Высокоэффективные воздухоохладители Kelvion для фруктохранилищ: экономия электроэнергии и эффективное сохранение веса фруктов

В двух одинаковых камерах  хранения фруктов были проведены «полевые» испытаниях двух воздухоохладителей с целью сравнения нового типа высокоэффективного воздухоохладителя Kelvion с обычным воздухоохладителем. В камере с воздухоохладителем нового типа, где груши хранились в течение 255 дней, удалось сэкономить 45 % электроэнергии. В этой же камере груши теряли меньше влаги, что позволило сохранить больший вес хранимого продукта и обеспечить производителю дополнительный доход.

В статье мы расскажем подробнее об этом проекте, реализованном в Нидерландах.

В современном мире все больше внимания уделяется правильному питанию и сбалансированному рациону, в который входят свежие фрукты и овощи. Для того, чтобы потребители могли приобретать качественную продукцию, производители должны обеспечить надежное и эффективное хранение собранного урожая. Поэтому к современным хранилищам предъявляются все более серьезные требования по обеспечению качества, длительности хранения плодоовощной продукции и энергоэффективности холодильной системы.

 Рис.1. Воздухоохладитель Kelvion VNS 

Воздухоохладитель – один из ключевых компонентов, позволяющий сохранить продукцию с наименьшими потерями веса и качества, поэтому к нему предъявляются повышенные требования:

• Длина аппарата должна примерно соответствовать ширине холодильной камеры, а холодопроизводительность, расход  и длина струи воздуха должны соответствовать глубине и степени ее загрузки.

• Количество воздуха, которое вентиляторы должны обеспечивать, должно быть регулируемым. Это важно, потому что степень загрузки камеры варьируется. Например, во время этапа охлаждения существует потребность в дополнительной охлаждающей мощности и, следовательно, в дополнительном количестве воздуха, т. е. требуется большая кратность воздухообмена.

• Процесс охлаждения неупакованной продукции всегда сопровождается осушением, что неблагоприятно для хранения фруктов и овощей, содержание влаги в которых необходимо максимально сохранить. Поэтому охлаждение следует проводить в кратчайшие сроки: чем быстрее, тем меньше усушка продукта.

Рис.2 Воздухоохладитель VNS. Чертеж.

• Воздухоохладитель, вентиляторы которого работают «на продув» (рис.2), в большинстве случаев исключает необходимость в системах дополнительного увлажнения.

 Новый воздухоохладитель Kelvion LLK – это модификация существующих  воздухоохладителей агросерии VNS (рис.1), в конструктиве которых заложен «коридорный» трубный пучок 50х50  мм и используются гладкие трубки диаметром 15 мм. От стандартных моделей его отличает:

• нестандартный EC вентилятор

• наличие специального воздухозаборника со стороны всасывания воздуха и направляющего диффузора, которые оптимально распределяют воздух в холодильной камере.

Рис.3 Воздухоохладитель Kelvion LLK

EC[1] вентиляторы с увеличенным диаметром более энергоэффективны и на пониженных скоростях выделяют меньше тепла по сравнению с AC вентиляторами.

Таким образом, в камеру хранения поступает меньше тепла, что сокращает время охлаждения и экономит электроэнергию.  Больший диаметр ЕС вентиляторов позволяет снизить скорость, на 25-50% повышая энергоэффективность.

Оптимально распределенный поток воздуха к блоку охлаждения позволяет повысить температуру испарения хладагента на 1-1,5 ºC, примерно на 6% снижая потребление энергии компрессорами. Все это, вместе с улучшенным воздухозаборником и оптимальной теплопередачей воздуха в теплообменнике (благодаря оптимизации распределения воздуха), приводит к значительному повышению эффективности работы холодильной системы в целом. Для улучшения циркуляции воздуха в холодильной камере возможна дополнительная установка спойлеров на потолке холодильной камеры.

Реализация всех описанных выше мероприятий обеспечивает следующие преимущества:

• Улучшение продува теплообменного блока за счет оптимального распределения воздуха по камере нагнетания воздуха перед ним как при максимальных, так и при минимальных расходах воздуха.

• Более равномерный ламинарный поток воздуха проходит через ребра охлаждающего блока.

• Повышенная производительность благодаря лучшему распределению воздуха.

• Равномерное температурное поле в камере хранения.

• Равномерное инееобразование на теплообменном блоке, что сокращает время его оттаивания и снижает потребление электроэнергии.

• Эффективнее работает эффект Коанда для распределения воздуха вдоль потолка.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ

В Нидерландах разработана и успешно работает программа субсидирования реализации энергоэффективных решений.

Воздухоохладители Kelvion для фруктовых холодильных камер включены в перечень субсидируемого оборудования под кодом 220226, что позволяет получить 13,5 % от инвестиционной стоимости в виде чистой субсидии по схеме энергетических разрешений (ОВОС). Этот же код применяется к установкам с ГФУ в качестве хладагента, в которых установлен этот энергоэффективный воздухоохладитель.

Приведем описание проекта с высокоэффективными воздухоохладителями Kelvion на холодильном складе «WFO» в Цваагийк-Оосте. Аналогичный проект был разработан экспертами Kelvion и в распределительном и упаковочном центре «Tolpoort» в Хугкарспеле. Оба проекта выполнены на базе аммиачной холодильной системы (R717).

В ходе работы над проектом WFO сравнивалось энергопотребление двух холодильных камер.

Первая была оснащена новым энергоэффективным воздухоохладителем Kelvion. Энергопотребление одного EC вентилятора составляет 225 Вт при высокой скорости вращения и 55 Вт при низкой.

Во второй холодильной камере охлаждение осуществлялось стандартным воздухоохладителем из нержавеющей стали другого голландского производителя. В его составе шесть двухскоростных («треугольник»/«звезда») AC вентиляторов, каждый из которых потребляет 500 Вт на высокой скорости вращения во время цикла охлаждения и 150 Вт на низкой скорости во время цикла хранения.

Исследование проводилось в течение одного сезона хранения (255 дней или 8,5 месяцев) 200 тонн груш сорта «Конферанц». Результаты, приведенные в таблицах 1, 2 и 3, показывают, что вышеупомянутая 45% экономия достигается с помощью высокоэффективного воздухоохладителя за счет экономии электропотребления вентиляторов и компрессоров холодильной системы.

Снижение потери влаги фруктами наглядно видно из количества сливаемой воды через дренажную систему. В течение сезона хранения из камеры с новым воздухоохладителем Kelvion было удалено на 21% меньше конденсата, чем из другой камеры (4 325 л против 5 484 л), то есть  потеря влаги от момента загрузки до момента завершения исследования на 0,58% меньше. На первый взгляд эта величина кажется несущественной, но если пересчитать весь заложенный объем в 200 тонн груш, то получается, что мы избежали потерь в 1 160 килограмм.

При цене за килограмм € 0,50 дополнительных доход для производителя составит € 580!

Но 200 тонн – это достаточно небольшое хранилище. Нетрудно подсчитать экономические потери только за счет усушки, если объем хранилищ составляет, к примеру, 20 камер по 200 тонн каждая.

Таким образом, приведенный проект наглядно показывает, что современное энергоэффективное оборудование позволяет производителям не только экономить на энергопотреблении, но получать дополнительный доход благодаря улучшению условий хранения сельхозпродукции.

Эксперты в теплообмене Kelvion всегда готовы предложить современные решения задач теплообмена для повышения эффективности Вашего производства и роста прибыли Вашего бизнеса.

Таблица 1. Потребление энергии вентиляторами воздухоохладителя

¹ Приблизительно 200 тонн груш (охлаждение и хранение), срок хранения 255 дней.

Таблица 2. Расход энергии компрессора ⁴

¹ При DT1 =6 K. Режим «хранение».

² При 20 циклах в сутки ,в среднем по 6,3 минуты каждый.

³ При 30 циклах в сутки ,в среднем 5,2 минуты каждый.

⁴ Основано на среднем КПД .Потребление энергии, исключая потребление насосов хладагента и вентиляторов конденсатора с воздушным охлаждением.

Таблица 3. Потребление энергии на тонну продукта в сутки ¹

¹ Рассчитано на 200 тонн груш (охлаждение и хранение)  срок хранения 255 дней.

Характеристики сравниваемых воздухоохладителей

[1] ЕС-двигатель – это бесколлекторный синхронный двигатель со встроенным электронным управлением или бесщеточным двигателем постоянного тока. Вентиляторы, построенные на базе данного двигателя, называются ЕС-вентиляторами.