Ожидаемый потенциал энергосбережения до 3 %.

Общие сведения

  • Принцип: время оттаивания испарителя и её окончание оптимизированы для предотвращения попадания избыточной теплоты в холодильную камеру.
  • Преимущества: уменьшает энергопотребление системой охлаждения и системой оттаивания;
  • Экономия: экономия электроэнергии системой может составлять до 3%.
  • Простота реализации: включает в себя установку оборудования для измерения температуры и устройств отслеживания нагрузки на холодильную камеру, а также программирование системы управления.

Общие положения

В большинстве предприятий с холодильными или морозильные камерами в качестве приборов охлаждения используют воздухоохладители. Со временем на змеевике и ламелях воздухоохладителя образуется иней  из-за влаги поступающей из воздуха. Скорость образования инея  на змеевике зависит от множества факторов, таких как температура и относительная влажность в помещении,  тепловая  нагрузка, условия окружающей среды и количество дверных проемов, перепады температур и температура испарения и пр. По мере того как слой инея на воздухоохладителе увеличивается, его теплообменная способность естественно уменьшается, возникает необходимость в его оттаивании.

Переменная продолжительность оттаивания воздухоохладителей и межоттаечный цикл

Справка

Традиционные способы оттаивания используют горячие пары хладагента, электричество, воздух, либо воду.  Предприятия с аммиачной системой охлаждения  используют оттаивание горячим газом, так как от холодильной установки поступает достаточное количество теплоты, и это дешевле, чем электричество.

Процесс оттайки создает теплоприток в охлаждаемое помещение, увеличивая нагрузку на холодильную установку и следовательно потребление электроэнергии. Процесс оттаивания также потребляет энергию. Если методы оттаивания не оптимизированы, эффективность холодильной установки от этого снижается.

«Переменное время оттаивания и остановка оттаивания» относятся к управлению интервалом между оттаиваниями, продолжительностью процесса  и прекращением оттаивания. Условно говоря, частота и продолжительность оттаивания фиксированы, независимо от температуры в камере и динамики рабочей нагрузки на приборы охлаждения камеры. Если оттаивания проходят слишком часто или они длятся слишком долго, то для камеры это необоснованный теплоприток. Таким образом, оптимизированное управление оттаиванием снижает общее потребление энергии холодильной системой.

Предлагаемое переменное время оттаивания и остановка оттаивания включает в себя отслеживание времени, в течение которого испаритель работает на полную мощность. Интервал между оттаиваниями будет короче, если испаритель непрерывно работал на полную мощность, и больше, если он наоборот,  работал на не на полную производительность. Производительность испарителя можно определить, оценив количество подаваемого на него холодоносителя за определенный период. В случае затопленного аммиачного испарителя производительность — это время, в течение которого открыт жидкостный электромагнитный клапан.

Преимущества для предприятия

  • Управляемые интервалы оттаивания предотвращают расточительное оттаивание в периоды низкой нагрузки.
  • Оптимизированная продолжительность оттаивания и своевременное его прекращение предотвращают попадание избыточной теплоты в охлаждаемое помещение, облегчая нагрузку на холодильную систему и предотвращая перерасход электроэниргии.
  • Своевременное прекращение оттаивания с помощью ТЭНов также экономит ненужное энергопотребление.
  • Снижение необходимости в частом оттаивании при неполной нагрузке означает, что холодильная установка будет стабильна в течение более длительных периодов времени. Аналогично, при использовании аммиачного воздухоохладителя — меньшее количество оттаиваний означает меньшее количество колебаний давления всасывания, что приводит к более стабильной работе системы.

Ожидаемое энергосбережение

Ожидаемое энергосбережение зависит от:

  • количества, типа и размера воздухоохладителей в камере;
  • температуры в камере;
  • динамики изменения нагрузки, в том числе влажностной;
  • типа оттаивания: горячими парами, электрическое, воздушное или водяное;
  • количества оттаиваний и их интервала.

На рис. 1 показан эффект от использования фиксированных интервалов оттаивания и их длительности. Со снижением нагрузки на камеру замораживания на излишнюю продолжительность оттаивания расходуется электроэнергия которую можно было бы сохранить используя систему управления размораживанием.

Переменная продолжительность оттаивания воздухоохладителей и межоттаечный цикл

Рисунок 1: Перерасход электроэнергии, связанный с фиксированным оттаиванием.

Внедрение технологии

Данные для подбора

Минимальная информация, необходимая для внедрения системы:

  • Марка и модель воздухоохладителей ;
  • Применяемый метод оттаивания на данный момент;
  • Компоновка змеевика и принципиальная схема холодильной системы;
  • Температура в камере.

Требования к оборудованию

Чтобы внедрить систему управления оттаиванием Вам понадобится:

  • Устройство для измерения температуры, прикрепленное к торцу змеевика испарителя. Когда температура змеевика достигает 10°C, размораживание считается выполненным и может быть прекращено.
  • Средство отслеживания нагрузки на холодильную камеру, такое как соленоид или регулирующий клапан.
  • Высокоуровневый PLC контроллер, который управляет системой оттаивания.

Предполагаемая финансовая прибыль

Эффект от внедрения системы контроля оттаивания в основном достигается за счет реализации алгоритмов управления. Единственное оборудование, необходимое для завершения цикла оттаивания — это термостат или датчик температуры змеевика воздухоохладителя. Ориентировочная стоимость оборудования и первоначальное определение алгоритма управления составляет примерно 1500 долларов на испаритель, при условии, что на объекте имеется система управления, к которой может быть подключен термостат. Дополнительные затраты на оптимизацию варируются в зависимости от требуемого уровня оптимизации.

Для объекта с 10 воздухоохладителями, каждый из которых имеет мощность 50 кВт, капитальные затраты и окупаемость могут быть следующими:

Таблица 1: Экономия энергии и окупаемость.

Экономия эл. эн. (кВт*ч/год)Экономия эл. эн. ($/год)Проектная стоимость ($)Срок окупаемости (год)
100,00015,00015,0001.0

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