Холодильні системи, схема якої показана на рис.3.8, споживають велику частину електроенергії в різних галузях промисловості. Більшість холодильних установок працює на основі стандартного циклу випару компресії, як це показано на рисунку. Значної економії енергії можна досягти шляхом поліпшення конструкції, експлуатації й обслуговування холодильних установок.
Навантаження холодильників складається із декількох складових:
- втрати при передачі;
- втрати на вентиляцію, або пропускання повітря;
- внутрішні джерела тепла (освітлення, вентилятори, насоси, пристрої розморожування, люди в холодильній камері, вантажівки, і т.д.);
- охолодження товарів від початкової високої температури до кінцевої низької.
На рис. 3.9 показана схема холодильної системи і напрямки основних втрат енергії.
Рисунок 3.8 – Схема простою одноступінчатої холодильної системи
1 – компресор; 2 – конденсатор; 3 – розширювальний клапан; 4 – випарник; 5 – насос чи вентилятор для охолодження конденсатора; 6 – насос чи вентилятор для холодної сторони
Рисунок 3.9 Схема холодильної системи і напрямки основних втрат.
1- компресор; 2- конденсатор з повітряним охолодженням; 3- випарник; 4- втрати через протікання повітря; 5- втрати через теплопередачу; 6- втрати через наявність джерел тепла усередині холодильної камери.
Аналізуючи навантаження холодильного устаткування, можна знизити споживання енергії в холодильній установці. В першу чергу - це типові маловитратні заходи (наприклад, зменшення часу, протягом якого відкриті двері в холодильній камері). Типові можливості для економії найчастіше зв'язані зі стратегією керування. Дуже важливо уникати роботи при частковому завантаженні.
Часто можна локалізувати деяку економію на "гарячій стороні" холодильної машини, тобто біля конденсатора. Іноді можна зменшити температуру конденсації за рахунок поліпшення теплопередачі (наприклад, на практиці часто зустрічаються сильно засмічені чи заржавілі форсунки випарника). На кожному градусі, на якому ми знижуємо температуру конденсатора, ми заощаджуємо 2 - 5 % енергії.
Типові можливості для економії енергії:
- уникати навантаження (чи принаймні зменшувати його), яке створюється за рахунок охолодження, чи переохолодження без технологічної необхідності заморожування;
- зменшувати холодильне навантаження шляхом поліпшення термоізоляції холодильних камер і зменшення їхньої внутрішньої вентиляції;
- підвищувати ефективність шляхом збільшення рівня температури на холодній стороні і зниження рівня температури на гарячій стороні. (кожний градус такої зміни приведе до зниження загального споживання енергії на 2 - 5 %);
- поліпшувати розмороження системи (ефективність обмерзлого випарника вкрай низка);
- уникати відкритих дверей і прорізів, а також інших витоків у холодильних камерах; якщо за технологією двері та прорізи неминучі, то час, протягом якого вони відкриті, повинен бути зведений до мінімуму; де тільки можливо, потрібно використовувати автоматичні двері чи хоча б теплоізолюючі завіси; оптимізувати транспортні потоки через холодильну камеру( рисунок 3.10 характеризує втрати через відкритий дверний проріз);
- продуктивність холодильних машин повинна мати автоматичне керування (наприклад, за допомогою термостата, особливо, у випадку, якщо навантаження змінне);
- зменшувати теплові втрати в мережі передачі хладогента за рахунок поліпшення термоізоляції;
- зменшувати кількість тепла, що віддається в холодильній камері різними об'єктами - насосами, освітленням, присутніми там людьми і т.д; освітлення в холодильній камері повинне бути виключено, і краще застосовувати "холодні" джерела світла, наприклад, люмінесцентні лампи.
Різниця температур зовні й усередині камери, ºС
Рисунок 3.10 - Втрати енергії через відкритий дверний проріз 2хЗ м з холодильної чи морозильної камери при різних значеннях різниці температури зовні й усередині камери
- перевіряти, щоб теплопередача на випарнику і на конденсаторі була якнайкращої (тобто перевіряти, чи гарний до них доступ повітря, чи немає намерзання) (якщо це можливо, уникати роботи компресорів у напівнавантаженому стані(особливо це стосується гвинтових компресорів);
- у випадку, якщо тиск у конденсаторі контролюється термостатом, необхідно переконатися, що він не зафіксований на рівні високого тиску(при необхідності зменшити встановлене значення);
- у випадку низькотемпературних систем на основі аміаку, необхідно перевірити повітряно-вентиляційну систему конденсатора.
Крім того, холодильна система повинна бути включена в сферу інтересів загального енергетичного менеджменту на підприємстві. Рекомендується оснастити холодильну систему постійно діючим вимірювальним устаткуванням.
