+7 (495) 009-02-42

Универсальный метод оценки энергетической эффективности холодильных систем

Каталог продукции


Энергоэффективность холодильного оборудования актуальна как для крупных производств, так и для не больших магазинов. Эффективная работа холодильного оборудования снижает затраты на производство и как следствие снижает стоимость конечного продукта. Чтобы разработать действенный план оптимизации, нужна объективная оценка энергоэффективности холодильных установок.

Что такое энергетическая эффективность холодильных систем

Определение энергоэффективности выходит за рамки обычной экономии, сокращения расходов, иногда в ущерб качеству. Основной целью является рациональное использование ресурсов: снижение затрат одновременно с улучшением продуктивности.

В понятие входит энергоемкость — доля электрической энергии в общей себестоимости товара или услуги. Ее снижение уменьшает цену, благодаря чему можно либо увеличить выгоду, либо привлечь больше покупателей выгодными предложениями.

Уровень энергетической эффективности также характеризуется классом. В расчете параметра учитываются:

  • уровень потребления электричества;
  • режим эксплуатации;
  • диапазон температур;
  • климатический класс;
  • объем или масса охлаждаемого объекта и прочие показатели.

Понятие класса опирается на индекс энергоэффективности. Он обозначается буквами латинского алфавита, где А++ означает максимальную экономию электроэнергии (от 60% и выше в год), G показывает избыток годовых затрат (более чем на 50%).

Для холодильной машины определяющим признаком энергоэффективности является отношение холодопроизводительности к количеству затраченной на выработку холода электрической энергии.

Холодопроизводительность равна количеству тепла, отведенного за час от килограмма охлаждаемого тела, и характеризуется следующими факторами:

  • теплофизические свойства и температурный график рабочего вещества;
  • схема цикла;
  • мощность и управляемость компрессоров;
  • характеристики теплообменников;
  • размеры и частота загрузки охлаждаемого объема;
  • параметры ограждающих конструкций;
  • возможности системы автоматизации процессов.

Зависимость от параметров внешней среды, климатических особенностей региона, погоды добавляет в расчеты сезонность.

Проконтролировать все данные легче всего на этапе проектирования. Но есть способы оценить и усовершенствовать уже установленное оборудование.

Методы оценки энергетической эффективности холодильных систем

В основе работы холодильного цикла стоят законы и принципы термодинамики. Способы анализа также опираются на термодинамические процессы.

Системы изучаются целиком или по частям. Выводы делаются на базе данных, добытых эмпирическим образом, расчетом по уже известным показателям или расчетно-эмпирическим путем — вычисление показаний на основе работы аналогичных приборов. Имеющиеся цифры служат для составления энергетического, эксергетического или материального баланса.

К универсальным методам оценки энергетической эффективности холодильных систем относятся:

  • Термодинамический анализ. Изыскания проводятся в два этапа:

    — В первом собираются необходимые сведения для расчета системы или отдельного ее элемента.

    — Второй заключается в составлении и решении уравнений второго закона термодинамики, законов сохранения материи, закона сохранения энергии в частном виде первого закона термодинамики и эксергетического баланса.

    Таким путем определяются абсолютные и относительные термодинамические величины. Первые описывают потери, вторые — степень термодинамического совершенства. Анализ данных показывает течение процессов на разных участках системы, в цикле в целом и при взаимодействии с внешней средой.

  • Метод циклов. Основан на поэтапном переходе от идеального обратимого цикла-образца холодильной машины к реальному. В схему по очереди вводятся обратимые процессы, максимально приближенные к реальным условиям.
  • Эксергетический метод. Заключается в сравнении фактически произведенной работы с эксергией — с количеством энергии, потраченной с пользой. Чем меньше разница между расчетной эксергией и практическими энергетическими показателями, тем совершеннее процесс.

Для определения энергоэффективности рассчитывается эксергетический КПД исследуемого аппарата. Показатель равен отношению реально полученной полезной работы максимальному количеству, которое можно извлечь из процесса.

КПД вычисляют вычитанием из 100% потерь в каждом элементе холодильной машины. Рассматривают динамику изменений в зависимости от параметров работы разных агрегатов. На основании графиков оценивают эффективность и разрабатывают решения по модернизации.

  • Энтропийный метод. Система исследования схожа с эксергетическим методом. Основой служат два закона термодинамики. В холодильном цикле обнаруживают источники необратимости и рассчитывают потери при протекании различных процессов.
  • Пинч-анализ. Применяется на начальном этапе проектирования для эффективности теплообменников. Метод строится на графической основе. Итог дает четкое направление разработке или усовершенствованию уже работающих приборов. Благодаря фиксированной картине можно проконтролировать весь путь процесса, не допуская отклонений, увеличения потребления электроэнергии и потерь.
  • Эксергоэкономический анализ. Дает оптимальную информацию по энергоэффективности холодильной установки на начальной стадии, фактически оценивая полезность и стоимость агрегата. Демонстрирует влияние эксергии на экономические показатели, исключая чисто механические потери, которые не имеют отношения к потребляемой приборами энергии.

При необходимости методы комбинируют.

Современные технологии позволяют создавать для исследований правдоподобные модели холодильных машин. Это существенно сокращает затраты при оборудовании и эксплуатации производства.

Типовые операции оценки энергетической эффективности холодильных систем

В порядок экспертизы эффективности системы холодоснабжения входят обязательные стандартные операции:

  • расчет идеального течения процессов;
  • проверка и подбор оптимального режима работы компрессорной группы;
  • оценка конструктивных особенностей и действия теплообменных аппаратов;
  • исследование физических характеристик ограждающих конструкций;
  • анализ теплофизических характеристик рабочего вещества;
  • диагностика системы автоматизации;
  • ревизия технологических циклов охлаждения и хранения продукции;
  • аналитика полученной информации, вычисление степени термодинамического совершенства системы;
  • разработка порядка оптимизации.

Для чего производить оценку энергетической эффективности холодильных систем?

Между термодинамическим и экономическим совершенством холодильного цикла нет прямой зависимости. Идеальные термодинамические показатели не гарантируют наилучшие экономические результаты. Задача оценки энергоэффективности холодильной системы в том, чтобы найти оптимальное сочетание.

Энергоэффективность лежит в основе международных трендов зашиты природы. Все страны мира постепенно подключаются к экологическим программам, принимают законы для сохранения окружающей среды, вводят штрафы или преференции. Это меняет правила ведения бизнеса, вынуждает по-другому планировать и осуществлять деятельность.

С 2005 года Российская Федерация поддерживает Киотский протокол, принимает положенные поправки, выполняет обязательства. В 2014 году Россия присоединилась к Венской конвенции и Монреальскому протоколу, регулирующим выбор рабочих веществ для холодильных установок. 1 января 2019 году в стране вступила в силу Кигалийская поправка к Монреальскому протоколу, которая накладывает ограничения на торговлю с государствами, не входящими в список лояльных.

Оценку процессов холодильного цикла производят также с точки зрения энергосбережения и возможности использовать выбрасываемое тепло как источник вторичной энергии. Например, перенаправить на отопление помещений, предварительный подогрев уличного воздуха или создание тепловой подушки в грунте под морозильными камерами.

Для чего надо повышать энергетическую эффективность холодильных систем?

На работу холодильного оборудования на предприятиях и в хозяйствах уходит половина всей затраченной электроэнергии. Для мясных производств и магазинов уровень потребления доходит до 80% от общих издержек.

Энергоэффективное оборудование как правило сложнее и дороже, чем аналогичные агрегаты. Оно включает больше элементов и требует профессионального обслуживания. Но быстро окупается за счет постоянной экономии электрической энергии.

Установка изначально эффективных или модернизация уже работающих холодильных агрегатов позволяет добиться максимальной выгоды при минимально возможных расходах. Дальновидный расчет и подбор холодильной системы одновременно с уменьшением затрат повышает производительность.

Компания OMEX занимается разработкой и производством холодильных агрегатов для промышленных, сельскохозяйственных, и торговых предприятий. Инженеры создают индивидуальные проекты с использованием новых технологий позволяющих существенно сократить расходы на электроэнергию.

Позвоните по номеру телефона +7 (495) 009-02-42 или заполните форму обратной связи на сайте, чтобы получить подробную профессиональную консультацию, узнать цену оборудования.

 

Узнать стоимость Заказать звонок

 

Узнать стоимость
оборудования и услуг









    Нажимая на кнопку «Отправить» я подтверждаю, что ознакомлен(а) и согласен(на) с условиями предоставления и обработки моих персональных данных и даю согласие на обработку персональных данных.

    Обратный звонок






      Нажимая на кнопку «Отправить» я подтверждаю, что ознакомлен(а) и согласен(на) с условиями предоставления и обработки моих персональных данных и даю согласие на обработку персональных данных.