Умные стратегии сокращения затрат на энергию системы охлаждения

Представьте, что ваш бизнес ежегодно тратит огромные суммы на охлаждение, но при этом более 30% этой энергии расходуется впустую. Это не только финансовая потеря, но и непосильное бремя для планеты. А что, если бы вы могли сократить эти расходы и превратить вашу систему охлаждения в источник прибыли?

Центральные системы кондиционирования являются основой современного климат-контроля, и на рынке доминируют две основные технологии: чиллеры (системы с водяным охлаждением) и кондиционеры с прямым испарением (DX) . Чиллеры охлаждают воду до температуры от 42°F до 55°F (примерно от 5,5°C до 13°C) и циркулируют ее по змеевикам, через которые вентиляторы продувают воздух для охлаждения помещений. Системы DX, напротив, подают хладагент непосредственно в охлаждающие змеевики. Высокоэффективные чиллеры могут потреблять менее 0,50 киловатт на тонну охлаждения. Однако эти системы выделяют значительное количество тепла во время работы, требуя для его рассеивания градирни (для конденсаторов с водяным охлаждением) или вентиляторы (для конденсаторов с воздушным охлаждением).

Проблема эффективности

Рынок предлагает широкий ассортимент марок чиллеров с различными типами компрессоров и методами охлаждения конденсаторов. Производители предоставляют обширную техническую документацию, но для пользователей критически важным показателем является реальная эксплуатационная эффективность по сравнению с проектными спецификациями. Регулярное техническое обслуживание имеет решающее значение, поскольку производительность снижается при неоптимальных условиях.

Институт по стандартизации систем кондиционирования, отопления и охлаждения (AHRI, ранее ARI) строго сертифицирует мощность чиллеров и энергопотребление, подтверждая заявления производителей с помощью испытаний при частичной и полной нагрузке. Как показано в таблицах ниже, энергопотребление (кВт/тонну) варьируется в зависимости от нагрузки. Современные панели управления позволяют осуществлять мониторинг в режиме реального времени, а ручные расчеты (с использованием приведенной формулы) позволяют сравнивать с эталонными показателями AHRI для оценки эффективности.

Чиллеры: золотая жила энергосбережения

• Чиллеры обычно составляют более 50% сезонного потребления электроэнергии зданием.
• Более 120 000 чиллеров в США работают с на 30%+ более низкой эффективностью , чем было спроектировано (по оценке Министерства энергетики США).
• Каждое снижение температуры воды в градирне на 1°F повышает эффективность компрессора на 1–2% (в пределах оптимальных ограничений).
• Плохо обслуживаемые градирни могут снизить эффективность чиллера на 10–35% , а грязные змеевики конденсатора в агрегатах с воздушным охлаждением снижают производительность на 5–15% .
• Химическая очистка теплообменных поверхностей экономит 5–10% энергии (кВт/тонну).
• Чиллеры с воздушным охлаждением, как правило, менее эффективны , но более экономичны, чем модели с водяным охлаждением.

Эталонные показатели производительности: Стандарт AHRI 550/590

Чиллеры с воздушным охлаждением

Чиллеры с водяным охлаждением

Измерение производительности чиллеров

Для точной оценки эффективности измеряйте следующие параметры:

Вход (потребление энергии – кВт)

• Двигатель привода компрессора – сила тока при напряжении или кВт
• Двигатель привода насоса конденсатной воды – сила тока при напряжении или кВт
• Двигатель вентилятора градирни – сила тока при напряжении или кВт
• Цепь питания системы управления – сила тока при напряжении или кВт
• Двигатель масляного насоса редуктора и нагреватель – сила тока при напряжении или кВт

Выход (охлаждающая мощность – тонны)

• Температура подаваемой охлажденной воды (°F)
• Температура возвращаемой охлажденной воды (°F)
• Расход охлажденной воды (GPM)

Формула производительности: Общий входной ток (кВт) / Выходная мощность (тонны)

Где: Тонны = GPM × 8,34 фунт/галлон × 1 БТЕ/фунт·°F × (Температура возврата – Температура подачи) × 60 мин/час / 12 000 БТЕ/час/тонну

Экономия затрат в зависимости от уровня эффективности

В таблице ниже показаны годовые расходы на электроэнергию для чиллера мощностью 100 тонн, работающего круглосуточно в течение 180 дней при тарифе 0,086 $/кВт·ч:

Агрегаты, постоянно работающие выше 1,2 кВт/тонну (с воздушным охлаждением) или 0,64 кВт/тонну (с водяным охлаждением), требуют немедленной оценки сервисными техниками для диагностики условий нагрузки, рабочих параметров и истории обслуживания.