Ожидаемый потенциал энергосбережения до 2 % .

Общие сведения

  • Принцип: скорость вентиляторов воздухоохладителей контролируется для уменьшения потребляемой мощности вентиляторов и снижения теплопритока работающего электродвигателя в холодильной камере;
  • преимущества: снижает энергопотребление, стабилизирует температуру в холодильной камере;
  • экономия: ожидаемая экономия электроэнергии на предприятии может составлять до 2%;
  • простота реализации: включает в себя установку приводов с переменной скоростью (VSD) на вентиляторы воздухоохладителей и реализацию логики управления скоростью вращения вентилятора.

Общие положения

Воздухоохладители используются в большинстве промышленных холодильных систем в качестве приборов охлаждения. Их вентиляторы редко регулируются, всегда работают на полной скорости и включаются / выключаются по мере необходимости. Более того, двигатель вентилятора является еще и  непрерывной тепловой нагрузкой на холодильную камеру, которая, в свою очередь, является дополнительной нагрузкой на холодильную систему.

Справка

Вентилятор воздухоохладителя — это существенная часть от общей тепловой нагрузки на охлаждаемое  пространство, особенно в непиковые периоды. Они, как правило, работают без необходимости на полной скорости, даже когда рабочая нагрузка невелика. Варьируя скорость вращения вентилятора в зависимости от нагрузки, можно добиться экономии электроэнергии, поскольку более низкая скорость вращения вентилятора приводит к меньшему количеству теплоты, поступающей в камеру.

Переменная скорость вращения вентиляторов воздухоохладителя

Снижение скорости вращения вентилятора прямо пропорционально производительности испарителя. Однако потребляемая мощность вентилятора пропорциональна кубу его скорости. Таким образом, снижение скорости вращения вентилятора на 20% снижает энергопотребление вентилятора примерно на 50%. Следовательно, значительная экономия энергии достигается при использовании переменной скорости вращения вентилятора испарителя.

Справка

В камере с несколькими воздухоохладителями, операция регулирования скорости вращения лучше всего реализуется путем одновременного изменения скорости всех вентиляторов испарителя в соответствии с нагрузкой, чтобы обеспечить равномерное распределение воздуха в холодильной камере.

Примечание: концепция регулируемой скорости вращения вентилятора воздухоохладителя в некоторых случаях не является обязательной, так, к примеру, вентиляторы в камерах заморозки и охлаждения всегда должны работать на полную мощность.

Преимущества для предприятия

  • Работа с переменной скоростью обеспечивает хороший контроль температуры в камере при малой нагрузке по сравнению с циклическим включением / выключением вентилятора;
  • Значительное снижение потребляемой мощности вентилятора за счет незначительного снижения скорости вращения вентилятора;
  • Снижение тепловой нагрузки в холодильной камере из-за уменьшения теплоты выделяемой работающими вентиляторами.

Ожидаемое энергосбережение

На рис. 1 показана экономия электроэнергии по отношению к нагрузке на холодильную камеру за счет установки вариаторов на вентиляторы испарителя. Как видно из графика, наибольшая экономия достигается при низких нагрузках в камере. Горизонтальная линия между нагрузками 10% и 50% указывает на то, что при моделировании была учтена минимальная скорость вращения вентилятора 50%, что характерно для большинства вентиляторов воздухоохладителей.

Переменная скорость вращения вентиляторов воздухоохладителя
Рис. 1 Снижение потребляемой мощности вентиляторами по отношению к нагрузке на холодильную камеру.

Достижимая годовая экономия зависит от:

  • характера изменения нагрузки;
  • размера и количества вентиляторов воздухоохладителей (кВт);
  • количества холодильных камер.

Осуществление проекта

Вам это понадобится:

  • Приводы с переменной скоростью вращения для вентиляторов воздухоохладителей — обычно по одному VSD на воздухоохладитель. VSD будет управлять всеми вентиляторами в блоке и должен быть выбран для максимального тока, когда все вентиляторы работают на полной скорости;
  • возможность программирования системы управления для облегчения эффективной логики управления скоростью.

Предполагаемая финансовая прибыль

Капитальные затраты на внедрение переменной скорости вращения вентиляторов зависят от:

  • количества воздухоохладителей на объекте;
  • размера электродвигателей двигателей.

Для холодильной камеры с общей мощностью воздухоохладителей 500 кВт (10 шт. по 50 кВт) капитальные затраты могут составить:

Таблица 1а: Затраты, используемые для оценки экономии энергии

НаименованиеОценочная стоимость
Оборудование$20,000–$50,000
Работа$15,000–$50,000
Инжиниринг$5,000
Программирование$8,000
Итого $48,000–$113,000

Таблица 1b: Энергосбережение и окупаемость

Потребление эл. эн.  обычной системы (кВт*ч/год)Потребление эл. эн.  усовершенствованной системы (кВт*ч/год)Экономия эл. эн.  (кВт*ч/год)Экономия эл. эн.  ($/год)Вложения ( $ ) окупаемость (год)
370,00080,000290,00043,50048,000–113,0001.1–2.6
  1. Оборудование в этом примере включает в себя 10 VSD (по 4 кВт каждый), экранированные кабели, электрическую проводку и шкаф для VSD.
  2. Предполагается, что средняя стоимость электроэнергии составляет 0,15 доллара за кВт*ч.

Пример: Montague.

На холодильном складе Montague внедрили переменную  скоростью вращения вентиляторов воздухоохладителей и снизили затраты на электроэнергию , потребляемую воздухоохладителями, на 40%, что эквивалентно $ 18 000 в год.

Таблица 2: Экономия энергии и окупаемость холодильной системы Montague

Экономия эл. эн.  (МВт ч/год)Экономия эл. эн.  ($/год)Экономия на других расходах (обслуживание и т.д.) ($/год)Экономия итого  ($/год)Капитальные затраты ($)Срок окупаемости (год)Экономия эл.эн. в пересчете на выброс CO2 тонн/год
20018,000018,00070,0003.8192

Холодильный склад Montague — это семейный холодильный бизнес, который основал свое первое предприятие в 1948 году. В настоящее время они управляют логистическими комплексами с регулируемой температурой хранения на шести объектах по всей Тасмании.

Их объект в штате Виктория предлагает различные морозильные и холодильные камеры в двух зданиях. Охлаждение обеспечивается общей аммиачной холодильной системой с установленными в помещениях воздухоохладителями, как показано на рис. 2.

До начала технического переоснащения все вентиляторы воздухоохладителей на объекте работали с фиксированной скоростью, за исключением зоны загрузки в южном здании. Вентиляторы включались и выключались, чтобы держать помещения в рабочем температурном диапазоне, но общее энергопотребление вентиляторов часто было излишне высоко.

Владельцы поняли, что это была возможность для повышения эффективности работы склада. Компания установила 19 VSD на свои воздухоохладители и внедрила интеллектуальное логическое управление. Вентиляторы теперь работают на оптимальной скорости, основанной на фактической температуре в камере.

Проект позволил сэкономить 200 МВт*ч электроэнергии в год с окупаемостью инвестиций в 3,8 года.

«Сокращая потребление электроэнергии и выбросы углекислого газа, проект продемонстрировал нашим сотрудникам и нашим клиентам, что Montague стремится быть ответственным и  устойчивым бизнесом.»

Гленн Эдвардс, Управляющий Холодными Складами Montague

Переменная скорость вращения вентиляторов воздухоохладителя
Рисунок 2: Аммиачный воздухоохладитель в холодильной камере холодильного склада Montague
Переменная скорость вращения вентиляторов воздухоохладителя
Рисунок 3: VSD для управления скоростью вентиляторов воздухоохладителей

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