Hűtéstechnika a borászatban

Az irányított erjesztéses technológia elterjedésével a mesterséges hűtés mind nagyobb és fontosabb szerephez jut a borászatban az erjesztő-tartályok, lemezes hőcserélők, terem-léghűtők üzemeltetése során. A borászatban működő hűtési rendszerek szinte kivétel nélkül közvetítőközeggel működnek, közvetítőközegük jeges víz vagy propilénglikol-víz keveréke.

A hűtőberendezésben (pl. kompakt kültéri folyadékhűtő, jégkád) lehűlt közvetítőközeg a csővezetéki elosztóhálózaton keresztül jut a fogyasztókhoz (tartályok, lemezes hőcserélők, léghűtők). A fogyasztók többségének teljesítményszabályozása ún. kétpont-szabályozással történik, vagyis a fogyasztók elé vagy után egy mágnesszelep kerül beépítésre. Ha a must, bor hőmérséklete eléri a kívánt hőfokot, a mágnesszelepek lezárnak, és a fogyasztókban (hőcserélőkben, tartályokban) megszűnik a közvetítőközeg-áramlás.

Látható, hogy egyutú (kétjáratú) szabályozószelepek zárásakor a közvetítőközeges hűtési rendszerben lecsökken a közvetítőközeg térfogatárama, és a nyomáskülönbség megnő. Mivel a hűtőberendezés (folyadékhűtő) állandó közvetítőközeg-térfogatáramot igényel, ez a térfogatáram-csökkenés súlyos működési zavarokat okozhat a folyadékhűtőben, mint a teljesítmény- és hatásfokcsökkenés, valamint a folyadékhűtő meghibásodása.

A fenti hiba kiküszöbölése két módon történhet:

• Bypass-vezeték beépítése a folyadékhűtő(k) és a fogyasztók közé, a primer és szekunder rendszer szétválasztására.

• Az egyutú szabályozószelepeket meghagyva túláram-szelepeket kell beépíteni a rendszer megfelelő pontjaira, vagy az egyutú szelepeket ún. kétutú (háromjáratú) szelepekre kell kicserélni.

A borászoknak hűtési szempontból van „kedvenc” és kevésbé kedvelt erjesztő-tartályuk saját pincéjükben. Ennek többnyire az az oka, hogy a hűtést közvetítő közeg térfogatárama az egyik tartálynál megfelelő, a másiknál viszont kevesebb a tervezettnél.

Ez a probléma szinte minden hidraulikai rendszerben megtalálható, gondoljunk csak a távfűtött lakásokra, ahol a keringtető szivattyúhoz közelebb eső lakásokban igen meleg van, a ház távolabbi pontjain lévő lakásokban viszont fáznak a lakók. Hasonló a helyzet a tartálypark, ill. a hőcserélők hűtésénél is.

A probléma megoldása igen egyszerű: a hűtési rendszereket hidraulikailag be kell szabályozni. A beszabályozás négy lényeges pontból áll:

1. A hidraulikai beszabályozási terv elkészítése.
2. Beszabályozó szelepek beépítése a hűtési rendszer megfelelő pontjaira. Ezek a kézi beszabályozó szelepek skálázott kézi kerékkel, mérőcsonkkal rendelkeznek; karimás vagy belső/belsőmenetes kivitelben kaphatók (NA15 – NA 400). A szelepeket az egyébként is beépítésre kerülő kézi elzáró (szakaszoló) szelepek helyére kell beépíteni.
3. Mérőkészülék, mely a szelep mérőcsonkjaira csatlakoztatva méri a szelepen a nyomáskülönbséget és térfogatáramot (ld. 3. ábra).
4. Módszer, mellyel a rendszerben be lehet állítani a szelepeket, ill. a megfelelő térfogatáramot (pl. kompenzációs módszer, számítógépes szimulációs módszer).

A hidraulikailag beszabályozott hűtési rendszerek tulajdonságai:

• Minden fogyasztóhoz eljut a tervezett hűtőközeg-térfogatáram, ezzel a fogyasztók hűtése kiegyenlítetté válik.
• A rendszerben hibás keveredési pontok nem alakulnak ki, így a folyadékhűtőből kilépő víz (glikol) hőmérséklete azonos a fogyasztókhoz érkező közvetítőközeg hőmérsékletével.
• A rendszer lehűtési ideje és az elektromosenergia-felvétel csökken.
• A technológiai biztonság növekszik.
• A folyadékhűtő működése biztonságossá válik.

A hidraulikai beszabályozást mind kis-, mind nagyüzemekben gyorsan, pontosan, kis anyagi ráfordítással el lehet végezni.

Egy konkrét projekt
Az elmúlt esztendőben a VARGA Kft. badacsonyörsi telepén jelentős erjesztő tartálypark-bővítés történt. A kültéri telepítésű új tartályok a meglévő hűtési rendszer bővítését és korszerűsítését tették szükségessé. A meglévő, régi ammóniás hűtőrendszerről leválasztásra került a külső tartályok hűtését szolgáló kb. 200 m-es glikol-távvezeték, és a kibővített kültéri tartálypark hűtését új, a tartályok közvetlen közelében telepítésre került kompakt kültéri folyadékhűtő és kiegészítő berendezései látják el. Az új hűtési rendszer tervezésénél az alábbi feladatokat kellett megoldani:

1. Hűtési teljesítmény-igény kiszámítása, a folyadékhűtő kiválasztása.
2. A közvetítőközeg-csőhálózat megtervezése, a glikolszivattyúk kiválasztása, a rendszer beszabályozása.
3. A tartályok hűtésének hőfokszabályozása.

1. Az új folyadékhűtő által hidegenergiával ellátott fogyasztók:

• 5 db 2000 hl-es erjesztő tartály belső hűtő-csőkígyóval,
• 5 db 1000 hl-es erjesztő tartály külső hűtőköpennyel,
• 8 db 360 hl-es erjesztő tartály,
• 1 db csőköteges hőcserélő.

A rendszer hűtési igényének kiszámításánál figyelembe vettük az erjesztő tartályokban lévő must erjedési szakaszait és azok egyidejűségét, így az összes hűtési igény 250 kW lett.

A telepítésre került folyadékhűtő adatai:

• hűtési teljesítmény: 250 kW,
• glikolhőmérséklet: +1/-4 °C,
• közvetítőközeg: monopropilén-glikol/víz keveréke, 30%,
• külső hőmérséklet: +30…+5 °C,
• teljesítményszabályozás: előremenő glikolhőmérsékletről,
• teljesítményfokozat: 4 (két hűtőkör)

A bejegyzés folytatódik!