复合系统中。© 比泽尔

更高能效

较高的初始投资成本对能效有着显著影响,而太阳能板发电可以得到有效利用。这大大降低了公司运营的电耗。中温系统在 -10°C 蒸发温度下的制冷量为 68 kW。空调系统在 +5°C 温度下的设计制冷量为 95 kW。二氧化碳复合系统中的每台前置压缩机都配备了 Invertek 变频器。变频器为前置压缩机提供无级能量调节。

自然热能利用与精确温度调节

气液板式热交换器具有 110 kW 的热回收能力,用于地板加热,并配有一个额外的三通阀,可根据需要进行调节。由安装在高压闪蒸容器与中压容器之间的板式热交换器提取热量。

恒定流量的二氧化碳通过热交换器,以确保为热激活建筑结构 (TABS) 提供恒定的空气调节。这些是埋在水泥中的聚丙烯热管。有了这些热管,建筑的地板会主动散热,而混凝土则充当蓄热介质。这一原理使得从生态和经济角度优化自然热能的利用成为可能,并允许精确的温度调节。

此外,由于延长的管道系统和超长的管道路径,中压容器后面的液体管路中还安装了一个热交换器。制冷剂单独过冷,以防止形成闪蒸气。在选择气体冷却器时,该公司选择了质量可靠的 Güntner。这款 180 kW 气体冷却器的特殊之处在于其内置了冷凝功能,这使其能够在冬季作为空气源热泵运行。如果热水箱中的温度降至 30°C 以下,三通阀将绕过气体冷却器,并激活另一个带 70 kW 蒸发器能力的冷却位置。由于建筑的一部分位于地下,因此在冬季必须对各个房间进行二次供热,特别是在给定时间段内温度低于 12°C 的情况下。通过这种方式激活热泵,使水即使在冬天也能达到 35°C 的流动温度。

能量优化的完整系统

八个风扇由一个 0–10 V 信号控制,实现无级节能运行,并根据外部温度进行优化。使用 Danfoss 实现了复杂的系统配置并投入生产。
由于所有供暖和制冷均由一个完整系统提供,因此能源优化潜力巨大。当使用二氧化碳作为可持续解决方案时,可以从战略上减少能耗,这对公司实现其气候目标起到了重要作用。

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