Способы повышения эффективности работы - ADAP-KOOL
advertisement
MAKING MODERN LIVING POSSIBLE Способы повышения эффективности работы холодильного оборудования Комплексное применение частотных преобразователей Когда речь заходит о повышении эффективности работы холодильной установки, один из вариантов решения, который приходит на ум, – это использование частотных преобразователей. В составе холодильного оборудования их можно применить для управления производительностью компрессоров и воздушных конденсаторов (или градирен). Начнем с компрессоров. Наиболее востребован частотный преобразователь на объекте с большим числом потребителей, когда нет возможности путем ступенчатого управления добиться необходимой плавности регулирования. На примере продуктового магазина в Москве попробуем сравнить энергоэффективность систем с частотными пре- образователями и без них. Исходные данные для подбора компрессорного оборудования следующие: 10 кВт (низкотемпературное оборудование, температура кипения –35°С, температура конденсации +40°С), 50 кВт (среднетемпературное оборудование, температура кипения –10°С, температура конденсации +40°С). www.danfoss.com/russia Для получения необходимой плавности регулирования достаточно управлять при помощи частотного преобразователя только одним компрессором в составе многокомпрессорного агрегата, а остальные будут управляться пускомостановом. Но необходимо помнить о том, что компрессоры для такого агрегата должны подбираться по производительности (рис. 1). Первый компрессор, как правило, будет больше на 1–2 типоразмера, чем остальные. Частотный преобразователь AKD 102 производства Danfoss может самостоятельно управлять агрегатом, состоящим максимум из трех компрессоров, по схеме, приведенной на рис. 1. Алгоритм управления AKD 102 позволяет снижать производительность первого компрессора при подключении второго и третьего, обеспечивая тем самым плавность регули рования. Для объекта, рассматриваемого в качестве примера, сравним следующие конфигурации агрегатов на базе полугерметичных компрессоров: - низкотемпературные: двухкомпрессорный, трехкомпрессорный и двухкомпрессорный с частотным преобразователем; - среднетемпературные: трехкомпрессорный, четырехкомпрессорный, трехкомпрессорный с частотным преобразователем. На рис. 2 приведено годовое энергопотребление низкотемпературных агрегатов. Как видно из рис. 2, энергетическая выгода от перехода с двухкомпрессорного на трехкомпрессорный агрегат незначительная, а двухкомпрессорный агрегат с частотным преобразователем дает выигрыш порядка 8%. На рис. 3. представлено годовое энергопотребление среднетемпературных агрегатов. В этом случае энергетическая выгода от перехода на четырехкомпрессорный агрегат составляет до 2%, а на трехкомпрессорный агрегат с частотным преобразователем – порядка 7%. С целью дополнительного сокращения расхода энергии можно применить частотные преобразователи для управления вентиляторами воздушных конденсаторов. В рассматриваемом примере экономия только за счет снижения энергопотребления электродвигателей вентиляторов составит 2% для низкотемпературной установки и 3% для среднетемпературной (рис. 4). Картина кардинально изменится, если для управления вентиляторами конденсатора применить частотный преобразователь AKD102. Он имеет возможность реализовать функцию плавающей уставки давления конденсации, которая позволяет смещать уставку в установленных пределах в зависимости от температуры окружающей среды, замеряемой дополнительным датчиком. Эта функция дает дополнительную экономию энергии в период работы компрессоров при пониженной температуре окружающего воздуха. В нашем примере экономия от применения функции плавающей уставки давления конденсации составит (по сравнению с вариантом без частотного преобразователя для вентиляторов) до 20% для низкотемпературной установки и до 15% для среднетемпературной установки (рис. 5). Суммарно – порядка 16%. В итоге для рассматриваемого объекта комплексное применение частотных преобразователей AKD 102 для регулирования производительности низко- и среднетемпературных компрессоров и вентиляторов конденсаторов (при условии настройки функции плавающей уставки давления конденсации) позволяет снизить потребление энергии электродвигателями до 20%. Эта экономия достигается за счет того, что при частотном регулировании производительность компрессора и конденсатора точно следуют за нагрузкой. Нет скачков давления. Среднее значение давления кипения выше, а конденсации ниже, чем при ступенчатом регулировании. Дополнительное снижение давления конденсации достигается благодаря функции плавающей уставки. Все это приводит к росту холодильного коэффициента цикла, а следовательно, и к повышению эффективности работы установки. Для рассмотренного примера расчетный срок окупаемости дополнительных капитальных затрат на частотные преобразователи (без учета стоимости дополнительных работ и расходных материалов) при стоимости электроэнергии 3 руб/(кВт•ч) составляет примерно 1,5 года. Кроме того, нужно не забывать, что частотное регулирование производительности компрессоров позволяет добиться более стабильного температурного режима в охлаждаемых объемах, особенно в многоиспарительных системах, а также снизить пусковые токи и увеличить ресурс компрессора за счет меньшего числа пусков. Частотное регулирование производительности вентиляторов конденсатора позволяет дополнительно добиться снижения уровня шума в ночное время. Qo 1 1 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 Рис. 1. Схема изменения производительности трехкомпрессорного агрегата, один компрессор в составе которого управляется частотным преобразователем. Энергопотребление в год, кВт•ч 45000 44000 43000 42000 41000 40000 39000 38000 2КМ 3КМ 2КМ+AKD Рис. 2. Годовое суммарное энергопотребление низкотемпературных агрегатов и электродвигателей вентиляторов конденсаторов. Энергопотребление в год, кВт•ч 145000 140000 135000 130000 125000 3КМ 4КМ 3КМ+AKD Рис. 3. Годовое суммарное энергопотребление среднетемпературных агрегатов и электродвигателей вентиляторов конденсаторов. Энергопотребление в год, кВт•ч 150000 100000 AKD только для KM AKD для KM и КД 50000 0 НТ СТ Рис. 4. Годовое суммарное энергопотребление электродвигателей компрессоров и вентиляторов конденсаторов. Энергопотребление в год, кВт•ч 140000 120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 AKD только для KM AKD 102 для КМ и КД + плавающее Pc НТ СТ Рис. 5. Годовое суммарное энергопотребление электродвигателей компрессоров и вентиляторов конденсаторов М.Ю. Катраев, Руководитель направления «Электронные системы управления холодильным оборудованием» В.В. Сачков, технический директор группы компаний «Фармина» Сравнение систем проводилось при помощи программы Pack Calculation II разработки научноисследовательского центра IPU, Дания. Однокомпрессорный агрегат отечественной сборки с частотным преобразователем Danfoss AKD 102
