Приводы для промышленного охлаждения и промышленного охлаждения

Энди Пай рассказывает, как приводы с регулируемой скоростью помогают охлаждать такие продукты, как продукты питания и лекарства, в промышленных холодильных установках.

Около 200 лет технологии охлаждения постепенно способствовали предоставлению основных товаров и услуг, таких как:

• Сохранение пищевых продуктов
• Медицинские процессы
• Центральное отопление и охлаждение

Отрасль пострадала от хорошо задокументированных негативных последствий для окружающей среды в результате разрушения озонового слоя вредными хладагентами, связанными с глобальным потеплением. После подписания Монреальского и Киотского протоколов был достигнут значительный прогресс, позволивший сократить производство ХФУ, ГХФУ и ГФУ на 90% в период с 1988 по 2005 год.

Однако, учитывая, что к 2050 году население мира, как ожидается, вырастет до 9 миллиардов, а ожидаемая продолжительность жизни увеличится, потребление всех ресурсов, связанных с процессами охлаждения, означает, что спрос резко возрастет.

Влияние энергопотребления на окружающую среду

Использование энергии обычно обеспечивает самый большой центр затрат для любой холодильной установки. Уже сейчас энергопотребление холодильного оборудования составляет 15 % от общего потребления электроэнергии в мире (часто более 20 % в развитых странах). ). Большинство стран по-прежнему производят электроэнергию с использованием ископаемого топлива, что подчеркивает дальнейшее огромное влияние на глобальное потепление из-за использования холодильного оборудования.

Поэтому необходимо срочно:

• Повысить коэффициент полезного действия (КПД) холодильного оборудования (иными словами, снизить удельный расход электроэнергии ).
• Создайте более интегрированные и строго контролируемые системы энергопотребления во всем здании.
• Перейдите на новые хладагенты, которые не наносят вреда озоновому слою и не выделяют CO2.
• Расширить глобальный охват высокоэффективных холодильных решений, основанных на передовом опыте.

Многие системы охлаждения и кондиционирования воздуха требуют надежных процессов, которые являются более эффективными, компактными, безопасными для окружающей среды, простыми в установке и обслуживании. Требования к охлаждению сильно различаются в течение дня и в течение года в зависимости от таких факторов, как условия окружающей среды, присутствие и использование, а также освещение.

Также может потребоваться стабильный и точный контроль температуры и влажности в таких областях, как больницы, ИТ и телекоммуникации. В таких приложениях, как школы, рестораны и офисные здания, важно, чтобы система охлаждения могла адаптироваться к большим ежедневным изменениям нагрузки.

В технологических процессах охлаждения, таких как ферментация, выращивание в туннелях и промышленных процессах, точные настройки температуры необходимы для обеспечения качества продукции.

Существует несколько способов модулировать мощность охлаждения. в системах охлаждения или кондиционирования воздуха и отопления. Наиболее распространенными в кондиционировании воздуха являются:простое циклическое включение-выключение, обход горячего газа, использование (или нет ) впрыска жидкости, конфигурации нескольких компрессоров и инверторной технологии .

Модуляция мощности это способ согласования холодопроизводительности с потребностями в охлаждении и требованиями приложений. Компрессор специально разработан для работы с различными скоростями двигателя для регулирования холодопроизводительности. Инвертор регулирует скорость двигателя компрессора для регулирования холодопроизводительности.

Технология переменной скорости могут быть реализованы в системах HVACR, точного контроля и технологического охлаждения, а также в модульных или сплит-системах кондиционирования воздуха, руфтопах, чиллерах, прецизионном охлаждении, VRF и конденсаторных установках.

Использование высокопроизводительных приводов с двигателями с постоянными магнитами позволяет максимально повысить энергоэффективность промышленных холодильных установок. Стандартные установки могут значительно увеличить коэффициент полезного действия (COP) примерно на 15 %, что приводит к значительной экономии энергии и снижению затрат в течение жизненного цикла, а окупаемость инвестиций часто составляет менее 12 месяцев.

Компрессор и привод должны быть квалифицированы для совместной работы и для специальных приложений. Привод модулирует скорость компрессора, а также предотвращает его работу за пределами рабочих пределов компрессора. преобразователи частоты необходимо использовать алгоритмы, разработанные специально для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) или для охлаждения — они гарантируют, что система будет работать в рамках ограничений приложения.

Установки с переменным потоком хладагента (VRF) являются очень популярными охлаждающими или реверсивными системами для обогрева и охлаждения. Они сочетают в себе гибкость для владельцев и жильцов здания с энергоэффективностью, высоким комфортом и простотой установки без ущерба для надежности. В системах VRF широко используется инверторная технология.

Примеры экономии энергии с помощью преобразователей частоты

Установка большого отдельно стоящего привода переменного тока с регулируемой скоростью из серии Unidrive SP улучшила контроль температуры в холодильных камерах производителя продуктов питания в Портадауне (Северная Ирландия) Генри Денни и на пути к значительной экономии около 23 400 в их годовом счете за электроэнергию — сокращение на 50 % от общего энергопотребления станции!

Компания производит широкий ассортимент пирогов, колбасных рулетов, пирожных и домашних пирогов, а комплекс из 20 холодильных камер хранит огромное количество продукции не только собственной продукции компании, но и действует как региональная дистрибьюторская база для Северной Ирландии. , в нем также хранится много тысяч сыров, масла, ветчины и бекона от других компаний Kerry Group.

В другом месте, в Калгари, Канада, в продуктовом магазине достигается экономия энергии на 35% на холодильной установке. Здесь новая система охлаждения, состоящая из двух новых компрессоров и охладителей конденсатора, была необходима компании для минимизации эксплуатационных расходов. Один привод переменного тока Commander SK с регулируемой скоростью на каждый охладитель управляет всеми вентиляторами одновременно. Диски встроены в специально разработанную панель.

Большую часть года конденсатор работает на части своей полной мощности. В старой системе управление охлаждением конденсатора осуществлялось с помощью контакторов для попарного включения и выключения вентиляторов с фиксированной скоростью. Это привело к тому, что вентиляторы постоянно работали и не могли обеспечить требуемый точный контроль температуры.

Поскольку заданное значение давления постоянно превышалось, чрезмерное расширение и сжатие хладагента приводило к механической усталости трубопроводов. Со временем это может привести к выходу из строя трубопровода или соединителей.

Четыре двигателя, работающие на половинной скорости, потребляют гораздо меньше энергии, чем два двигателя на полной мощности. Кроме того, плавное изменение скорости вращения вентилятора потребляет меньше энергии, чем повторные запуски. В этой системе с частотно-регулируемым приводом , происходит не только значительная экономия энергии, но и очень точно регулируются давление и температура, что снижает нагрузку на всю систему.

Применимое законодательство

Применимыми стандартами и законодательством являются ISO 50001 (стандарт управления энергопотреблением) и Законодательство о сезонной эффективности при частичной нагрузке (SEER).

ISO 50001:2011 устанавливает требования к созданию, внедрению, обслуживанию и совершенствованию системы управления энергопотреблением. Его цель состоит в том, чтобы позволить организации следовать систематическому подходу к достижению постоянного улучшения энергетических показателей, включая энергоэффективность, использование и потребление энергии. ISO 50001:2011 применяется ко всем переменным, влияющим на энергоэффективность, которые организация может отслеживать и на которые может влиять. Он устанавливает требования, применимые к измерениям, документации и отчетности, практике проектирования и закупок оборудования, систем, процессов и персонала, которые способствуют повышению энергоэффективности.

В Европе сезонная эффективность холодильного оборудования, чиллеров и кондиционеров часто оценивается по европейскому коэффициенту сезонной энергоэффективности (ESEER), который определяется сертификационной компанией Eurovent. В Соединенном Королевстве сезонный коэффициент энергоэффективности (SEER) для продуктов охлаждения и кондиционирования воздуха, аналогичный ESEER, но с другими весовыми коэффициентами профиля нагрузки, используется для части расчетов части L строительных правил в рамках упрощенной модели энергопотребления здания ( SBEM) и используются при производстве сертификатов энергоэффективности (EPC) для новых зданий в Великобритании и Европейском Союзе; как часть Европейской директивы по энергоэффективности зданий (EPBD).

Формула SEER может быть представлена ​​следующим образом:
SEER =a (EER при нагрузке 25 %) + b (EER при нагрузке 50 %) + c (EER при нагрузке 75 %) + d (EER при нагрузке 100 %)
где a,b,c и d — весовые коэффициенты профиля нагрузки, относящиеся к предлагаемому приложению.

Аналогичным стандартом ESEER в США является интегрированный коэффициент энергоэффективности (IEER).

ESEER рассчитывается путем объединения коэффициентов энергоэффективности (EER) при полной и частичной нагрузке для различных сезонных температур воздуха или воды, а также с учетом соответствующих весовых коэффициентов.