Империя Холода
Отраслевой информационно-
аналитический журнал
Мы помогаем
продвигать вашу
продукцию
Kelvion

Энергосберегающие системы холодоснабжения Фригодизайн®

Журнал: №1(100) Январь 2020

Рубрика: Энергосбережение

Автор: Виктор Велюханов (генеральный директор ООО «Фриготрейд»)

В этой статье приведены примеры реализации энергосберегающих решений на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности при использовании холодильного оборудования фирмы ООО «Фриготрейд» — производителя различных систем холодоснабжения под торговым знаком ФРИГОДИЗАЙН®.

За 20 лет работы на рынке холодильного оборудования сотрудники ООО «Фриготрейд» накопили большой опыт в проектировании и изготовлении систем холодоснабжения для предприятий пищевой отрасли. Наши специалисты, хорошо знакомые с технологией всех этапов переработки мяса, морепродуктов и полуфабрикатов из них, а также молочной и хлебопекарной продукции, нашли пути разработки энергосберегающего холодильного оборудования для каждого из этих производств.

При расчете систем холодоснабжения для конкретных заказчиков мы всегда предлагаем ряд конструкторских решений, учитывающих технологические особенности и позволяющих экономить энергоресурсы за счет внедрения энергосберегающих опций в конструкцию холодильных установок.

Поскольку энергопотребление систем холодоснабжения вносит существенную составляющую в увеличение себестоимости охлаждаемой продукции, возможность применения энергосберегающих решений имеет важное значение для конечного потребителя. Наши разработки позволяют снизить энергопотребление таких систем на 10-50% в зависимости от времени года и использованных решений.

Поставив отдельные электросчетчики на систему энергоснабжения нашего холодильного оборудования, заказчики наглядно убедились в существенном снижении энергопотребления. Так у «Фриготрейд» появился ряд постоянных конечных клиентов, которые заказывают холодильное оборудование у нас, поскольку очевидно, что оно значительно сокращает сроки окупаемости затраченных средств.

Иногда складывается ситуация, когда заказчику приходится дополнительно инвестировать в энергосбережение в связи с необходимостью увеличения холодильных мощностей, а выделенной электрической мощности не хватает.

На протяжении всех лет нашей деятельности мы решаем эти задачи, помогая заказчику наращивать холодильные мощности в рамках выделенной электрической мощности, предлагая системы холодоснабжения с запатентованными энергосберегающими решениями, обладающими высокой удельной холодопроизводительностью.

Наша компания имеет большой опыт производства и применения холодильных установок с частотными приводами компрессоров Bitzer, Bock и J&E Hall. Частотный привод компрессора, благодаря плавному регулированию производительности и отсутствию пусковых токов, дает годовую экономию электроэнергии до 25%.

Мы также производим энергосберегающие агрегаты на базе спиральных компрессоров Copeland c экономайзером, позволяющие экономить до 30% электроэнергии, а также агрегаты на базе спиральных компрессоров с плавным цифровым регулированием производительности от 10 до 100% и экономайзером, позволяющие экономить до 45% электроэнергии.

Ниже приводим ряд энергосберегающих решений, освоенных специалистами «Фриготрейд», и примеры их конкретной реализации.

Энергосберегающие решения при строительстве холодильных камер складских логистических терминалов

При проектировании и строительстве холодильных складских терминалов важной задачей, наряду с безотказной работой систем холодоснабжения, является снижение энергетических затрат на эксплуатацию этих складов. Для крупных низкотемпературных складов энергопотребление холодильных агрегатов может достигать нескольких сотен кВт, поэтому использование энергосберегающих решений является важной составляющей в выборе поставщика холодильного оборудования.

Анализ энергосберегающих схем показывает, что эксплуатация систем холодоснабжения с грамотно выбранными энергосберегающими техническими решениями, позволяет получить экономию электроэнергии до 25-30% и за пару лет окупить их стоимость. В дальнейшем энергосберегающие опции приносят дополнительную прибыль владельцу такого склада.

Первой задачей, которую необходимо решить при строительстве низкотемпературных камер, является  грамотный выбор системы подогрева основания полов.  Она может быть реализована с помощью:

  • создания вентилируемого подполья;
  • жидкостного термостатирования основания пола;
  • кабельного электроподогрева основания пола.

При строительстве крупнотоннажных низкотемпературных камер мы  применяем жидкостную систему подогрева полов  с использованием пластиковых труб с циркулирующим гликолем. Эта схема дает энергосберегающий эффект в том случае, когда рядом есть объект, от которого необходимо постоянно отводить тепло. Если такого объекта нет, то в состав холодильной установки вводится предконденсатор, к которому и подключается жидкостный контур подогрева полов. Этот контур является энергосберегающим решением, утилизирующим теплоту конденсации, которая в воздушном конденсаторе должна сбрасываться в окружающую среду.

Чтобы оценить преимущества этого решения для сравнения приведем данные по энергозатратам при использовании самого простого и поэтому наиболее распространенного способа: электроподогрева основания полов с помощью укладки на бетонном основании электрических матов с кабелем подогрева, которые рулонами равномерно раскладываются по всей площади пола.

Для низкотемпературных холодильных камер мощность на электроподогрев основания пола должна выбираться из расчета 15-20 Вт/м2.  Меньшее значение для камер с температурой внутри -18...-20°С, большее значение для морозильных камер с температурой -24…-28°С. Таким образом, для морозильной камеры площадью 100 м2  затраты на электрический подогрев пола потребуют 1,5…2,0 кВт электроэнергии. Для крупнотоннажных холодильных камер, внутри которых установлены опорные колонны, необходимо учитывать еще и мощность на их подогрев.


Укладка труб для жидкостного обогрева пола холодильной камеры

Существенную экономию энергозатрат при эксплуатации низкотемпературных складов можно получить, используя  систему подогрева полов с так называемым вентилируемым подпольем.  На несущее бетонное основание пола укладывают деревянные брусья, желательно из лиственницы, сечением не менее 100х100 мм (чем больше площадь камеры, чем толще должен быть брус) с шагом в зависимости от нагрузки на пол. Обычно расстояние между брусьями составляет 0,5-0,8 м. Брусья укладывают параллельно друг другу, тем самым под полом морозильной камеры образуются каналы, через которые вентиляторами продувается воздух, что не позволяет образовываться конденсату внутри этих каналов и исключает промерзание грунта под основанием пола. Для защиты от грызунов все каналы закрываются мелкой металлической сеткой.

Если сравнивать энергоэффективность вентилируемого подполья и электроподогрева основания пола морозильной камеры площадью 100 м2,  то для электроподогрева требуется мощность 2000 Вт, а на электроприводы вентиляторов такого подполья требуется около 400 Вт.

 
Монтаж низкотемпературной камеры (-55°С) с загрузочно-разгрузочным тамбуром и вентилируемым подпольем

Вторая задача повышения энергоэффективности —  снижение притоков тепла и влаги внутрь холодильных камер.  Если холодильная камера собрана технически грамотно, то через ее стены влажный и теплый воздух не может проникнуть внутрь камеры. Поэтому наружный воздух может поступать внутрь камеры только через дверной проем в периоды загрузки и разгрузки продукции, когда дверь остается открытой. Для снижения притока теплого и влажного воздуха используют как простые и дешевые решения, например, установку пластиковых завес, качающихся пластиковых дверей, так и более дорогое решение — установку мягких скоростных ворот, устанавливаемых после основных теплоизолированных ворот.


Мягкие скоростные ворота с внутренней стороны холодильной камеры

Эти устройства уменьшают поступление воздуха в холодильную камеру в процессе открывания основных откатных или распашных холодильных ворот. Более дорогостоящее решение этой проблемы — строительство низкотемпературных холодильных камер с переходными тамбурами загрузки-разгрузки, через которые товар поступает в основную камеру. Температура воздуха в тамбурах поддерживается на 15-20°С ниже температуры воздуха в основной камере. В тамбуре, кроме заданной температуры, должна поддерживаться низкая относительная влажность.

Также мы широко используем в системах холодоснабжения такие энергосберегающие решения, как оттаивание воздухоохладителей в камерах горячим газом, устанавливаем дополнительные регенеративные теплообменники, экономайзеры, электронные терморегулирующие вентили, что также позволяет экономить от 10 до 30% потребляемой электроэнергии на единицу выработанного холода.

Одной из энергосберегающих опций в системах холодоснабжения является  использование сухих охладителей — драйкулеров.  Это теплообменники, оснащенные вентиляторами для охлаждения хладоносителя холодным внешним воздухом. Их применение в холодное время года позволяет экономить до 80% электроэнергии потребляемой системой холодоснабжения.

При использовании такой системы  (система «фрикулинга»),  охлажденный до необходимых низких температур, хладоноситель поступает непосредственно в воздухоохладители камер, охлаждая воздух в них без использования холодильной машины. После этого хладоноситель поступает в сухую градирню на охлаждение.

Таким образом, в холодное время года холодильную установку просто выключают или переводят в режим пониженной холодопроизводительности, если температура наружного воздуха недостаточна для заданной температуры в камере.


Машинное отделение системы холодоснабжения мультитемпературного склада с конденсаторами и драйкулером на крыше, изготовленное фирмой «Фриготрейд»

Преимущества использования сухих охладителей (драйкулеров) в системах холодоснабжения:

  • экономия электроэнергии в зимнее время до 80-90%;
  • экономия ресурса компрессоров и вентиляторов до 50% в зависимости от региона;
  • в зимнее время можно проводить регламентные работы и техническое обслуживание на выключенной холодильной установке;
  • простота эксплуатации и обслуживания системы «фрикулинг».

Другой энергосберегающей опцией является оснащение электроприводов компрессоров и вентиляторов частотными преобразователями — в настоящее время это является наиболее перспективной опцией, позволяющей экономить до 25% потребляемой электроэнергии.

Частотные преобразователи — это электронные устройства, позволяющие изменять напряжение и частоту питания приводных электродвигателей. Они дают возможность реализовывать один из самых эффективных способов энергосбережения, плавно изменяя мощность привода компрессора, гидравлического насоса или вентилятора и, как следствие, производительность системы. В дополнение к экономии электроэнергии частотные преобразователи значительно снижают нагрузку на энергосеть за счет отсутствия пусковых токов, что позволяет экономить на стоимости оборудования для энергосетей.

Основные преимущества применения частотных преобразователей:

  • плавное регулирование холодопроизводительности в зависимости от нагрузки;
  • высокая точность поддержания заданной температуры в охлаждаемом объекте;
  • отсутствие пусковых токов компрессора, превышающих максимальный рабочий ток в пять раз, что увеличивает ресурс компрессора и снижает энергопотребление.

Все указанные энергосберегающие решения реализованы «Фриготрейд» при строительстве и оснащении холодильным оборудованием многих объектов, в том числе, возводимых девелоперской компании PNK Group, по техническим заданиям которой нашими специалистами были изготовлены и смонтированы энергосберегающие системы холодоснабжения на следующих крупных объектах этого заказчика:

  • складской логистический комплекс с суммарным объемом холодильных камер 89 000 м3  под Екатеринбургом (хранение охлажденных и замороженных продуктов);
  • складской комплекс PNK-Толмачево в Новосибирской области с суммарным объемом камер 32 000 м (хранение алкогольной продукции);
  • мультитемпературный логистический комплекс в Самарской области с суммарным объемом камер 116 000 м и холодопроизводительностью 1,0 МВт (хранение охлажденных мясных продуктов, овощей, фруктов и алкогольной продукции);
  • мультитемпературный логистический комплекс в г.Чехове Московской области с суммарным объемом камер 170 000 м3  и производительностью системы холодоснабжения 1,6 МВт (хранение замороженных и охлажденных продуктов, свежих овощей, фруктов и алкогольных напитков);
  • комплекс промышленных холодильных складов в г.Новосибирске объемом 116 000 м3.

Ряд энергосберегающих решений, разработанных сотрудниками ООО «Фриготрейд», защищены патентами РФ на изобретение и полезную модель, с содержанием которых можно ознакомиться на сайте компании.

Энергосбережающие решения в генераторах ледяной воды (0,5...1,5°С)

Более 10 лет специалисты «Фриготрейд» изготавливают и совершенствуют генераторы ледяной воды с охлаждением воды до температуры 0,5...1,5°С в проточных испарителях. Такие генераторы используются в молочной промышленности при охлаждения молока, для быстрого охлаждения тушек птицы после забоя, на хлебопекарных заводах, в химической промышленности и ряде других отраслей.

В этих генераторах используются технические решения, исключающие замерзание воды внутри испарителя при уменьшении тепловой нагрузки, а также при аварийных ситуациях с оборудованием или энергоснабжением.

Энергосберегающие генераторы ледяной воды в проточных испарителях отличаются уникальной, запатентованной «Фриготрейд», схемой холодильной установки и инновационной системой управления, которые позволяют обеспечивать заданную температуру ледяной воды на выходе из проточного испарителя при изменении расхода и температуры воды на входе в испаритель в очень широком диапазоне с минимальными затратами энергии. В качестве основной энергосберегающей опции в каждом генераторе используется частотный преобразователь привода компрессора. На фото преобразователь установлен между электрическим шкафом управления и рамой компрессора.


Генераторы ледяной воды (0,5...1,5°С) в проточном испарителе с частотным преобразователем привода компрессора J@E Hall холодопроизводительностью 600 кВт с расходом до 80 м3/ч каждый

Процесс получения ледяной воды происходит в пластинчатом или кожухотрубном испарителе при непосредственной передаче тепла от охлаждаемой воды к кипящему хладагенту внутри испарителя. Высокая эффективность получения ледяной воды достигается за счет большой скорости и турбулизации ее потока внутри испарителя, что обеспечивает самую высокую температуру кипения среди традиционных холодильных установок получения ледяной воды. Это экономит 6% потребляемой электроэнергии на единицу выработанного холода относительно пленочных охладителей воды и примерно на 25-30% относительно установок с льдоаккумуляторами.

При эксплуатации генератора ледяной воды в холодной время года запатентованная нашей фирмой схема холодильного контура генератора (патент РФ № 138287) позволяет снизить энергопотребление генератора ледяной воды на 30-40%.

Используя эту схему, можно получить минимально возможное давление конденсации и максимально возможное переохлаждение жидкости в конденсаторе, а также максимально эффективно использовать бесплатный ресурс — холодный окружающий воздух. Чем ниже температура окружающего воздуха, тем выше экономия электроэнергии по сравнению с аналогами, выполненными по обычной схеме.

Благодаря сочетанию частотного привода компрессора и ступенчатого регулирования производительности самих компрессоров, достигается широкий диапазон плавного регулирования холодопроизводительности генератора ледяной воды в пределах от 12% до 100%.

Кроме того, такой генератор позволяет в любой момент практически мгновенно выйти на максимальную мощность для компенсации пиковой нагрузки в отличие от схемы с аккумуляторами холода, которым требуется время для накопления льда.

Чтобы исключить намерзание льда внутри испарителя система управления генератора ледяной воды обеспечивает высокоточное регулирование температуры кипения хладагента в испарителе и температуры воды на выходе из испарителя.

На случай нештатной работы генератора предусмотрена автоматическая аварийная система удаления льда с поверхности испарителя.

Еще одним преимуществом является то, что для генераторов ледяной воды Фригодизайн® с непосредственным охлаждением в испарителе не требуются мешалки, воздуходувки для барботажа воздуха через охлаждаемую воду, которые необходимы для работы льдоаккумуляторов. При такой схеме нет дополнительного теплопритока от воздуха, поступающего при барботаже к охлаждаемой воде, а значит, энергопотребление холодильной установки уменьшается.

Опыт работы с заказчиками, для которых мы поставляем свои энергосберегающие системы холодоснабжения, показывает, что использование энергосберегающих решений при разработке системы холодоснабжения должно являться важной составляющей в выборе поставщика холодильного оборудования.


Еланский сыродельный комбинат. Четыре энергосберегающих генератора ледяной воды общей производительностью 2,4 МВт с частотными преобразователями привода компрессора при суммарном расходе воды 300 м3  на пластинчатых теплообменниках


Каменск-Уральский молокозавод. Генератор ледяной воды на кожухотрубном испарителе производительностью 1,1 МВт с частотным преобразователем привода компрессора

«Фриготрейд» предлагает различные энергосберегающие решения для систем холодоснабжения под торговым знаком ФРИГОДИЗАЙН® — выбор остается за клиентом!


www.frigodesign.ru

129345 г.Москва, Осташковская ул., д.14
+7 (495) 787-2663, +7 800 505 05 42
post@frigodesign.ru

Журнал: №1(100) Январь 2020

Рубрика: Энергосбережение

Автор: Виктор Велюханов (генеральный директор ООО «Фриготрейд»)

Рассылка