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.
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.
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
| Наименование | Оценочная 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) |
| 370,000 | 80,000 | 290,000 | 43,500 | 48,000–113,000 | 1.1–2.6 |
- Оборудование в этом примере включает в себя 10 VSD (по 4 кВт каждый), экранированные кабели, электрическую проводку и шкаф для VSD.
- 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 |
| 200 | 18,000 | 0 | 18,000 | 70,000 | 3.8 | 192 |
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
Источник: NSW Department of Planning, Industry and Environment environment.nsw.gov.au
