Free-cooling – sposób na poprawę efektywności energetycznej procesów chłodzenia

Latem systemy chłodzenia pracują z większym obciążeniem, a koszty utrzymania odpowiednich parametrów procesów technologicznych wyraźnie rosną. Ograniczenie zużycia energii w tym obszarze nie musi jednak oznaczać przebudowy procesu produkcyjnego. Jednym z rozwiązań jest free-cooling – technologia wykorzystująca naturalnie chłodne powietrze zewnętrzne do przygotowania powietrza procesowego. Na przykładzie inwestycji zrealizowanej przez Cedo pokazujemy, jak wdrożenie wpłynęło na zużycie energii i funkcjonowanie zakładu.

Naturalny chłód zamiast agregatów

W wielu procesach produkcyjnych utrzymanie odpowiedniej temperatury powietrza ma bezpośredni wpływ na ich stabilność. Standardowo odpowiadają za to agregaty chłodnicze, pracujące niezależnie od warunków atmosferycznych. Free-cooling wykorzystuje inną zasadę – jeżeli temperatura na zewnątrz jest wystarczająco niska, np. nocą i rano w okresie letnim, część pracy układu chłodniczego przejmuje naturalnie chłodne powietrze.

Rozwiązanie opiera się na automatycznym sterowaniu udziałem powietrza zewnętrznego i wewnętrznego. W sprzyjających warunkach instalacja zwiększa ilość chłodnego powietrza pobieranego z zewnątrz, ograniczając pracę agregatów chłodniczych. Dzięki temu możliwe jest utrzymanie wymaganych parametrów powietrza przy znacznie mniejszym zużyciu energii elektrycznej.

– Sam system chłodzenia pasywnego nie jest nową koncepcją. O jego skuteczności decyduje jednak właściwe dopasowanie rozwiązania do konkretnego procesu technologicznego. W naszym przypadku analizowaliśmy procesy, w których wykorzystanie free-coolingu przyniesie największy efekt energetyczny, dlatego wdrożyliśmy go na linii z ekstruderami. Kiedy temperatura na zewnątrz spada poniżej 15°C, instalacja wykorzystuje naturalny chłód, stopniowo zwiększając udział powietrza zewnętrznego – nawet do 100%. Za cały proces odpowiada komora mieszania oraz układ sterowania współpracujący z czujnikami temperatury – mówi Jarosław Pawłowski, Investment Project Manager w Cedo.

Od pilotażu do rozbudowy systemu

Pierwsza instalacja free-coolingu została uruchomiona na początku 2025 roku na jednej z hal. Jej celem było sprawdzenie działania systemu w warunkach rzeczywistej produkcji oraz określenie skali możliwych oszczędności energii.

 – W okresach, gdy temperatura zewnętrzna spada poniżej 15°C, system automatycznie przełącza się na wykorzystanie naturalnego chłodu do przygotowania powietrza procesowego. Dzięki temu przez sześć do ośmiu miesięcy w roku agregaty chłodnicze odpowiedzialne za ten proces pozostają wyłączone. Pozwala to znacząco ograniczyć zużycie energii, a urządzenia pracują znacznie krócej. Skuteczność rozwiązania potwierdziły wyniki pilotażu, dlatego zdecydowaliśmy się na jego wdrożenie również na kolejnej hali. Będzie to znacznie większy układ współpracujący z 19 chillerami i instalacją przygotowującą około 28 500 m³ powietrza procesowego na godzinę – wyjaśnia Jarosław Pawłowski.

– Nowa instalacja wychwytuje gorące powietrze bezpośrednio w miejscu jego powstawania. Dzięki temu temperatura w strefie produkcyjnej jest niższa, co przekłada się na lepsze warunki pracy i większy komfort pracowników – tłumaczy Investment Project Manager w Cedo.

Inwestycja, która procentuje

Poprawa efektywności energetycznej rzadko jest efektem pojedynczej inwestycji. Znacznie częściej wynika z konsekwentnie realizowanych działań modernizacyjnych, które stopniowo zwiększają efektywność infrastruktury technicznej zakładu.

– Efekty osiągnięte po wdrożeniu potwierdziły założenia projektu – free-cooling sprawdził się jako rozwiązanie wspierające poprawę efektywności energetycznej i ograniczające obciążenie układu chłodzenia. Potwierdzeniem osiągniętych rezultatów było również uzyskanie przez Cedo Białych Certyfikatów – świadectw efektywności energetycznej przyznawanych inwestycjom prowadzącym do trwałego ograniczenia zużycia energii – podsumowuje Jarosław Pawłowski.