Энергосбережение

В связи с ростом дефицита и цен на энергоносители проблемы энергоснабжения приобретают всю большую актуальность. В промышленных холодильных установках и крупных системах кондиционирования воздуха широко используются водоохлаждающие машины – чиллеры. В СКВ доля водоохлаждающих холодильных установок составляет не менее 80 %. Поэтому энергосбережение этим классом оборудования может способствовать успешному выполнению программы энергосбережения, особенно в связи с участившимися энергетическими коллизиями и двух-трёх тарифными сетками оплаты за электроэнергию.

Снижение энергопотребления во многом определяется на этапе проектирования конкретного объекта путем выбора схемы, подбора оборудования и алгоритма работы.

Одним из важных моментов при проектировании является учет неравномерности нагрузки на во времени. Нередко подбор оборудования производят по пиковым нагрузкам, что приводит к необходимости увеличивать производительность на 30÷40 % относительно допиковой нагрузки. Перепад суммарных теплопритоков достигает значений 2,5÷3,0. Пиковые нагрузки возникают во многих технологических процессах, например, на молочных фермах объем молока необходимо охладить в течение 2 3 часов после удоя, рыбу на рыболовецких судах – при выборке трала и т. д.

Для уменьшения установочной производительности и обеспечения технологических или комфортных условий при пиках нагрузки используют аккумуляторы холода, принцип работы которых состоит в следующем: до наступления пиковой нагрузки холодильная машина включается на полную мощность и в резервуарах-охладителях замораживается вода или охлаждается жидкость с отрицательной температурой замерзания. В период пика путем отбора холода от льда (плавление) или охлажденной жидкости пополняют недостающую производительность холодильной машины. Сезонные пиковые нагрузки, характерные для, можно сглаживать путем отбора холода ото льда, накопляемого в изотермических контейнерах в межсезонье.

Аккумулировать холод можно с температурами ниже 0°С, используя эвтектические растворы этиленгликоля, солей хлористого калия, хлористого натрия, хлористого магния и др. Известно несколько способов аккумуляции холода.

Аккумуляция холода путем намораживания льда на поверхности испарителя.

До наступления пиковой нагрузки на поверхности испарителя холодильной машины намораживается слой льда, который плавится в период пиковой нагрузки. При толщине намораживания льда 40 мм, массе намороженного льда 1 т время намораживания составляет 3,8 ч, температура воды на выходе из испарителя +1°С. Удельная тепловая нагрузка составляет в среднем 1 337 Вт/ , коэффициент теплоотдачи – 300–800 Вт/ ·К.

Одним из недостатков аккумуляторов с намораживанием льда на поверхности испарителя являются небольшие площади теплообмена лед-вода. В связи с этим необходимо принимать меры по интенсификации теплообмена, например, активно перемешивать лед в процессе отвода или увеличивать циркуляцию охлажденной воды. Но даже при принятии указанных мер, температура воды в часы пик несколько повышается.

Второй недостаток – понижение температуры кипения холодильного агента из-за увеличения сопротивления теплопередачи слоя льда в процессе намораживания.

Несмотря на эти недостатки, аккумуляторы с намораживанием на поверхности испарителя используются в ряде оборудования, например, в установках для охлаждения молока при транспортировании.