Промышленные холодильные  системы широко используются предприятиями холодильного хранения, винодельнями, производителями продуктов питания , заводами по производству пластмасс и упаковки и другими. Для эксплуатации и технического обслуживания холодильных систем, в которых используются промышленные винтовые компрессоры или большие поршневые компрессоры, часто требуются инженерные знания . Промышленные холодильные установки являются значительными потребителями электроэнергии, однако предприятия часто уделяют мало внимания энергоэффективности и эксплуатационным расходам завода или его влиянию на окружающую среду. Для типичного холодильного хранилища холодильная установка может составлять около 70% от общего энергопотребления на площадке .

Технологии энергоэффективности, представленные в этой статье

В этой статье приведен перечень 15 энергоэффективных технологий для промышленного холодильного оборудования и технологических процессов, включая способы их применения на вашем предприятии, а также указывается ежегодная экономия энергии, капитальные затраты и сроки окупаемости. Более подробно каждая из технологий будет рассмотрена в последующих статьях.

Эти энергосберегающие технологии применимы к большинству промышленных холодильных установок и в основном включают модификации управления, которые могут быть реализованы в программном обеспечении программируемого логического контроллера (PLC). Между тем, другие включают замену существующего или установку нового оборудования. На обычных установках, которые не были оптимизированы , экономия энергии может достигать 50%.

Значительная экономия энергии также возможна на частично оптимизированных установках путем пересмотра логики управления и проведения тщательного анализа конструкции (см. Таблицы 1 и 2). Многие из этих технологий лучше всего внедрять вместе, чтобы максимально экономить электроэнергию.

Для типовых промышленных холодильных систем, которые не были оптимизированы, потенциал энергосбережения может достигать 50%

Потенциал экономии для промышленного холодильного оборудования

  1. Регулируемое давление нагнетания (VHPC) и регулируемое промежуточное давление (VIPC)
  2. Автоматическая постановка компрессора и контроль производительности
  3. Очистка аммиачных систем от  воды и воздуха .
  4. Регенерация теплоты паров холодоагента и охлаждения масла
  5. Гибкая оттайка испарителей
  6. Переменная температура холодильной камеры
  7. Переменные скорости вентиляторов испарителя
  8. Методы переохлаждения жидкого холодоагента
  9. Пересмотр технических решений аммиачной системы
  10. Улучшение контроля подачи масла в промышленный винтовой компрессор и охлаждения масла
  11. Проверка износа винтового компрессора

Для всех технологий в Таблице 1 процент экономии энергии, который может быть достигнут, будет варьироваться от системы к системе. Тем не менее, технологии 1, 2, 9, 10 и 11 как правило, ведут к более значительной экономии средств, в частности , для неоптимизированных производств. 

Объем работ включает в себя либо контроль установки, либо покупку нового оборудования, а также помещение холодильной установки или холодильных камер .

Таблица 1: Ориентировочный потенциал энергосбережения для технологий применяемых для промышленного холодильного оборудования

Энергосберегающие 
технологии
 Частично оптимизированная
 холодильная система применима
Неоптимизированная
холодильная система
Экономия
%
Потребляемая
электроэнергия после
реализации
% 
Экономия
%
Потребляемая
электроэнергия после
реализации
%
1. Регулируемое давление нагнетания
(VHPC) и регулируемое промежуточное давление (VIPC)
 3%97%12%88%
2. Автоматическая постановка компрессора и контроль производительности 5%95%15%85%
3. Очистка аммиачных систем от  воды и воздуха. 0%100%2%98%
4. Регенерация теплоты паров холодоагента и охлаждения масла 0%100%2%98%
5. Гибкая оттайка испарителей 2%98%3%97%
6. Переменная температура холодильной 
камеры
 0%100%2%98%
7. Переменные скорости 
вентилятора испарителя
 0%100%2%98%
8. Методы переохлаждения жидкого холодоагента 2%98%4%96%
9. Пересмотр технических решений аммиачной системы 2%98%10%90%
10. Улучшение контроля подачи масла в промышленный винтовой компрессор и охлаждения масла 5%95%10%90%
11. Проверка износа винтового компрессора 5%95%15%85%

Общая потребляемая мощность холодильной установки (% от текущей)

78%

44%

Общий % потенциала экономии электроэнергии

22%

56%

Примечания к таблице 1:

  1. Экономия была оценена на основе примеров существующих производств
  2. Регенерация теплоты не обязательно ведет к снижению потребления электроэнергии, но может снизить потребление других источников энергии (газ, нефть, уголь и т. д.).
  3. Внедрение переменной температуры в помещении не обязательно снижает энергопотребление, но может снизить затраты на электроэнергию за счет смещения пиков нагрузки и снижения затрат перерасход энергии.

Возможности энергосбережения технологического процесса охлаждения

12. Выбор чиллера для повышения энергоэффективности 

13. Улучшенный дизайн и управление контуром охлаждающей жидкости 

14. Переменные температуры охлаждающей жидкости чиллера

15. Переменная температура охлаждающей воды

Таблица 2: Ориентировочная экономия для технологий охлаждения процесса

Энергосберегающие технологииТиповой завод :
Экономия %Комментарий
12. Выбор энергоэффективного чиллера 10-50%Потребляемая мощность только чиллера
13. Улучшенный дизайн и управление контуром охлаждающей жидкости5-20%
14. Переменные температуры охлаждающей жидкости чиллера0-20%Зависит от приложения
15. Переменная температура охлаждающей воды5-15%Только чиллеры с водяным охлаждением

Оценка экономии электроэнергии

Потенциал экономии электроэнергии для каждой из технологий, был оценен с помощью инструмента моделирования, который доказал свою надежность и эффективность в рамках различных практических проектов. Используя инструмент моделирования, энергопотребление завода с конкретной технологией или без нее может оцениваться ежечасно. Затем можно рассчитать ежегодную экономию энергии , выполняя моделирование в течение года. Годовой профиль использования необходим для описания изменения нагрузки конкретной системы. Использовался предполагаемый профиль (см. Рисунок 1), который типичен для промышленных холодильных установок. В профиле использования учитывается количество времени (%) года, в течение которого установка работает при определенной частичной нагрузке с шагом 10% при частичной нагрузке.Стандарт

Для типовых промышленных холодильных систем, которые не были оптимизированы, потенциал энергосбережения может достигать 50%

Рисунок 1. Изменение нагрузки на холодильную систему

Технологии, применимые к отраслям промышленности

В таблице 3 указано, какие из технологий, обсуждаемых в этой статье, могут быть подходящими для типовых применений в различных секторах промышленности. Конкретные сайты могут отличаться от отраслевых норм, и поэтому в каждом случае может применяться больше или меньше технологий из данного списка.

 

Таблица 3: Технологии, обычно применяемые в отраслях промышленности

Для типовых промышленных холодильных систем, которые не были оптимизированы, потенциал энергосбережения может достигать 50%

Источник: NSW Department of Planning, Industry and Environment environment.nsw.gov.au