Энергоэффективность
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:
- переход на природные хладагенты: диоксид углерода, аммиак, углеводородные хладагенты и другие
- применение инновационных технологических решений: инверторные приводы, электронно-коммутируемые электродвигатели, теплообменники нового поколения, системы оттайки горячим газом
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:
- разность между температурами окружающего воздуха и конденсации хладагента
- соответствие оборудования и материалов условиям эксплуатации (климат, агрессивность среды)
- характеристики вентиляторов (энергоэффективность, тип регулирования скорости вращения)
- возможность использования естественного охлаждения (фрикулинг)
- переохлаждение хладагента.
- рекуперация тепла.
- правильное размещение и надлежащее обслуживание.
Уменьшение разности между температурами конденсации и окружающего воздуха с 15 до 8 10°С (за счет использования соответствующего конденсатора) в летний период способно снизить энергопотребление на величину до 15—20%.
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:
- особенности режима эксплуатации
- разность температур испарения и окружающего воздуха
- энергоэффективность вентиляторов
- размещение испарителя и организация процесса его оттайки.
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.
Дополнительные материалы
- Что заботит персонал отопительного и холодильного оборудования?
- Миллионный холодильник «Кока-колы» на диоксиде углерода
- Что такое природные хладагенты?
- Новая транскритическая система в литовском супермаркете: энергопотребление ниже на 30%
- Испанский супермаркет Eroski: экономия энергии до 65% благодаря гибридным системам на R134a/CO2
- Первый в России продуктовый магазин полностью без применения фреонов, на озонобезопасном природном хладагенте CO2
- Мнение пользователей: по эффективности CO2-системы могут приближаться к аммиачным
- Вывод «суперпарниковых» газов из обращения позволит Великобритании получить преимущество
- Министерство энергетики США обновляет стандарты энергоэффективности
- Аммиак как хладагент
- Конверсия торгового холодильного оборудования на озонобезопасные хладагенты и вспениватели
- Природные хладагенты – будущее России
- Проектирование и подбор оборудования с учетом минимизации воздействия на климат
- Озоноразрушающие вещества и экологически безопасные альтернативы
- Итоги UNIDO ATMOSPHERE
- Энергоэкологические парадигмы холодильных агентов
- CO2 экономит около 36% энергии на французском рыбоперерабатывающем производстве
- Ключевой тезис ATMOsphere Europe: природные хладагенты эффективнее фторсодержащих газов
- Компрессор с переменной скоростью вращения на R-290: энергопотребление на 40% ниже
- Энергоэффективность ряда предприятий холодильной цепи Великобритании увеличилась на 19%
- Еврокомиссия предлагает отказаться от углеводородного топлива в системах отопления и охлаждения к 2040 году