Энергосбережение в холодильной технике с помощью преобразователей частоты

В.В. Шишов, главный инженер Группы компаний "Фармина",

Затраты на холодильную установку в течение срока ее эксплуатации (35000…40000 ч) включают:

• стоимость потребляемой электроэнергии (78 %);
• капитальные затраты на холодильную установку (16 %);
• стоимость обслуживания (6 %).*

Самыми весомыми являются затраты на электроэнергию.

Компоненты холодильной установки подбираются по максимальной тепловой нагрузке, т.е. при работе в летний период. Однако нагрузка на систему сильно колеблется в зависимости от времени года и суток. Зимой она может снижаться до 25% от ее расчетного значения.

В магазине тепловая нагрузка на холодильную систему в течение короткого периода времени может измениться от 100 до 20 %. Лучшее техническое решение для работы в этих условиях - применение преобразователей частоты (ПЧ), которые в зависимости от необходимой холодопроизводительности регулируют частоту вращения электродвигателей компрессоров (КМ), вентиляторов (ВН), насосов.

ПЧ компании Danfoss AKD 102 (диапазон мощности 1,1...250 кВт при частоте 50 Гц), разработанный специально для холодильных установок, увеличивает срок их службы, оптимизирует энергопотребление и обеспечивает сохранение высокого качества продуктов питания. В стандартном варианте AKD 102 поставляется со встроенным ПИД - регулятором, который может управлять максимально тремя КМ (одним плавно и двумя другими в режиме "включен / выключен").

В меню настройки и на дисплее AKD 102 все параметры отображаются в привычных для специалиста значениях р и Т, что значительно упрощает процесс настройки и обслуживания. Известно, что холодильный коэффициент (СОР) зависит от температур кипения и конденсации: в среднем он увеличивается на 1% с повышением температуры кипения или с понижением температуры конденсации на 1 К. При оптимизированной (по возможности более высокой) температуре кипения снижается потребление энергии, так и усушка продукта.

Уменьшение частоты вращения коленвала приводит к уменьшению энергопотребления электродвигателем КМ.

Преимущества частотного управления КМ (изменение частоты обычно в диапазоне 25...90 Гц в зависимости от модели КМ) заключаются в экономии электроэнергии до 25 %, поддержании стабильного давления кипения, плавном изменении холодопроизводительности для полного ее соответствия требуемой, увеличении ресурса КМ (меньшее число пусков, плавный пуск), уменьшении нагрузки на сеть (плавный пуск).

ПЧ защищает электродвигатель КМ по всем электрическим параметрам: перекос, обрыв фаз; перегрузка, перегрев. Если сравнивать капитальные затраты на холодильную установку с ПЧ и без него, то очевидно, что в первом случае они будут выше, но следует помнить, что срок окупаемости ПЧ для КМ составляет 0,5...1,5 года.

Полугерметичные компрессоры ВОСК идеально подходят для работы с ПЧ (компания ВОСК для своих КМ применяет ПЧ компании Danfoss), так как они оснащены механическим масляным насосом и электродвигатели работают с оптимальным значением cos φ.

Применение ПЧ для электродвигателей ВН обеспечивает поддержание стабильного давления конденсации в воздушных конденсаторах (КД), т.е. более качественное регулирование перепада давления между испарителем и КД, а также решает вопросы снижения шума ВН систем холодоснабжения магазинов, расположенных в жилых домах. Регулирование потока воздуха в КД согласовывается с практическими потребностями (ночью меньший расход).

Температурой конденсации можно управлять при помощи регулятора частоты вращения ВН XGE/RGE или ПЧ, например, VLT Micro (FC 051) или AKD 102 – Danfoss, окупаемость которого при применении для ВН составляет 7...14 месяцев в зависимости от мощности ВН.

Производительность ВН V, и его электрическая мощность N находятся в зависимости от частоты вращения n:

поэтому преимущества частотного управления ВН заключаются в существенном снижении электропотребления электродвигателями ВН при понижении требуемой производительности (при производительности 50 % энергопотребление составляет 15 % от номинала), уменьшении уровня шума (при снижении скорости на 50 % шум уменьшается на 16,5 дБА), увеличении ресурса ВН.

__________________________________

* По данным Fraunhofer Institut Systemtechnik und Innovationsforschung.