Энергоэффективность холодильных систем

Энергоэффективность холодильного оборудования актуальна как для крупных производств, так и для не больших магазинов. Эффективная работа холодильного оборудования снижает затраты на производство и как следствие снижает стоимость конечного продукта. Чтобы разработать действенный план оптимизации, нужна объективная оценка энергоэффективности холодильных установок.

Что такое энергетическая эффективность холодильных систем

Определение энергоэффективности выходит за рамки обычной экономии, сокращения расходов, иногда в ущерб качеству. Основной целью является рациональное использование ресурсов: снижение затрат одновременно с улучшением продуктивности.

В понятие входит энергоемкость — доля электрической энергии в общей себестоимости товара или услуги. Ее снижение уменьшает цену, благодаря чему можно либо увеличить выгоду, либо привлечь больше покупателей выгодными предложениями.

Уровень энергетической эффективности также характеризуется классом. В расчете параметра учитываются:

Понятие класса опирается на индекс энергоэффективности. Он обозначается буквами латинского алфавита, где А++ означает максимальную экономию электроэнергии от 60% и выше в год), G показывает избыток годовых затрат более чем на 50%).

Для холодильной машины определяющим признаком энергоэффективности является отношение холодопроизводительности к количеству затраченной на выработку холода электрической энергии.

Холодопроизводительность равна количеству тепла, отведенного за час от килограмма охлаждаемого тела, и характеризуется следующими факторами:

Зависимость от параметров внешней среды, климатических особенностей региона, погоды добавляет в расчеты сезонность.

Проконтролировать все данные легче всего на этапе проектирования. Но есть способы оценить и усовершенствовать уже установленное оборудование.

Методы оценки энергетической эффективности холодильных систем

В основе работы холодильного цикла стоят законы и принципы термодинамики. Способы анализа также опираются на термодинамические процессы.

Системы изучаются целиком или по частям. Выводы делаются на базе данных, добытых эмпирическим образом, расчетом по уже известным показателям или расчетно-эмпирическим путем — вычисление показаний на основе работы аналогичных приборов. Имеющиеся цифры служат для составления энергетического, эксергетического или материального баланса.

К универсальным методам оценки энергетической эффективности холодильных систем относятся:

Для определения энергоэффективности рассчитывается эксергетический КПД исследуемого аппарата. Показатель равен отношению реально полученной полезной работы максимальному количеству, которое можно извлечь из процесса.

КПД вычисляют вычитанием из 100% потерь в каждом элементе холодильной машины. Рассматривают динамику изменений в зависимости от параметров работы разных агрегатов. На основании графиков оценивают эффективность и разрабатывают решения по модернизации.

При необходимости методы комбинируют.

Современные технологии позволяют создавать для исследований правдоподобные модели холодильных машин. Это существенно сокращает затраты при оборудовании и эксплуатации производства.

Типовые операции оценки энергетической эффективности холодильных систем

В порядок экспертизы эффективности системы холодоснабжения входят обязательные стандартные операции:

Для чего производить оценку энергетической эффективности холодильных систем?

Между термодинамическим и экономическим совершенством холодильного цикла нет прямой зависимости. Идеальные термодинамические показатели не гарантируют наилучшие экономические результаты. Задача оценки энергоэффективности холодильной системы в том, чтобы найти оптимальное сочетание.

Энергоэффективность лежит в основе международных трендов зашиты природы. Все страны мира постепенно подключаются к экологическим программам, принимают законы для сохранения окружающей среды, вводят штрафы или преференции. Это меняет правила ведения бизнеса, вынуждает по-другому планировать и осуществлять деятельность.

С 2005 года Российская Федерация поддерживает Киотский протокол, принимает положенные поправки, выполняет обязательства. В 2014 году Россия присоединилась к Венской конвенции и Монреальскому протоколу, регулирующим выбор рабочих веществ для холодильных установок. 1 января 2019 году в стране вступила в силу Кигалийская поправка к Монреальскому протоколу, которая накладывает ограничения на торговлю с государствами, не входящими в список лояльных.

Оценку процессов холодильного цикла производят также с точки зрения энергосбережения и возможности использовать выбрасываемое тепло как источник вторичной энергии. Например, перенаправить на отопление помещений, предварительный подогрев уличного воздуха или создание тепловой подушки в грунте под морозильными камерами.

Для чего надо повышать энергетическую эффективность холодильных систем?

На работу холодильного оборудования на предприятиях и в хозяйствах уходит половина всей затраченной электроэнергии. Для мясных производств и магазинов уровень потребления доходит до 80% от общих издержек.

Энергоэффективное оборудование как правило сложнее и дороже, чем аналогичные агрегаты. Оно включает больше элементов и требует профессионального обслуживания. Но быстро окупается за счет постоянной экономии электрической энергии.

Установка изначально эффективных или модернизация уже работающих холодильных агрегатов позволяет добиться максимальной выгоды при минимально возможных расходах. Дальновидный расчет и подбор холодильной системы одновременно с уменьшением затрат повышает производительность.

Компания OMEX занимается разработкой и производством холодильных агрегатов для промышленных, сельскохозяйственных, и торговых предприятий. Инженеры создают индивидуальные проекты с использованием новых технологий позволяющих существенно сократить расходы на электроэнергию.

Позвоните по номеру телефона +7 495) 009-02-42 или заполните форму обратной связи на сайте, чтобы получить подробную профессиональную консультацию, узнать цену оборудования.

Узнать стоимость Заказать звонок

Каталог продукции

Энергосбережение стало не просто трендом современности, энергетическая эффективность холодильного оборудования для магазина является конкурентным преимуществом и показателем успеха.

Так, 1 января 2019 года в России вступила в силу Кигалийская поправка к Монреальскому протоколу, ограничивающая торговые отношения с не принявшими ее странами. По условиям поправки необходимо к 2036 году поэтапно снизить потребление гидрофторуглеродных хладагентов ГФУ), заменив их на гидрофторолефины ГДО), которые быстрее распадаются в атмосфере.

Энергоэффективность холодильного оборудования

Понятие энергоэффективности заключается не в экономии ресурсов, а в рациональном их использовании для получения наибольшей пользы.

Одним из показателей считается энергоемкость, которая определяется долей энергии в общей стоимости производимой продукции. При снижении энергоемкости уменьшается себестоимость продукта, увеличивается выгода.

Для холодильного оборудования продукцией является количество холода. Энергетическая эффективность подразумевает создание баланса между потребляемой агрегатом энергией и холодопроизводительностью. Количество вырабатываемого холода должно быть не больше и не меньше необходимого для конкретных условий. Например, для холодильных камер расчет учитывает количество потребленного холода в единицу времени на тонну продукции.

Энергоэффективность холодильного агрегата зависит от:

Оптимальное сочетание всех показателей позволяет получить максимальную пользу при минимальных затратах.

Одним из показателей является класс энергоэффективности. Это понятие учитывает объем охлаждаемого помещения, климатический класс, диапазон температур, уровень потребления электрической энергии, режим эксплуатации и другие параметры.

Класс зависит от индекса энергетической эффективности, основой которого является количество потребленного электричества за год. Самый высокий А+ показывает, что в процессе эксплуатации удается сэкономить до 45% ресурсов. Для низких классов затраты могут составлять более 100%.

Как энергоэффективность холодильного оборудования сказывается на обслуживании магазина?

Холодильное торговое оборудование используется для демонстрации и хранения товаров. Холодильные витрины, морозильные лари, холодильные камеры работают круглосуточно и потребляют большое количество электроэнергии.

Капитальные затраты на приобретение энергоэффективного холодильного оборудования выше, чем при покупке классического оборудования. Но чем меньше электроэнергии потребляют устройства, тем короче срок окупаемости. Применяя различные приемы для повышения энергоэффективности, можно добиться снижения энергозатрат до 30% и повышения производительности до 25%.

Энергоэффективность холодильного оборудования в магазиностроении чаще всего повышают следующими методами:

Кроме прямой выгоды энергоэффективные решения делают холодильное оборудование надежнее и безопаснее. Качественное оборудование позволяет товарам храниться в строго заданных условиях сохраняя полезные свойства товаров.

Включение в систему холодоснабжения выносных компрессорно-конденсаторных блоков освобождает дополнительное место в торговых залах, позволяет сделать проходы между рядами шире и удобнее. Холодильные витрины, шкафы, лари становятся вместительнее без наличия агрегатной базы в каждой единицы оборудования. При расположении холодильного агрегата вне зоны торгового зала, отсутствуют теплопритоки и шум от его работы. Низкий уровень шума делает поход за покупками комфортнее для покупателей, снижает стресс у работников.

Экономия ресурсов показывает бережное отношение к окружающей среде без ущерба для качества жизни.

Другие способы повышения энергоэффективности холодильного оборудования

Для уменьшения энергоемкости холодильного оборудования придумано еще множество способов:

Для каждого конкретного случая создаются отдельные комбинации.

Предусматривать энергоэффективные мероприятия нужно на этапе проектирования. Корректировка, переделка, согласование уже готовых холодильных систем на месте — технически сложная и дорогая процедура.

Компания OMEX занимается разработкой и производством холодильного оборудования для магазинов любого формата, складов, промышленных предприятий. Для каждого объекта наши инженеры создают уникальный проект, учитывающий особенности деятельности, требования нормативных документов и пожелания заказчика.

Чтобы получить консультацию, узнать стоимость холодильных установок, сделать заказ — позвоните по номеру телефона в Москве +7 495) 009-02-42 или оставьте свои контактные данные в форме обратной связи на сайте.

Современные энергоэффективные технологии в холодоснабжении позволяют ритейлерам серьезно сэкономить и направить дополнительные ресурсы на развитие сети. В своей прошлой статье технический директор компании «Лэнд» Сергей Плешанов рассказал о 7 энергосберегающих технологиях, которые быстро окупаются – до 3 лет – и должны использоваться во всех технических заданиях при оснащении современных магазинов. В новом материале он описывает топ-3 технологии, которые уже начали применяться и в ближайшем будущем будут широко использоваться в России. Рознице стоит всерьез к ним присмотреться.

Технологии ближайшего будущего

На рисунке выше показаны три основные технологии, которые только начинают использоваться на торговых объектах. Такие решения, безусловно, найдут свое широкое применение, поэтому вопрос технологического перехода – в ближайшем будущем.

Холодильная установка на диоксиде углерода

Наиболее эффективной и экологически чистой альтернативой повсеместно применяемым холодильным агентам является диоксид углерода (СО2).

Перспективы хладагента CO2 в ритейле и кейсы «Метро», «Ашан», dark store «Перекресток Впрок» уже были подробно рассмотрены в одной из прошлых статей.

Для повсеместного применения СО2 в качестве основного хладагента в магазиностроении есть множество основополагающих причин, рассмотрим лишь основные.

Таблица 1. Стоимость фреона R404A в Дании в разные годы в рублях, по курсу ЦБ.

Таблица 3. Сравнение СОР систем холодоснабжения на примере магазина «Ашан» в г. Пушкино.

Холодильное оборудование на СО2 для «Ашан Пушкино»

Отличительной чертой холодильного цикла на диоксиде углерода является возможность получать существенно больше тепла по сравнению с фреоновым циклом, при этом не увеличивая показатели потребления электроэнергии. На рисунке ниже приведен график стоимости различных источников теплоты за 1 кВт.

Стоимость различных источников тепла для отопления

В настоящее время диоксид углерода находит применение в больших розничных форматах – супер- и гипермаркетах, при этом максимальный эффект энергосбережения достигается на низкотемпературном холоде и при использовании теплоты рекуперации от холодильной установки для обогрева торгового зала или горячего водоснабжения.

Опыт компании «Лэнд» показывает, что стоимость оборудования на СО2 ежегодно снижается, при этом стоимость фреоновых систем постоянно растет. С учетом принятых экологических поправок уже в ближайшем будущем это создаст все условия для использования диоксида углерода в массовом сегменте на форматах дискаунтер. При условии сокращения срока возврата инвестиций на малых форматах до 3–5 лет мы получим повсеместное использование СО2 в магазиностроении, как это сейчас происходит в Европе.

Григорий Расщепкин, руководитель направления эксплуатации и реконструкции холодильных систем, Metro Cash&Carry, рассказал: «Наша компания уже несколько лет назад приняла решение о применении диоксида углерода. С одной стороны, это было сделано с целью сокращения негативного влияния на окружающую среду. С другой стороны, мы видим в переходе на природные хладагенты дает возможность получить конкурентные преимущества в будущем. Первые объекты мы запускали по субкритической схеме, где СО2 применяется только для низкотемпературных потребителей, что позволяло значительно снизить количество фреона в системе и подготовить плавный переход на транскритические системы. Сегодня мы видим, что транскритические технологии позволяют повысить уровень энергоэффективности системы, обеспечивая магазин отоплением и горячим водоснабжением. Для компании Metro Cash&Carry проект в магазине в Солнцево дает хорошую возможность на практике проверить теоретические расчеты, оценить особенности комплексного использования преимуществ транскритической системы на СО2 и принять решение об оптимальной конфигурации системы для последующих магазинов в рамках действующего графика снижения потребления ГФУ хладагентов».

Тепловой насос и обогрев магазина

Дефицит электрических мощностей и отсутствие доступного источника тепла являются наиболее часто встречающимся препятствием для принятия положительного решения об открытии магазина даже в географически привлекательной локации. Такой факт вынуждает владельцев магазинов обращать внимание на альтернативные способы отопления и получения горячей воды. Вариантов тут может быть много: это и утилизация теплоты конденсации, и электрокотлы, и использование теплового воздушного или геотермального насоса.

Как показывает практика, наиболее эффективным способом отопления является тепловой насос.

1 – отопление котлом; 2 – использование теплоты конденсации от холодильной установки; 3 – отопление тепловым насосом.

Вариант 1. Энергопотребление электрокотла настолько высоко, что экономия за счет снижения давления конденсации холодильной установки зимой практически незаметна внутри суммарного энергопотребления.

Принцип работы теплового насоса

Вариант 2. Использование теплоты конденсации для частичной компенсации теплопотерь значительно снижает энергопотребление электронагревателей и суммарное энергопотребление систем, несмотря на перерасход, вызванный работой холодильной установки с повышенным давлением конденсации. Однако в случае использования энергосберегающих закрытий на холодильной мебели, подразумевающих снижение тепловой нагрузки на холодильное оборудование, а следовательно, и количества теплоты конденсации, эффективность этого варианта также снижается.

Вариант 3. Наиболее привлекательный с точки зрения теории. Наличие теплового насоса позволяет холодильной установке работать в максимально экономичном режиме. Эффективность воздушного теплового насоса хоть и снижается при понижении температуры наружного воздуха, все же его энергопотребление оказывается гораздо ниже, чем при отоплении от электрокотла.

Тепловой насос, затрачивая 1 кВт электроэнергии, позволяет снимать до 4,2 кВт тепла. Электрический обогрев на тех же условиях, затрачивая 1кВт электроэнергии, позволяет получить 0,9 кВт тепла. Система с тепловым насосом может работать при температуре наружного воздуха до (-30оС), что делает ее применимой для достаточно широкого ряда регионов Российской Федерации.

Электронная система управления «Данфосс» позволяет максимально упростить настройку и избежать необходимости в дополнительных регулировках в процессе эксплуатации, а также обеспечивает точное поддержание требуемых температур во всех контролируемых зонах обогрева помещения. Такие решения уже находят широкое применение на действующих объектах.

Совместные разработки компаний «Лэнд» и «Данфосс» были направлены на снижение капитальных затрат и, тем самым, снижение срока окупаемости новых магазинов и объектов полной реконструкции.

Известно, что требуемая холодопроизводительность оборудования снижается на 30% в осенне-весенний период и на 70% в зимний период, таким образом, часть компрессорного оборудования находится временно или постоянно в отключенном состоянии. В то же время в магазине возникает существенная потребность в тепле, которую можно компенсировать за счет освобожденной мощности компрессоров на холод. В летний период все компрессоры работают на охлаждение, при этом отопление не требуется. В осенний период появляется потребность в тепле, которая существенно возрастает в зимний период, при этом холодильная нагрузка снижается.

Таким образом возникает возможность реорганизовать работу оборудования с целью оптимального использования ресурсов, когда освободившаяся в зимний период мощность от холодильного оборудования идет на отопление магазина.

Общий вид холодильной установки с интегрированным тепловым насосом.

На рисунке представлена централь с интегрированным тепловым насосом, на базе поршневых компрессоров Dorin, обеспечивающая холодоснабжение и отопление магазина. Система не имеет аналогов в России и в настоящий момент проходит ее патентование. Широкий модельный ряд дает возможность закрыть все потребности малых и средних форматов магазинов.

На Всероссийском конкурсе лучших проектов в области систем холодоснабжения и кондиционирования воздуха, проходившем в рамках выставки «Мир климата 2020», решение компании «Лэнд» по интеграции систем отопления и холодоснабжения было выбрано экспертами как наиболее привлекательное и получило награду в номинации «Лучший энергоэффективный тепловой насос».

Награда в номинации «Лучший энергоэффективный тепловой насос.

Решение с тепловым насосом позволяет полностью отопить магазин с использованием только электричества, но значительно эффективнее, чем отопление электрокотлами.

Окупаемость отдельного теплового насоса составляет в среднем 2,5–3 года, а при использовании интегрированного теплового насоса с холодильной установкой окупаемость не превышает 2,5 года.

Все сказанное про тепловой насос также хорошо совмещается с применением СО2 в качестве хладагента, который обеспечивает еще более высокий потенциал тепла по сравнению с фреонами. Поэтому, заглядывая в более далекое будущее, можно ожидать максимального энергетического эффекта от совмещения холодильной системы на СО2 и теплового насоса.

Дмитрий Медведев, начальник инженерно-технического обеспечения X5 Retail Group, принимавший непосредственное участие в разработке решения, отмечает: «Опыт эксплуатации показал, что использование теплового насоса позволяет снизить энергопотребление магазина на 50% по сравнению с электрическим обогревом. Представленная комбинированная установка полного отопления и холодоснабжения магазина – это третье поколение системы отопления магазинов за счет воздушного теплового насоса, который зарекомендовал себя как надежное и эффективное решение в нашей сети. Система имеет ряд существенных преимуществ – снижение капитальных затрат за счет оптимального использования ресурсов мощности компрессора, подключение к централизованной системе диспетчеризации позволяет оптимизировать режим ее работы и использовать совместно с другими системами магазина. В данной схеме впервые была применена оттайка горячим газом внешнего воздухоохладителя теплового насоса, что позволит существенно снизить эксплуатационные затраты и увеличить скорость прохождения оттайки. Рассчитываем, что подобная система позволит не просто решить проблему с отоплением, возникающую при подборе торговых площадей, но принесет существенную экономическую выгоду при эксплуатации объектов».

Умный магазин

Замыкает список технологий, которые уже эффективно применяются и в ближайшее время получат статус стандартных решений, концепция «умного» магазина.

Современный магазин розничной торговли помимо холодильного оборудования представляет собой комплекс инженерных систем, включающих систему кондиционирования, освещения и отопления. Зачастую управление данными системами осуществляется вручную, персоналом магазина. Такой вид управления не является энергоэффективным, так как не позволяет адаптировать работу систем к изменяющимся внешним условиям – уличная температура и освещенность.

В современных условиях система комплексной автоматизации инженерных систем продуктового магазина, позволяющая реализовать концепцию «Умный магазин», является дополнительной возможностью снизить эксплуатационные затраты, а значит, получить конкурентные преимущества на рынке розничной торговли продуктами питания.

Для управления тепловыми завесами, кондиционерами, системой вентиляции, наружным и внутренним освещением применяется программируемый логический контроллер Danfoss MCX.

Управление тепловыми завесами осуществляется по температуре и расписанию с возможностью блокировки режима нагрева в теплый период года. Для кондиционеров торгового зала предусмотрены календарный график работы, суточное расписание и блокировки изменения уставок персоналом, а также блокировка запуска при определенных температурах уличного воздуха. Дополнительно предусмотрена возможность переключения между режимами нагрева и охлаждения в зависимости от сезона.

Система вентиляции управляется по индивидуальному графику с возможностью остановки во время закрытия магазина.

Внешнее освещение и вывеска магазина управляются по астрономическому таймеру в зависимости от времени восхода и заката солнца в месте расположения магазина; внутреннее освещение магазина – по индивидуальному графику с возможностью продления времени работы при необходимости. Также предусмотрен специальный режим «Инвентаризация», для которого можно заранее указать требуемую дату.

Максимальной экономии энергоресурсов в случае магазина малого формата можно достичь, используя в том числе возможности, которые предоставляет организация комбинированной системы охлаждения с интегрированным тепловым насосом. Применение интегрированных решений как на уровне системы управления, так и на уровне гидравлической схемы холодильной установки позволяет в наиболее полном объеме реализовать концепцию «умный магазин», а значит, достичь высокого уровня эффективности работы инженерного оборудования магазина.

Следует отметить гибкость системы управления и алгоритмов, что открывает широкие перспективы для дальнейшей оптимизации под нужды магазина. В заключение хочется сказать, что создание «умного магазина», применение диоксида углерода в качестве хладагента, а также использование потенциала тепла, предоставляемого холодильной системой, являются шагами на пути к цели создания магазина с нулевым энергетическим балансом.

Исходя из расчетных данных, организация интегрированной системы управления позволит достичь снижения энергопотребления порядка 20–25% с возвратом инвестиций до двух лет. Такие решения уже находят широкое развитие в крупных федеральных сетях.

Руководитель направления технической экспертизы и аудита торговой сети «Пятерочка» Иван Борисов рассказал о применении системы «умный магазин»: «Наша компания тщательно подходит к вопросам эффективности магазинов. Как известно, большая часть электроэнергии, потребляемой магазином, приходится на холодильное оборудование. Поэтому процесс оптимизации энергопотребления мы начали с этого типа потребителей. И достигли в этом плане значительных успехов. На этом мы не остановились и стали искать возможности получения дополнительной экономии за счет оптимизации работы других инженерных систем, таких как система освещения, вентиляции, кондиционирования и отопления. Как выяснилось, управление данными системами в ручном или полуавтоматическом режиме приводит к перерасходу электроэнергии. Тогда мы решили пойти по пути организации комплексной системы автоматизации инженерных систем магазина, что позволило снизить его энергопотребление в среднем на 15–20%. Но это лишь часть пути: мы продолжаем исследовать дополнительные возможности для экономии, как на уровне алгоритмов управления, так и в плане внедрения новых технологий. На сегодняшний день принято решение об установке системы на каждом из открываемых нами магазинов».

В завершение следует сказать, что каждое из представленных выше решений неоднократно апробировано и показывает максимально эффективный результат в снижении эксплуатационных расходов магазина. Для своих заказчиков компания «Лэнд» в обязательном порядке проводит технико-экономический анализ с предоставлением окупаемости, чтобы заказчик мог всесторонне оценить и сделать правильной выбор в пользу тех или иных решений.

Retail

Прямое влияние холодильных систем на глобальное потепление заключается в непосредственных выбросах хладагентов с высоким потенциалом глобального потепления (ПГП) в атмосферу. Но помимо прямых различают еще и косвенные парниковые выбросы оборудования, наиболее значительная часть которых связана с производством электроэнергии для обеспечения его работы.

В России, по данным Минэкономразвития, производство 1 кВт*ч электроэнергии в среднем сопровождается парниковыми выбросами в количестве 0,51-0,52 кг СО2-эквивалента. Системе холодоснабжения, например, небольшого склада для работы требуются десятки тысяч кВт*ч в год, поэтому снижение энергопотребления даже на несколько процентов способно существенно уменьшить ущерб, наносимый окружающей среде.

Для оценки энергоэффективности холодильных систем традиционно используют холодильный коэффициент — отношение холодопроизводительности к затраченной энергии.

Для повышения энергоэффективности холодильного оборудования применяются следующие подходы:

Природные хладагенты

Снижение энергопотребления при переходе от использования гидрохлорфторуглеродных (R-22) и гидрофторуглеродных хладагентов к системам на аммиаке (NH3, R-717), оснащенным тепловыми насосами для рекуперации тепла и подогрева воды, может достигать 40%. Дополнительное уменьшение энергопотребления обеспечивают такие усовершенствования, как понижение температуры конденсации, повышение температуры испарения, использования компрессоров с регулируемой скоростью вращения и многоступенчатых систем.

Диоксид углерода (CO2, R-744) показывает высокую эффективность при применении в низкотемпературных каскадах каскадных систем (NH3/CO2). В холодном и умеренном климате энергоэффективность холодильного оборудования на CO2 может быть выше, чему у систем на ГФУ, на величину до 10%.

Для низкотемпературного охлаждения (до -60°С и ниже) эффективным хладагентом может быть воздух.

Технологические решения

На стороне высокого давления на холодильный коэффициент влияют следующие факторы:

Конденсаторы с трубками меньшего диаметра позволяют сократить количество заправляемого хладагента и уменьшить материалоемкость оборудования. Для защиты от агрессивного воздействия внешней среды трубки теплообменников могут выполняться из коррозионностойкой нержавеющей стали, а алюминиевое оребрение — защищаться специальным покрытием.

Повысить эффективность работы конденсаторов позволяют системы орошения, адиабатические предохладители воздуха, а также плавное регулирование скорости вращения вентиляторов.

Вентиляторы с энергоэффективными электронно-коммутируемыми (EC) электродвигателями с постоянными магнитами и плавным регулированием скорости вращения способны уменьшить энергопотребление конденсатора на величину до 80-85%. Так как потребляемая мощность вентилятора пропорциональна скорости вращения, возведенной в куб, то уменьшение скорости вращения на 50% снижает потребляемую мощность на 83-87%.

Еще один путь повышения эффективности работы конденсатора – увеличение поверхности теплосъема, например, за счет микрорифления внутренней поверхности трубок.

На стороне низкого давления (стороне испарителя) на эффективность влияют:

Один из способов существенно повысить эффективность (и безопасность) эксплуатации испарителей (воздухоохладителей) холодильных камер — использовать для их оттайки горячий газ, то есть горячие пары хладагента.

При такой оттайке часть нагретого газообразного хладагента с линии нагнетания вместо конденсатора направляется в воздухоохладитель, и, проходя по трубкам теплообменника, оттаивает его. По мере прохождения по трубкам воздухоохладителя, горячий газ охлаждается и конденсируется. Сконденсировавшаяся парожидкостная смесь поступает в ресивер.

Использование горячего газа наиболее эффективно, когда одновременно оттаиваются не более 20% испарителей, а остальные испарители работают в режиме охлаждения.

СМОТРЕТЬ ФОТО И ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА (нажмите на ссылку).

При проектировании холодильных систем важными критериями выбора инженерных решений для объекта является энергоэффективность и энергосбережение, но не в ущерб безопасности.

На сегодняшний день такие решения являются редкостью на российских складах. Автоматизация, как прямой источник экономии электроэнергии, и применение вторичных энергетических ресурсов, как косвенный источник, являются наиболее эффективными.

В комплексе эти решения — залог максимальной энергоэффективности холодильных систем. Но для их реализации, порой, необходимо оборудование, выходящее из разряда стандартного.

В полной мере эти энергоэффективные решения воплощены в холодильных системах склада холодильника в г.Лобня, реализованных компанией «НОВАЯ ЛИНИЯ». В качестве «нестандартного» оборудования применены, воздухоохладители специального исполнения.

Склад, общей площадью охлаждаемых помещений 6300 кв.м., состоит из 3х камер хранения и охлаждаемой зоны экспедиции площадью 500 кв.м. Две низкотемпературных камеры, по 2500 кв.м. каждая, предназначены для хранения замороженного товара при температуре минус 24°С; среднетемпературная камера предназначена для хранения охлажденных продуктов при температуре +1°С. Склад-холодильник ориентирован на хранение продуктов питания в количестве 13 270 т. Высота холодильных камер  13,4 м.

Для поддержания требуемых температурных режимов на объекте предусмотрено 3 холодильных системы: 2 низкотемпературных и 1 среднетемпературная холодопроизводительностью 860 и 340кВт соответственно. Для повышения безопасности систем предусмотрено подключение воздухоохладителей каждой из двух низкотемпературных камер в равном количестве к 2-м холодильным машинам.

В этом случае, при возникновении аварийной ситуации на одной из систем, можно будет «законсервировать» камеры и обеспечить в них требуемый температурный режим, за счет другой холодильной системы, пока производятся ремонтные работы. Необходимость в перемещении продукции в таком случае отсутствует.

Холодильные системы разработаны на базе 8-и полугерметичных винтовых компрессоров производства BITZER:

6 самых больших моделей HSN 8591-160-40P для низкотемпературных систем и 2 среднетемпературных модели HSK 7471-90-40P.

Конденсаторы серии GVV и воздухоохладители промышленной серии GHN —  Guentner.

Для унификации систем в качестве хладагента для обоих температурных режимов применен фреон R507.Требуемую глубину продува при большой протяженности холодильных камер обеспечивают специальные насадки на вентиляторы (стримеры).

Данные насадки увеличивают длину воздушной струи на выходе из воздухоохладителя до 90%.

Помимо этой меры, сама конструкция воздухоохладителя предполагает расположение вентиляторов под углом 3° вверх, что позволяет создать эффект «подлипания струи» к потолкукамеры и также увеличить глубину продува. Такая конструкция, наряду со стримерами, привела к сокращению количества воздухоохладителей и снижению капитальных затрат с сохранением равномерного поддержания требуемого температурного режима во всем охлаждаемом объёме.

В качестве первого шага сбережения электроэнергии, при разработке холодильных систем, на данном складе  применена их полная автоматизация с последующей диспетчеризацией всех процессов на персональный компьютер.

Применение на объекте системы мониторинга и управления совместно с электронной запорно-регулирующей арматурой, управляемой посредством электронных контроллеров, позволяет автоматически, без участия рабочего персонала, адаптивно настроить систему к изменяющимся условиям. Это означает, что в случае приближения условий эксплуатации оборудования к экстремальным, система управления автоматически будет выводить холодильную систему на условия стабильной работы, заложенные в настройках.

В данном решении кроется не только безопасность при эксплуатации, но и экономия электроэнергии за счет адаптивного управления давлением кипения и конденсации. То есть блок мониторинга, при сохранении температуры в камере, снижает разницу между давлениями кипения и конденсации, уменьшая тем самым нагрузку на компрессор, а, следовательно, его энергопотребление.

Плавное регулирование давления конденсации в каждой холодильной системе обеспечивают преобразователи частоты, управляющие скоростью вращения вентиляторов конденсаторов.

Адаптивное управление давлением кипения и конденсации позволяет сэкономить до 20% эксплуатационных затрат. А наличие визуальной подложки на экране диспетчера позволяет точно определить причины отклонений параметров системы от заданных и оперативно предупредить аварийные режимы работы систем в случае невозможности автоматического выхода из таковой.

Известно, что при эксплуатации холодильных систем на подобных складах заказчик также несет затраты на тепловую энергию, как ни парадоксально это звучит. Помимо обогрева полов под низкотемпературной зоной, с целью защиты грунта от замерзания, тепловая энергия нужна для оттаивания снеговой шуги на воздухоохладителях, что зачастую составляет до 40% всей необходимой для этих систем электроэнергии.

Одним из традиционных способов сбережения энергии при решении задачи обогрева полов является рекуперация теплоты сжатого хладагента с целью ее применения для этих нужд, что и было реализовано в данных системах.

Количество тепла, которое возможно рекуперировать с холодильных машин такой производительности, намного больше, нежели необходимо для защиты грунта от замерзания. Его максимальное применение на объекте строительства приводит к увеличению энергоэффективности и сокращению эксплуатационных затрат систем в целом.

Применение воздухоохладителей производства Guentner специального исполнения стало «венцом коллекции» энергоэффективных решений данных холодильных систем.

Всего на складе установлено 35 кубических воздухоохладителей промышленной серии. Специальная конструкция воздухоохладителей позволила реализовать их оттаивание с помощью теплоносителя, и, тем самым, сэкономить почти 700 кВт электроэнергии, необходимой для проведения электрической оттайки. Теплоноситель направляется в дополнительный теплообменный блок воздухоохладителя, обеспечивая равномерное оттаивание всего блока испарителя

Оттаивание поддонов воздухоохладителей происходит с помощью электрических ТЭНов. Данное решение принято с целью упрощения сервисного обслуживания воздухоохладителей.

Каждый воздухоохладитель снабжен моторизированной заслонкой, также производства Guentner, которая закрывает заднюю часть испарителя перед процессом оттаивания. Данная мера решает две больших задачи. Во-первых, исключает нагрев воздуха позади блока воздухоохладителя, что может привести к конденсации влаги из воздуха на потолке помещения. А, во-вторых, сокращает продолжительность процесса оттаивания, что также увеличивает эффективность системы. Наличие гибкой системы автоматизации позволило распределить во времени проведение циклов оттаивания воздухоохладителей. Таким образом,полный контроль над данным процессом обеспечил выбор менее «энергозатратного» насоса для перекачивания теплоносителя контура оттайки. Для повышения безопасности процесса оттаивания предусмотрен резервный насос.

Всего в системе рекуперации предусмотрено три насосных агрегата: для рекуперации высокопотенциального тепла, для обогрева полов и для контура оттаивания воздухоохладителей.

Наличие на каждом из них частотного преобразователя способствует максимальному отбору тепла и его применению, а также снижению энергопотребления.

При организации процесса охлаждения масла низкотемпературных холодильных систем, также как и в решении с оттаиванием испарителей, реализован принцип самообеспечения.

Вместо дополнительных воздушных теплообменников — маслоохладителей применено термосифонное охлаждение. Масло охлаждается хладагентом, циркулирующим в данной холодильной системе. Это привело к сокращению как капитальных, так и эксплуатационных затрат.

Таким образом, при реализации холодильных систем на складе-холодильнике в г.Лобня соблюден баланс между эффективностью, безопасностью работы и экономической составляющей реализации данных систем. Способ управления и мониторинга параметров позволяет полностью контролировать процесс использования теплоты рекуперации и поддержания требуемого температурного режима в холодильных камерах. А возможность применения гликолевой оттайки воздухоохладителей подняла энергоэффективность фреоновых холодильных систем на новый уровень.

Адрес склада-холодильника: МО, г. Лобня, ул. Лейтенанта Бойко, д.104.