Энергосберегающие холодильные машины - сплит системы для холодильных камер и складов

Эффективность холодильных машин. Для получения максимальной энергоэффективности при отрицательных температурах окружающего воздуха используется запатентованная энергосберегающая схема холодильной машины (патент №138287). Принцип работы этой холодильной машины основан на максимально возможном использовании атмосферной энергии окружающего холодного воздуха для экономии электроэнергии потребляемой компрессором. Такая схема позволяет использовать холодный природный воздух как бесплатный ресурс, и чем ниже температура воздуха на улице, тем больше ее энергоэффективность по сравнению с аналогичным оборудованием. Это позволяет в холодный период года экономить до 50% электроэнергии потребляемой компрессором.

Применение в схеме холодильной машины на трубопроводах, которые соединяют между собой холодильный агрегат и воздухоохладитель специального рекуперативного теплообменника (патент №132879), дает возможность снизить потребление электроэнергии на 10%..15%. Машины в которых используются два и более компрессоров, комплектуются всасывающим коллектором специальной конструкции со встроенным переохладителем жидкости (патент на конструкцию №139565). Такой коллектор позволяет значительно увеличить защиту компрессоров от возможных гидроударов при тяжелых режимах эксплуатации и снижает энергопотребление машины на 15%…20%.

Сплит системы в которых используются спиральные компрессоры Copeland серии ZF EVI максимально используют все преимущества инновационного технического решения, которое применяет сжатие газа в компрессоре с промежуточным охлаждением и переохлаждение жидкости в экономайзере. Фактически сжатие газа происходит в одной ступени с промежуточным охлаждением, что снижает дополнительные потери, которые присутствуют в системах с двумя компрессорами или двумя ступенями сжатия в одном компрессоре. Использование такого решение стало инновацией в технологии спиральных компрессоров холодильных машин, и ранее использовалась лишь на винтовых компрессорах.

Спиральные компрессоры серии ZF EVI характеризуются отсутствием впрыска жидкости, из-за чего увеличивается ресурс работы самого компрессора. Процесс охлаждения газа во время сжатия осуществляется благодаря подачи паров хладагента из экономайзера в полость сжатия. При этом, холодный пар, из экономайзера смешиваясь с горячим газом в процессе сжатия приводит к снижению температуры сжимаемого газа, тем самым снижая энергозатраты на процесс сжатия. Такие компрессоры имеют высокие показатели производительности, а так же большой холодильный коэффициент, по сравнению с другими компрессорами. Эти компрессоры обеспечивают экономию в электроэнергии до 30% по сравнению с другими. Благодаря такой экономичности, данное оборудование быстро окупает свою стоимость.

Сплит системы, использующие современные спиральные компрессоры серии ZF EVI Digital Scroll обладают еще большей энергоэффективностью, которая достигается благодаря плавному регулированию производительности. А это, в свою очередь, приводит к дополнительной экономии электроэнергии в размере 25% от суммарного годового потребления. В этих компрессорах используется уникальная запатентованная конструкция блока спиралей Copeland Compliance. Правильное и эффективное управление производительностью достигается, благодаря разведению спиралей в осевом направлении, которое производится на небольшой промежуток времени. Такой принцип работы является наиболее надежным способом плавного регулирования производительности спиральных компрессоров. Компрессор типа Digital Scroll имеет широкий диапазон регулирования производительности и способен менять производительность в плавном режиме от 10% до 100%. При этом коэффициент полезного действия компрессора не снижается как при других способах регулирования. Применение экономайзера в дополнение плавному регулированию производительности дает еще большее энергосбережение, до 47% от годового потребления. Кроме того, такие сплит системы могут использоваться для обеспечения нужных температур в нескольких морозильных камерах одновременно.

Применение в энергосберегающих холодильных машинах (сплит системе) частотного преобразователя для привода винтовых и поршневых компрессоров позволяет осуществить плавное регулирование производительности. Частотный преобразователь значительно сокращает количество пусков компрессора, обеспечивает плавную регулировку частоты оборотов вала компрессора и таким образом осуществляет точную подстройку холодопроизводительности компрессора под необходимую нагрузку, исключая таким образом перерасход энергии при снижении нагрузки, а также обеспечивает плавный запуск компрессора, что исключает перерасход энергии при пуске компрессора и снижает нагрузку на электросеть. В конечном счёте, все это позволяет значительно снизить потребление электроэнергии, около 25% от суммарного годового потребления энергии компрессором. Положительным моментом в использовании плавного регулирования является то, что такое регулирование позволяет получить высокую точность поддержания необходимой температуры в камере, которая невозможна при ступенчатом регулировании. А это, в свою очередь, позволяет увеличить качество и срок хранения продуктов питания.

Промышленные холодильные машины и установки, выполненные с использованием винтовых компрессоров J&E Hall и Bitzer комплектуются экономайзером. Это специальный теплообменник, который позволяет переохлаждать жидкий хладагент путем его частичного испарения. После испарения холодные пары хладагента поступают в полость сжатия компрессора и снижают температуру сжатия газа, что обеспечивает снижение энергопотребления компрессора и повышение холодопроизводительности. Применение экономайзера обеспечивает снижение энергопотребления на величину до 30% от суммарного потребления компрессора. Машины в которых используются винтовые компрессоры фирмы J&E Hall, имеют плавное регулирование производительности, которое обеспечивается за счет управления перемещением золотника в винтовом компрессоре.

Многокомпрессорные холодильные машины в дополнение к плавному регулированию имеют ступенчатое регулирование производительности за счет изменения количества работающих компрессоров. При этом используются преимущества как плавного, так и ступенчатого регулирования производительности. Применение частотного привода для плавного регулирования производительности винтовых компрессоров фирмы J&E Hall дает годовую экономию электроэнергии в 25%, а также все другие преимущества применения частотного привода описанные выше.

Энергосберегающие холодильные машины (сплит системы) могут комплектоваться дополнительным теплообменником-переохладителем (сабкуллером). Тип и конструкция переохладителя могут быть различными в зависимости от используемого охлаждения: водяного, воздушного или фреонового. Он обеспечивает дополнительное переохлаждение жидкого хладагента, что позволяет получить дополнительное энергосбережение от 10 до 30% в зависимости от типа и конструкции переохладителя, а также условий применения переохладителя.

Значительные показатели в экономии электроэнергии в жаркий период года дает применение адиабатической системы. При высоких температурах окружающего воздуха, возможна экономия электроэнергии до 35%. Это достигается за счет использования небольшого количества воды для увлажнения воздуха на входе в воздушный конденсатор, что и приводит к понижению температуры воздуха, а также к снижению давления конденсации. Адиабатическая система работает автоматически и использует воду только в жаркий период года и только днем.

Стандартно воздухоохладители сплит системы имеют электрическую оттайку снеговой шубы. Для этого используются встроенные в теплообменник воздухоохладителя электронагреватели. Чтобы сократить затраты электроэнергии на оттайку возможно использование специальных воздухоохладителей с оттайкой горячей водой, этиленгликолем или горячими парами хладагента. В последнем случае горячий пар, который обычно поступает в конденсатор и отдает свое тепло окружающему воздуху (т.е. тепло выбрасывается в атмосферу) подается в воздухоохладители, что позволяет использовать его тепло на оттайку воздухоохладителей. В случае оттайки горячей водой или гликолем они нагреваются в специальном теплообменнике горячими парами хладагента и накапливаются в емкости, а во время оттайки подаются в воздухоохладитель. Экономия электроэнергии может составлять около 15…30% от суммарного энергопотребления, в зависимости от особенностей системы холодоснабжения, типа оттайки и температурного режима морозильной камеры.

Холодильные машины (сплит системы) могут быть укомплектованы модулем утилизации тепла. Он способен получать горячую воду для системы горячего водоснабжения, за счет использования тепла выделяемого сплит системой. Модуль утилизации тепла позволяет утилизировать от 5% до 15% всего выделяемого тепла в зависимости от необходимой заказчику температуры горячей воды. Когда есть необходимость только лишь в подогреве воды, то утилизацию тепла, можно довести до 100%. Но надо учитывать тот факт, что возможности утилизации тепла сильно зависят от конкретных условий эксплуатации. Такой модуль утилизации тепла можно также использовать для нагрева теплоносителя (этиленгликоля), который можно использовать для системы отопления или для оттайки воздухоохладителей.

Энергоэффективность работы холодильной машины (сплит системы) во многом зависит от системы управления. В системах управления энергосберегающих холодильных машин используются микропроцессорные блоки управления с энергосберегающими алгоритмами управления. Работа микропроцессорного блока управления заключается в поддержании оптимальной температуры кипения в испарителе и оптимальной температуры конденсации в конденсаторе в зависимости от условий окружающей среды и времени суток, а также в отслеживании изменений нагрузки и адаптации производительности компрессора под текущую нагрузку с целью исключения потерь энергии. В выходные дни микропроцессорные блоки могут автоматически переводить машину на экономичный режим работы. Благодаря этому, возможно получить дополнительную экономию электроэнергии. Такие микропроцессорные блоки дают возможность осуществить полную автоматизацию работы оборудования.

Микропроцессорный блок управления осуществляет как ступенчатое, так и плавное управление компрессорами и вентиляторами конденсатора. Кроме того, он запоминает все происходившие аварии и их время действия, и позволяет просматривать списки аварий. Осуществляя энергоэффективное управление и защиту, микропроцессорный блок способен также уравнивать время работы компрессоров и вентиляторов. Такая работа необходима для проведения равномерного износа оборудования. Все данные с микропроцессорного блока управления могут выводиться в систему компьютерного управления и мониторинга. А применение такой системы для диспетчеризации склада, терминала, супермаркета или гипермаркета за счет оптимизации и синхронизации работы всего оборудования дает возможность удаленного контроля и управления оборудованием и дополнительно экономить до 30% электроэнергии от суммарного годового потребления. Подробнее про энергоэффективное управление оборудованием.

Указанные выше энергосберегающие технические решения можно комбинировать, чтобы получить максимальную экономию электроэнергии. Однако для этого потребуются дополнительные денежные вложения и поэтому для каждой системы холодоснабжения необходимо рассчитывать свою оптимальную комбинацию технических решений, чтобы обеспечить минимальный срок окупаемости дополнительных вложений.

Надо также добавить, что все многокомпрессорные холодильные машины (сплит системы) обладают высокой степенью надежности. В случае отказа одного из компрессоров, вся система продолжает функционировать. А в расчете на то, что применяется эффективная запорная арматура и автоматика, компрессор, который вышел из строя, можно отключить и без проблем заменить, не отключая при этом всю систему. Чтобы обеспечить надежность и высокую стабильность температуры в морозильных камерах, допускается использование двух независимых сплит систем для охлаждения одной холодильной камеры. В случае возникновения аварийной остановки главной сплит системы, автоматически будет запускаться резервная.

Все машины (сплит системы) проходят контроль комплектующих и качества сборки, испытания на герметичность, программирование микропроцессорных блоков управления, настройку приборов автоматики, контроль алгоритма управления и контроль срабатывания приборов автоматической защиты, а также комплексные испытания всего оборудования в сборе со шкафом управления.