Меню

Энергосберегающие холодильные установки это

Энергосберегающие решения в установках охлаждения жидкости

Автор: Виктор Велюханов (генеральный директор ГК «Фригодизайн»), Константин Коптелов (к.т.н, главный инженер, ГК «Фригодизайн»)

В этой статье мы расскажем о некоторых энергосберегающих решениях в установках охлаждения жидкости, которые были реализованы специалистами ГК «Фригодизайн» на ведущих российских фармацевтических и биотехнологических предприятиях. Приведем основные технические характеристики и фотографии установок охлаждения жидкости, гидромодулей и насосных агрегатов.

В широком спектре холодильного оборудования, выпускаемого ГК «Фригодизайн», установки охлаждения жидкости, гидромодули и насосные агрегаты составляют не менее трети оборота компании. Эти установки у нас заказывают такие известные торговые и производственные компании как АО «Фармстандарт-Лексредства», ОАО «Биосинтез», ОАО «Марбиофарм», «Московский завод Кристалл», «Золотая семечка», Mr.Ricco, Danon и ряд других крупных промышленных производств, о которых более подробно можно узнать на сайте нашей компании в разделе «Выполненные проекты».

Использование в конструкции промышленных установок охлаждения жидкости как известных, так и инновационных технических решений позволяет нам производить холодильное оборудование, потребляющее необходимый минимум электроэнергии и обладающее высокой энергоэффективностью.

Установки охлаждения жидкости на поршневых и винтовых компрессорах мы, как правило, оснащаем частотными приводами, что обеспечивает годовую экономию электроэнергии до 25% за счет значительного снижения пусковых токов и количества пусков компрессоров, а также за счет более точного согласования их производительности с текущей нагрузкой. Это исключает перерасход электроэнергии при их пуске и во время работы.

Плавное регулирование холодопроизводительности с помощью частотных приводов позволяет исключить колебания температуры промежуточного теплоносителя при пуске и остановке компрессоров и, таким образом, увеличить точность регулирования температуры потребителя холода. Комбинация плавного регулирования холодопроизводительности совместно со ступенчатым регулированием, объединяет преимущества двух методов и часто используется компанией «Фригодизайн» в многокомпрессорных установках охлаждения жидкости.

Если такие установки выполняются на спиральных или винтовых компрессорах, то они оснащаются экономайзером, который позволяет увеличить их энергетическую эффективность и получить экономию электроэнергии до 30% по сравнению с их аналогами без экономайзера. Эта экономия достигается за счет переохлаждения жидкого хладагента в экономайзере и снижения затрат энергии на сжатие газа внутри компрессора.

В конструкции энергосберегающих установок охлаждения жидкостей мы предлагаем использовать запатентованную нами схему холодильного контура, которая обеспечивает экономию электроэнергии до 50% в холодное время года по сравнению с аналогами, выполненными по обычной схеме за счет использования низкой температуры окружающего воздуха. Экономия электроэнергии достигается за счет обеспечения минимально возможного давления конденсации и максимально возможного переохлаждения жидкого хладагента на выходе из конденсатора. Энергосберегающие чиллеры мы оснащаем специальным всасывающим коллектором со встроенным переохладителем жидкости запатентованной конструкции, который обеспечивает экономию электроэнергии до 10% по сравнению с их обычными аналогами. Экономия электроэнергии зависит от условий эксплуатации и растет с повышением температуры окружающего воздуха.

Использование в установках охлаждения жидкости воздушных конденсаторов с адиабатической системой охлаждения воздуха позволяет в жаркое время экономить до 35% электроэнергии по сравнению с применением обычных воздушных конденсаторов. Экономия электроэнергии достигается за счет увлажнения воздуха на входе в конденсатор, что приводит к снижению его температуры, следовательно, к снижению давления конденсации и, как следствие, к снижению потребляемой мощности компрессора.

Для экономии электроэнергии в холодное время года к установкам охлаждения жидкости мы предлагаем дополнительную опцию — сухую градирню (драйкулер), которая будет охлаждать хладоноситель в холодное время года одновременно с холодильной установкой, а при снижении температуры окружающего воздуха до определенного минимума драйкулер будет охлаждать хладоноситель вместо нее. Экономия электроэнергии в холодный период в зависимости от температуры окружающего воздуха может достигать 70%, поскольку вентиляторы драйкулера потребляют на порядок меньше электроэнергии, чем компрессоры холодильной установки.

Под конкретных заказчиков специалисты «Фригодизайн» комплектуют установки охлаждения жидкости специальными насосными агрегатами, состоящими из теплообменника-рекуператора, теплоизолированного бака, насоса и автоматики. Такой насосный агрегат позволяет получать горячую воду или другой хладоноситель за счет частичной утилизации тепла, выделяемого холодильной установкой при работе.

В зависимости от необходимой температуры горячей воды или теплоносителя можно утилизировать от 5 до 15% всего тепла, выделяемого холодильной установкой. Для утилизации 100% тепла холодильная установка должна быть укомплектована конденсатором с жидкостным охлаждением. Подогретый в рекуператоре или конденсаторе теплоноситель может использоваться для бытовых нужд, мойки технологического оборудования или отопления помещений в холодное время года.

Все холодильные установки, выпускаемые ГК «Фригодизайн», в т.ч. установки охлаждения жидкости, проходят входной контроль и настройку, которые включают в себя:

  • контроль качества сборки установки;
  • испытания установки на герметичность;
  • комплексную проверку всех электрических цепей управления в сборе со шкафом управления;
  • настройку всех приборов управления;
  • программирование микропроцессорных блоков управления;
  • контроль срабатывания приборов автоматической защиты.

В результате заказчик получает полностью проверенную, настроенную и испытанную установку охлаждения жидкости.

Международный биотехнологический центр «Генериум», пос. Вольгинский, Владимирская обл.

МБЦ «Генериум» является единственным в России научно-исследовательским биотехнологическим центром мирового уровня с инновационным производством генно-инженерных препаратов для лечения гемофилии, туберкулеза, рассеянного склероза, онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний. Для этого предприятия специалистами компании «Фригодизайн» была изготовлена резервная (аварийная) система холодоснабжения для пяти действующих контуров системы холодоснабжения технологических процессов, а также выполнен ее монтаж и пуско-наладка.

Читайте также:  Проектирование холодильных установок и кондиционирование воздуха

Холодильная установка на винтовом компрессоре J&E Hall с плавным регулированием холодопроизводительности в диапазоне от 37 до 160 кВт и гидромодулем обеспечивает охлаждение 40% раствора этиленгликоля в диапазоне температур от +7ºС до -14ºС. Расход хладоносителя 32 м³/ч, напор 45 м. Частотный привод насоса позволяет плавно регулировать необходимый расход и напор для каждого из пяти контуров охлаждения. Холодильная машина предназначена для установки на открытой площадке и способна работать при температурах от окружающего воздуха от -35ºС до +35ºС.

Установка охлаждения жидкости для МБЦ «Генериум» перед отгрузкой с производства «Фригодизайн»

Кроме этой установки для МБЦ «Генериум» нами была изготовлена также энергосберегающая установка охлаждения жидкости на трех спиральных компрессорах Copeland с экономайзером для охлаждения жидкости (-18°С на выходе) холодопроизводительностью 78 кВт с гидромодулем на четырех насосах и аккумулирующим баком на 1000 л.

ОАО «Биосинтез», г.Пенза

ОАО «Биосинтез», одно из ведущих предприятий РФ по выпуску антибиотиков, осуществляет большие инвестиции в программу внедрения международных стандартов производства лекарственных средств и модернизацию собственного производства. В условиях импортозамещания руководство предприятия считает модернизацию производства ключевым направлением в повышении конкурентноспособности своего предприятия на фармацевтическом рынке. Компания «Фригодизайн» внесла свой весомый вклад в эту программу, изготовив пять энергосберегающих холодильных установок на винтовых компрессорах J&E Hall с экономайзером для жидкостного охлаждения технологического оборудования производства биопрепаратов: три машины холодопроизводительностью 95 кВт каждая и две холодильных машины холодопроизводительностью 74 кВт. Температуры раствора пропиленгликоля на входе/выходе из испарителя -5°С/-10°С, температура окружающей среды +35°С.

Каждая установка работает на свой выносной конденсатор воздушного охлаждения CROCCO. При этом для каждой установки в качестве энергосберегающей опции был изготовлен гидромодуль с частотным приводом.

Одна из пяти установок охлаждения жидкости и гидромодуль «Фригодизайн» на месте монтажа в ОАО «Биосинтез»

Чиллер с гидромодулем в защитном кожухе для охлаждения станка в ОАО «Биосинтез»

Кроме того для этого предприятия был изготовлен чиллер с гидромодулем и пластиковым баком на 500 л на единой раме для охлаждения станка в защитном кожухе. Холодопроизводительность чиллера с компрессором Bock составиляет 15 кВт. В установке использован хладагент R 134a.

ОАО «Фармстандарт-Лексредства», г.Курск

Российская фармацевтическая компания ОАО «Фармстандарт–Лексредства», занимающаяся разработкой и дистрибьюцией современных лекарственных препаратов и входящая в пятерку крупнейших в России производителей медикаментов, уже несколько лет заказывает у ГК «Фригодизайн» холодильное оборудование. Специалистами «Фригодизайн» были изготовлены четыре энергосберегающие холодильные машины с конденсатором водяного охлаждения на винтовых промышленных компрессорах J&E Hall с экономайзером для охлаждения водного раствора CaCl2 до температуры -5°С суммарной холодопроизводительностью 2,0 МВт. Этот раствор CaCl2 используется для охлаждения технологического оборудования при производстве лекарственных препаратов. Суммарная потребляемая мощность электродвигателей компрессоров на расчетном режиме 417 кВт. Вместе с холодильными установками были изготовлены и поставлены два насосных агрегата для обеспечения циркуляции водного раствора СaCl2 в системе охлаждения технологических аппаратов: один агрегат с расходом 150 м 3 /ч и напором 60 м, второй агрегат с расходом 60 м 3 /ч и напором 25 м.

По требованию заказчика установка для охлаждения жидкости была выполнена с отдельно стоящим шкафом управления. Управление системой холодоснабжения обеспечивает ступенчатое включение насосов и холодильных машин в зависимости от нагрузки и плавное регулирование производительности компрессоров от 25 до 100%.

Энергосберегающие холодильные машины не только обеспечили стабильную температуру промежуточного хладоносителя и 30% резерва по холоду, но также и экономию электроэнергии около 774 000 кВт*час, т.е. около 1 888 000 руб. в год на одну машину (по отношению к старым машинам) и снижение затрат на их эксплуатацию.

Четыре установки охлаждения жидкости «Фригодизайн» на компрессорах J&E Hall для ОАО «Фармстандарт» на месте монтажа

Один из насосных агрегатов «Фригодизайн» на ОАО «Фармстандарт»

Научно-исследовательский биотехнологический центр ОАО «Марбиофарм», г.Йошкар-Ола

Это предприятие фармацевтического комплекса России является ведущим предприятием по производству аскорбиновой кислоты, сорбита, витаминов, биологически активных добавок и готовых лекарственных препаратов.

Для данного предприятия ГК «Фригодизайн» изготовлена холодильная установка на базе поршневого компрессора немецкой фирмы Bock с гидромодулем для охлаждения 40% водного раствора этиленгликоля с выносным конденсатором воздушного охлаждения фирмы CROCCO, а также выполнен монтаж и пусконаладка оборудования. Холодопроизводительность установки 43,4 кВт при следующих условиях: вход/выход хладоносителя -10ºС/-15ºС. Электродвигатели холодильного компрессора и насосов гидромодуля имеют привод от частотного преобразователя, за счет чего достигается суммарная годовая экономия электроэнергии до 25%. Охлажденный раствор этиленгликоля используется в технологическом цикле фармацевтического производства.

Установка охлаждения раствора этиленгликоля и гидромодуль, изготовленные ГК «Фригодизайн» для ОАО «Марбиофарм»

ОАО «Химфармзавод», г.Усолье-Сибирское, Иркутская обл.

В настоящее время главным видом деятельности этого предприятия является производство синтетических фармацевтических субстанций — основы для изготовления таблеток и инъекций. Кроме того, завод имеет разрешение на производство лекарственных субстанций и изготовление готовых лекарственных средств, из которых порядка десяти относятся к сильнодействующим. При этом некоторые виды субстанций в границах СНГ производятся заводом монопольно. Доля отечественного рынка, занимаемая предприятием, превысила 11%.

По техническому заданию этого предприятия компания «Фригодизайн» изготовила установку охлаждения раствора этиленгликоля с температурами входа/выхода -12°С/-17°С, предназначенного для охлаждения технологического оборудования фармацевтического производства. Холодильная установка была изготовлена на двухвинтовых компрессорах J&E Hall с экономайзером холодопроизводительностью 324 кВт с выносным конденсатором воздушного охлаждения и была дополнена энергосберегающей опцией — в состав холодильной установки была введена сухая градирня (драйкулер), которая использовалась для охлаждения раствора этиленгликоля в холодное время года. Установка была оснащена системой компьютерного мониторинга.

Читайте также:  Циклы компрессионных холодильных установок

Установка охлаждения этиленгликоля на компрессорах J&E Hall, изготовленная компанией «Фригодизайн» для ОАО «Химфармзавод»

ОАО «Синтез» (ОАО «Акционерное Курганское общество медицинских препаратов и изделий «Синтез»), г.Курган

ОАО «Синтез» является одним из крупнейших предприятий формацевтической отрасли России и лидером рынка российских антибиотиков. По объему производства входит в первую десятку предприятий отечественной фарминдустрии. Значительную часть выпускаемой продукции комбината составляют препараты для лечения глаз, спреи, мази и гели. Для данного предприятия компанией «Фригодизайн» изготовлены две установки охлаждения этиленгликоля, который используется для охлаждения технологического оборудования в производстве лекарственных препаратов.

Первая энергосберегающая холодильная машина на двух винтовых компрессорах J&E Hall с экономайзером имела суммарную холодопроизводительность 420 кВт при температуре раствора этиленгликоля на входе/выходе -7°С/-12°С и температуре окружающей среды +35°С.

Вторая холодильная установка была изготовлена также на двух винтовых компрессорах J&E Hall с экономайзером суммарной холодопроизводительностью 600 кВт при температуре воды на входе/выходе +12°С/+7°С и температуре окружающей среды +35°С.

В установках использовали двухконтурные кожухотрубные испарители, выносные конденсаторы воздушного охлаждения и воздушные маслоохладители итальянской фирмы CROCCO.

Установки комплектовались несколькими насосными агрегатами со следующими характеристиками: первый агрегат — четыре параллельных насоса по 120 м 3 /ч с напором 30 м; второй агрегат — четыре насоса по 92,4 м 3 /ч с напором 30 м и третий агрегат — два насоса по 26,4 м 3 /ч с напором 30 м.

Сборка установок охлаждения жидкостей на компрессорах J&E Hall и гидромодулей на производственном участке «Фригодизайн»

Получить более подробную информацию об энергосберегающих решениях и возможности их конкретного применения в том или ином случае можно получить у специалистов в офисе компании «Фригодизайн», а познакомиться с объектами, где установлено энергосберегающее оборудование нашей компании можно на сайте www.frigodesign.ru.

Автор: Виктор Велюханов (генеральный директор ГК «Фригодизайн»), Константин Коптелов (к.т.н, главный инженер, ГК «Фригодизайн»)

источник

Энергосбережение в холодильной технике

В статье рассматриваются современные проблемы применения энергосберегающего холодильного оборудования на российских предприятиях.

В последнее время на телевидении, по радио и в прессе все чаще поднимаются вопросы энергосбережения. В прошлом году правительство приняло федеральный закон №261-Ф3 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». В этом году резко выросли тарифы на электроэнергию для предприятий.

А как это повлияло на рынок холодильного оборудования?

А никак. Большинство покупателей холодильного оборудования уверены, что все это относится только к энергосберегающим лампочкам.

Ну что нового можно придумать в холодильной технике в плане энергосбережения?

Все уже давно придумано и все известно специалистам. Любой высококвалифицированный специалист по холодильной технике с ходу назовет больше десятка способов повышения энергоэффективности холодильной машины. Но это — теория, а на практике большинство эксплуатируемого и предлагаемого на рынке холодильного оборудования имеет самую простейшую схему и самые дешевые комплектующие без каких-либо энергосберегающих излишеств.

Ответ лежит на поверхности. Это дикий рынок диктует нам свои правила, а инициатором и заложником данной ситуации являются сами покупатели.

Как обычно происходит выбор оборудования покупателем?

Покупатель объявляет условия тендера на поставку холодильного оборудования поставщикам. Условия тендера обычно очень приблизительные и не содержат конкретных требований к оборудованию. Об энергосбережении там речь как правило вообще не идет, так как покупатель сам не знает, нужно ему это или нет. Для него самое важное — это цена оборудования. В тендере обычно принимает участие несколько поставщиков. Получив предложения от поставщиков, покупатель выбирает тех из них, предложения которых его устраивают, и начинает опускать цену до тех пор пока не останется один поставщик, согласный на самую низкую цену. По этой причине поставщики, чтобы больше заработать, заинтересованы закупать оборудование у того производителя, который дает самую низкую цену.

Для того, чтобы быть конкурентоспособными и удержаться на рынке производители вынуждены минимизировать стоимость комплектующих и стоимость сборки. Они не могут работать себе в убыток, а это означает необходимость минимизировать теплообменники в ущерб их эффективности, использовать дешевые, но неэффективные компрессоры, использовать простейшие схемы, автоматику и приборы без учета энергосбережения. По этой же причине из-за границы везут самое дешевое оборудование, иначе его не продать и не заработать. В итоге покупатель получает самое дешевое оборудование, которое в первый год эксплуатации «съедает» электроэнергии на сумму более 30% от своей стоимости.

С каждым годом оно требует все больше вложений, так как тарифы постоянно растут. Покупатель думает, что он сэкономил, а на самом деле значительно потерял. Покупатель зачастую даже не понимает, что он потерял, так как у него нет выделенного счетчика электроэнергии для холодильного оборудования. При этом холодильное оборудование является самым энергоемким на предприятиях оборудованием. Кроме того, холодильные установки выделяют тепла значительно больше, чем производят холода. И все это тепло от огромного числа эксплуатируемых холодильных установок выбрасывается в атмосферу, хотя его можно было бы использовать для отопления, горячего водоснабжения и в других целях.

Читайте также:  Демонтаж оборудования холодильной установки

В итоге всеобщая жажда наживы приводит к огромным потерям электроэнергии и тепла в масштабах страны, сжиганию огромного количества топлива на электростанциях, губительным для природы и экологии всей планеты выбросам в атмосферу и климатическим изменениям. Заработанные таким образом деньги нашим детям и внукам не пригодятся, потому что не останется ни природных ресурсов, ни чистого воздуха.

Однако существует альтернатива. На данный момент известны десятки способов повышения эффективности холодильных машин, снижения их энергопотребления и утилизации тепла. Некоторые из них широко применяются на практике в больших холодильных системах, некоторые применяется редко, а некоторые не применяются вообще. Не претендуя на полный список, приведем основную часть из них:

22. Плавное регулирование производительности компрессоров с помощью частотно-регулируемого привода.

23. Поддержание оптимального давления кипения и/или конденсации с помощью частотно-регулируемого привода вентиляторов.

Применение высокоэффективных компрессоров и теплообменников, а также энергосберегающих технических решений может снизить энергопотребление до 50%, а в некоторых случаях даже больше по сравнению с ныне эксплуатируемыми установками. Кроме того, с помощью тепловых насосов можно утилизировать и использовать для отопления и других нужд до 100% тепла, выделяемого холодильными машинами.
Так почему же вышеперечисленные способы до сих пор не находят широкого применения на практике?
А дело как всегда в деньгах. Энергосберегающее холодильное оборудование не может стоить столько же или дешевле обычного. Высокоэффективные компрессоры и теплообменники стоят дороже обычных, применение энергосберегающих технических решений усложняет конструкцию холодильной машины, требует применения дополнительных теплообменников, средств автоматизации и современных электронных устройств, увеличивает затраты на проектирование и конструирование холодильных машин.
Однако рынок всегда диктует свои условия. Поставщики холодильного оборудования ориентированы на максимальную прибыль, т.е. они заинтересованы в покупке по минимальной цене и продаже по максимальной.
Большинство покупателей холодильного оборудования ориентированы на минимальную цену, поскольку не хотят вникать в расчеты экономии энергии и сроков окупаемости, не желают платить за энергосбережение, даже при том, что это принесет значительную экономию в будущем. Ведь платить за оборудование надо сейчас, а вернутся затраченные деньги только через год (при годовой окупаемости) и только через год начнется экономия.

В сложившейся ситуации производители не могут продавать энергосберегающее холодильное оборудование себе в убыток. Круг замкнулся: нет спроса – нет предложения. Но, несмотря на сложившуюся ситуацию на рынке, мы, «ФРИГОДИЗАЙН», уже более четырех лет проектируем, производим и продаем энергосберегающее холодильное оборудование. Хотя, точнее было бы сказать — внедряем его на рынок, потому что этот процесс требует больших усилий. За четыре года мы проработали большое количество энергосберегающих технических решений, накопили большой опыт и нашли пути внедрения энергосберегающего холодильного оборудования.

Для каждой конкретной технической задачи мы выполняем технико-экономические расчеты с целью поиска оптимальных с точки зрения стоимости оборудования и экономии электроэнергии технических решений. Такие компромиссные технические решения позволяют предложить заказчику энергосберегающее холодильное оборудование по цене обычного, что является решающим фактором для заказчика, а значит и для успешной реализации проекта. Однако при таком подходе очень сложно получить экономию энергии более 10-20%.

Для получения экономии энергии более 20% требуется применять более дорогие способы повышения эффективности холодильных машин или несколько способов одновременно, что увеличивает стоимость холодильной машины и для заказчика покупка холодильной машины превращается в инвестирование в энергосбережение. В этом случае мы выполняем для заказчика расчет срока окупаемости инвестиций в энергосбережение. К сожалению, в настоящее время очень мало заказчиков, готовых инвестировать в энергосбережение, и большинство из них не имеют на это средств.

Значительно чаще складывается ситуация, когда заказчику приходится инвестировать в энергосбережение из-за сложившейся безвыходной ситуации: нет у заказчика необходимой электрической мощности и получить ее невозможно, а холодильных мощностей не хватает. Решение таких задач – это основная наша работа. Пример решения такой технической задачи на Каменск-Уральском молокозаводе приведен ниже. Проблема утилизации холода окружающего воздуха и утилизации тепла холодильных машин еще сложнее, без инвестиций здесь вообще ничего сделать невозможно. Для утилизации холода или тепла требуются теплообменники, насосы, накопительные емкости, арматура, автоматика, электронные контроллеры и тепловые насосы. Утилизация холода и частичная утилизация тепла холодильных машин (до 15%) обычно стоит сравнительно недорого и имеет срок окупаемости не более одного года.
Полная утилизация тепла холодильных машин (до 100%) требует применения тепловых насосов, стоит дорого и имеет длительные сроки окупаемости. Задачу внедрения тепловых насосов очень трудно решить без вмешательства государства.

Во всех странах, где тепловые насосы получили широкое распространение, произошло это благодаря государственной политике, стимулирующей производство и широкое применение тепловых насосов. Для этого используются налоговые льготы, беспроцентное кредитование и другие методы стимулирования. Для нас основной проблемой в развитии этого направления является отсутствие заказчиков, готовых инвестировать в энергосбережение.

источник