Как экономить энергию в холодильных камерах?

1. Снижение тепловой нагрузки на холодильные склады.

1. Оболочечная структура холодильного склада
Температура хранения в низкотемпературном холодильном складе обычно составляет около -25 °C, в то время как дневная температура на улице летом, как правило, превышает 30 °C, то есть разница температур между двумя сторонами ограждающей конструкции холодильного склада составляет около 60 °C. Высокое солнечное излучение создает значительную тепловую нагрузку, возникающую в результате теплопередачи от стен и потолка к складу, что составляет важную часть тепловой нагрузки всего склада. Повышение теплоизоляционных характеристик ограждающей конструкции достигается главным образом за счет увеличения толщины изоляционного слоя, использования высококачественного изоляционного материала и применения рациональных проектных решений.

2. Толщина изоляционного слоя

Конечно, увеличение толщины теплоизоляционного слоя ограждающей конструкции повысит единовременные инвестиционные затраты, но по сравнению со снижением текущих эксплуатационных расходов холодильного склада это более целесообразно с экономической и технической точки зрения.
Для уменьшения поглощения тепла внешней поверхностью обычно используются два метода.
Во-первых, внешняя поверхность стены должна быть белой или светлой, чтобы улучшить отражательную способность. Под воздействием яркого солнечного света летом температура белой поверхности на 25–30 °C ниже, чем температура черной поверхности;
Второй способ заключается в создании солнцезащитного ограждения или вентиляционного прослойки на поверхности наружной стены. Этот метод сложнее в реальном строительстве и используется реже. Суть метода состоит в том, чтобы установить конструкцию наружного ограждения на некотором расстоянии от изоляционной стены, образуя «сэндвич», и разместить вентиляционные отверстия над и под прослойкой для обеспечения естественной вентиляции, которая может отводить тепло солнечного излучения, поглощаемое наружным ограждением.

3. Дверь холодильной камеры

Поскольку в холодильных камерах часто приходится входить и выходить персоналу, а также осуществлять погрузку и разгрузку товаров, складские ворота необходимо часто открывать и закрывать. Если не провести теплоизоляцию ворот, то из-за проникновения высокотемпературного воздуха снаружи и тепла от персонала будет возникать определенная тепловая нагрузка. Поэтому конструкция ворот холодильной камеры имеет большое значение.
4. Создать закрытую платформу
Для охлаждения используется воздухоохладитель, температура может достигать 1℃–10℃. Он оснащен раздвижной холодильной дверью и мягкими уплотнителями. В основном, на него не влияет внешняя температура. В небольшом холодильном хранилище можно установить дверной контейнер на входе.

5. Электрическая охлаждающая дверь (дополнительная воздушная завеса)
Скорость открывания одностворчатых дверей ранних моделей составляла 0,3–0,6 м/с. В настоящее время скорость открывания высокоскоростных электрических дверей холодильников достигла 1 м/с, а скорость открывания двустворчатых дверей — 2 м/с. Во избежание опасности скорость закрывания регулируется примерно на уровне половины скорости открывания. Перед дверью установлен автоматический датчик. Эти устройства предназначены для сокращения времени открывания и закрывания, повышения эффективности загрузки и разгрузки, а также уменьшения времени, затрачиваемого оператором на перемещение двери.

6. Освещение на складе
Используйте высокоэффективные лампы с низким тепловыделением, низким энергопотреблением и высокой яркостью, такие как натриевые лампы. Эффективность натриевых ламп высокого давления в 10 раз выше, чем у обычных ламп накаливания, при этом потребление энергии составляет всего 1/10 от потребления неэффективных ламп. В настоящее время в некоторых более совершенных холодильных камерах в качестве освещения используются новые светодиоды, которые выделяют меньше тепла и потребляют меньше энергии.

2. Повышение эффективности работы холодильной системы.

1. Используйте компрессор с экономайзером.
Винтовой компрессор можно плавно регулировать в диапазоне энергопотребления от 20 до 100% в зависимости от изменения нагрузки. По оценкам, винтовой агрегат с экономайзером холодопроизводительностью 233 кВт может сэкономить 100 000 кВт·ч электроэнергии в год при 4000 часах работы в год.

2. Теплообменное оборудование
В качестве замены водоохлаждаемого кожухотрубного конденсатора предпочтительнее использовать конденсатор прямого испарения.
Это не только экономит электроэнергию, потребляемую водяным насосом, но и позволяет сократить инвестиции в градирни и бассейны. Кроме того, испарительный конденсатор прямого действия требует всего 1/10 расхода воды по сравнению с конденсатором с водяным охлаждением, что позволяет значительно экономить водные ресурсы.

3. На испарительной части холодильной камеры предпочтительнее использовать охлаждающий вентилятор вместо испарительной трубы.
Это не только экономит материалы, но и обеспечивает высокую эффективность теплообмена, а при использовании вентилятора с бесступенчатой ​​регулировкой скорости объем воздуха можно изменять в соответствии с изменением нагрузки на складе. Товары могут работать на полной скорости сразу после загрузки на склад, быстро снижая их температуру; после достижения товарами заданной температуры скорость снижается, что позволяет избежать потребления электроэнергии и простоев оборудования, вызванных частыми запусками и остановками.

4. Очистка от примесей в теплообменном оборудовании
Воздухоотделитель: При наличии неконденсируемого газа в холодильной системе температура на выходе повышается из-за увеличения давления конденсации. Данные показывают, что при смешивании воздуха с холодильной системой, когда его парциальное давление достигает 0,2 МПа, потребление энергии системой увеличивается на 18%, а холодопроизводительность снижается на 8%.
Маслоотделитель: Масляная пленка на внутренней стенке испарителя значительно влияет на эффективность теплообмена в испарителе. При толщине масляной пленки 0,1 мм в трубке испарителя для поддержания заданной температуры температура испарения снизится на 2,5 °C, а потребление электроэнергии увеличится на 11%.

5. Удаление накипи из конденсатора.
Тепловое сопротивление накипи также выше, чем у стенки трубки теплообменника, что повлияет на эффективность теплопередачи и увеличит давление конденсации. Когда толщина стенки водопроводной трубы в конденсаторе увеличивается на 1,5 мм, температура конденсации повысится на 2,8 °C по сравнению с исходной температурой, а потребление энергии увеличится на 9,7%. Кроме того, накипь увеличит сопротивление потоку охлаждающей воды и повысит энергопотребление водяного насоса.
К методам предотвращения и удаления накипи относятся: удаление накипи с помощью электромагнитного водорастворимого устройства, химическое травление, механическое удаление накипи и т.д.

3. Разморозка испарительного оборудования.
Когда толщина слоя инея превышает 10 мм, эффективность теплопередачи падает более чем на 30%, что свидетельствует о значительном влиянии слоя инея на теплопередачу. Было установлено, что при разнице температур между внутренней и внешней сторонами стенки трубы в 10 °C и температуре хранения -18 °C значение коэффициента теплопередачи K составляет лишь около 70% от первоначального значения после месяца эксплуатации трубы, особенно это касается ребер в воздухоохладителе. При наличии слоя инея на листовой трубе увеличивается не только тепловое сопротивление, но и сопротивление потоку воздуха, а в тяжелых случаях труба может быть выведена наружу без ветра.
Для снижения энергопотребления предпочтительнее использовать размораживание горячим воздухом вместо размораживания электрическим нагревом. В качестве источника тепла для размораживания можно использовать тепло от выхлопных газов компрессора. Температура воды, возвращаемой после замерзания, обычно на 7–10 °C ниже температуры воды в конденсаторе. После обработки ее можно использовать в качестве охлаждающей воды конденсатора для снижения температуры конденсации.

4. Регулировка температуры испарения
Если разница температур между температурой испарения и температурой в складском помещении уменьшится, температуру испарения можно соответственно повысить. При этом, если температура конденсации останется неизменной, это означает, что холодопроизводительность холодильного компрессора увеличится. Можно также сказать, что при сохранении той же холодопроизводительности потребление электроэнергии снизится. По оценкам, при снижении температуры испарения на 1 °C потребление электроэнергии увеличится на 2–3%. Кроме того, уменьшение разницы температур также чрезвычайно выгодно для снижения потребления сухих продуктов, хранящихся на складе.