Пояснения по поводу «плавающего» давления конденсации

Очень рад, когда к моим публикациям получаю вопросы и комментарии.

Один из вопросов к предыдущей статье был связан с причиной снижения энергопотребления более, чем на 30% без применения дополнительных устройств.

Если честно, то я думал, что тема «плавающего» давления конденсации уже достаточно описана и апробирована на практике, но.. «повторенье – мать ученья»(с) 

Способы регулирования давления конденсации, повышающие эффективность работы холодильной установки, можно разделить на 2 категории:

• с «плавающей» температурой конденсации: в конденсаторе искусственно поддерживается фиксированная разность температур конденсации и окружающей среды;

• с фиксированной минимальной уставкой температуры конденсации: температура конденсации изменяется в соответствии с температурой окружающей среды, как и в предыдущем случае, но при этом стремится к минимальному установленному значению температуры конденсации (уставке), что достигается длительной работой вентиляторов конденсатора с большей частотой вращения, чем в первом случае

Существует, конечно, и классический способ – поддержание заданной уставки вне зависимости от условий окружающей среды.

Рассмотрим сравнительную эффективность описанных способов регулирования на примере работы конкретной холодильной установки (централи) на R404А, включающей пять компрессоров Copeland (модель D8DH-500X) и два конденсатора Guentner (модель GVH090.2B/2×2-N(D).E), работающей в Волгограде.

Профиль изменения температуры окружающей среды соответствует региону установки оборудования. Вентиляторы конденсаторов снабжены устройствами для регулирования частоты вращения. Минимально допустимая температура конденсации (по «конверту» области применения компрессора) составляет +10 °С. В качестве терморегулирующего устройства применяется электрический расширительный клапан. Вентиляторы воздухоохладителей не регулировались, но, так как в обоих случаях они вносили одинаковый вклад в годовое потребление электроэнергии, расчеты выполнялись без учета их энергопотребления. Были выполнены расчеты годового энергопотребления холодильной установкой для двух вариантов регулирования давления конденсации с «плавающей» температурой конденсации и двух вариантов с фиксированной уставкой температуры конденсации. Вариант 1 – регулирование с «плавающей» температурой конденсации, при котором в конденсаторе поддерживается разность 15 К между температурами конденсации и окружающей среды. Вариант 2 – регулирование с фиксированной уставкой температуры конденсации +45 °С. Вариант 3 – регулирование с фиксированной уставкой температуры конденсации +10 °С. Вариант 4 – регулирование с «плавающей» температурой конденсации, при котором в конденсаторе поддерживается разность 10 К между температурами конденсации и окружающей среды

Результаты расчета приведены в таблице

Поскольку конденсаторы, как правило, подбираются с запасом, то при расчетной нагрузке на конденсатор расчетная разность температур в нем меньше разности температур по данным завода–изготовителя теплообменного оборудования. Для нахождения реальной температуры конденсации в расчете используется минимальная разность температур конденсации и окружающего воздуха, полученная по расчетной нагрузке. Все результаты расчетов приведены в таблице. Вариант 2 (фиксированная уставка температуры конденсации +45 °С) принят за базовый (как самый распространенный способ регулирования давления конденсации) и потенциал экономии электроэнергии рассчитывался относительно этого варианта. Как видно из таблицы, при уставке +10 °С (вариант 3) потребление электроэнергии вентиляторами конденсатора является максимальным, а компрессорами – минимальным. В этом случае экономия электроэнергии составляет 46,06 % по сравнению с базовым вариантом и является максимальной. Если возвратиться к вопросу о том, что эффективнее: применение «плавающей» температуры конденсации или фиксированной минимальной уставки, то из сравнения вариантов 3 и 4 видно, что потребление электроэнергии при минимальной фиксированной уставке температуры конденсации +10 °Сна 1,52 % меньше, чем при использовании «плавающей» температуры конденсации

Применение метода фиксированной минимальной уставки позволяет получить такую же экономию электроэнергии с помощью устройств, которыми стандартно оснащается холодильная установка. При этом в процессе регулирования давления конденсации с целью повышения энергоэффективности установки нет необходимости использовать дополнительно контроллер со специальным алгоритмом и датчик температуры

В следующей публикации мы рассмотрим откуда появилась рекомендованная разница температур в конденсаторе и чем следует руководствоваться при ее выборе.

Автор: Талызин Максим Сергеевич,
кандидат технических наук,
академик Международной Академии Холода,
эксперт в области систем холодоснабжения
talyzin_maxim@mail.ru