Енергозбереження при виробництві та споживанні холоду

• коефіцієнт корисної дії компресора;
• «температурна вилка», тобто різниця між температурами конденсації та кипіння холодильного агенту;
• термодинамічний цикл, за яким працює холодильна система.

Проведений  аналіз результатів розрахунків  технологічної норми споживання електроенергії згідно з вимогами нормативно-технічної документації та даними вимірювань фактичного енергоспоживання для АХУ ряду типових м'ясокомбінатів і молокопереробних підприємств свідчить про істотний негативний вплив простих і очевидних експлуатаційних факторів на температури конденсації та кипіння холодильного агенту. У результаті збільшується відношення P_k/P_o і, як наслідок, на роботу компресорів буде витрачено більше електроенергії, зменшується коефіцієнт подачі компресора, збільшуються дросельні втрати, підвищується температура перед регулювальним вентилем, знижується об'ємна холодопродуктивність холодильного агенту тощо. Не можна також забувати про те, що мінімум потужності, споживаної компресором, відповідає співвідношенню P_k/P_o, що дорівнює приблизно трьом.

Досвід обстежень промислових  АХУ дозволяє стверджувати, що ефективно  працююча холодильна система - велика рідкість, і причина цього - недостатнє розуміння впливу основних експлуатаційних факторів на робочі характеристики установок, оптимальні для конкретних умов значення тиску конденсації та кипіння холодильного агенту. Призначення холодильної установки полягає в тому, щоб поглинати теплову енергію на низькому температурному рівні і відводити цю ж енергію при більш високому. Для цього необхідно виконувати роботу. Чим більша різниця температур, тим більша виконувана робота. Тому як при проектуванні, так і при експлуатації холодильних установок необхідно намагатися забезпечити мінімальну «температурну вилку». А відсутність зацікавленості в енергозбереженні проектувальника і неправильні дії або просто бездіяльність обслуговуючого персоналу найчастіше не вирішують цієї задачі, а отже, визначають нераціональне споживання енергії у великих обсягах. Немає ніяких сумнівів у тому, що достатній професіоналізм і відповідальність обслуговуючого персоналу, а можливо, і заходи з його стимулювання можуть визначити високу ефективність і виробництва, і споживання штучного холоду. Тим більше, що для цього є всі економічні стимули.

Автори багатьох підручників  з холодильної техніки відзначають, що зміна температури кипіння  на 1 °С в середньому призводить до зміни холодопродуктивності на 4-5%, споживаної потужності - на 2%, питомої витрати електроенергії - на 2-3%, а збільшення температури конденсації на -1°С призводить до зниження холодопродуктивності на 1-2%, збільшення споживаної потужності - на 1-1,5%, зростання питомої витрати електроенергії - на 2-2,5%. Звичайно, такий рівень інформації, що переходить з підручника в підручник, без зазначення робочої речовини, температурного рівня отримання холоду, схемного рішення холодильної установки та його апаратного забезпечення може розглядатися тільки як характеристика якісного впливу на енергоємність холоду тих або інших експлуатаційних факторів. Але розрахунки теоретичного циклу найпростішої одноступеневої аміачної холодильної машини підтверджують важливість правильного вибору режимів роботи і необхідність їх забезпечення. Так, наприклад, для компенсації теплового навантаження у 100 кВт на різних температурних рівнях кожне зниження температури кипіння холодильного агенту на 1 °С в середньому призводить до збільшення споживаної ефективної потужності компресора на 3,5% (для циклу t₀=0 °С, t_k = 35 °С – N_E = 18,27 кВт, а для циклу t₀ = -20 °С, t_k = 35 °С – N_E = 37,8 кВт). Підвищення тиску конденсації також обумовлює істотне збільшення необхідної ефективної потужності компресора. Наприклад, при t₀ = -15 °С і тепловому навантаженні 100 кВт для t_k = 30°С – N_E = 27,94 кВт, а для t_k = 40 °С – N_E = 36,2 кВт (на кожен градус підвищення температури конденсації - відповідне збільшення ефективної потужності компресора приблизно на 2,5%).

Ю. О. Желіба, к. т. н., доц. ОДАХ