Анализ эффективности работающих холодильных установок

Вернемся к анализу эффективности работы и разберем методику анализа эффективности работающих холодильных установок.

Методика разработана Т. Кёберле и М. П. Беккером (Университет прикладных наук, Институт строительства и энергетических систем г. Биберах).

Авторы делают упор на применение методики для анализа работающих установок, что делает невозможным его применение на этапе проектирования.

Авторы применяют следующие принципы:

• четкая идентификация показателей энергоэффективности;

• четкое определение объема рассматриваемой системы с определением системных границ;

• разработка четких и ограничивающих принципов измерения.

Для выполнения расчета показателей эффективности холодильная машина, установка или система в целом рассматривается как «черный ящик». Расчет факторов эффективности производится в разных границах как отношение холодопроизводительности к потребляемой мощности. Эти показатели должны измеряться непрерывно в процессе работы.

Для анализа вводятся два новых показателя эффективности:

полный (общий) коэффициент преобразования TCOP — определяется как отношение полезной холодопроизводительности Q_o, деленной на общее потребление электроэнергии P_el

полный (общий) фактор энергоэффективности TEPF Вернемся к анализу эффективности работы и разберем методику анализа эффективности работающих холодильных установок.

Методика разработана Т. Кёберле и М. П. Беккером (Университет прикладных наук, Институт строительства и энергетических систем г. Биберах).

Авторы делают упор на применение методики для анализа работающих установок, что делает невозможным его применение на этапе проектирования. определяется как отношение холодопроизводительности к необходимой электроэнергии.

TEPF является сезонным фактором, для которого выбранным периодом времени может быть день, неделя, месяц, год или любой другой период. TEPF позволяет осуществлять оценку холодильной машины, установки или холодильной системы в целом в ходе непрерывной работы за счет включения в коэффициент всей электрической энергии и полезной холодопроизводительности.

Для обоих представленных показателей эффективности возможно выполнить измерение и расчет для каждой холодильной системы. Принцип измерения для расчета показателей эффективности требует непрерывного наблюдения и регистрации данных по соответствующим технологическим и энергетическим параметрам, и имеет следующую структуру:

• непрерывное и непосредственное измерение электрической мощности всех элементов;

• непрерывное и непосредственное измерение используемой холодопроизводительности при помощи калориметра или другого альтернативного варианта;

• принцип косвенного измерения параметров узловых точек холодильного цикла на основе измерений температур и давлений и известных характеристик компрессора;

• расчет TCOP и TEPF по уравнениям 1 и 2 на протяжении выбранного периода.

Сравнение по этим показателям проводится в рамках четко определенных границ. При этом, вся холодильная система может быть разделена на несколько частей (Рис.1).

Рис. 1.

В качестве примера на Рис. 2 и 3 показана схема установки и результат оценки эффективности.

Рис. 2. Принципиальная схема холодильной системы

Рис. 3. Результаты анализа

Как и ожидалось, наивысший коэффициент преобразования имеет холодильная машина, при значении TCOP_I = 4. Причина этого заключается в том, что граница холодильной машины содержит наименьшее количество потребителей электроэнергии. При расширении границы коэффициент преобразования неизбежно уменьшается. Коэффициент преобразования для холодильной установки TCOP_II = 3.6, а для холодильной системы TCOP_III= 3.4. Все факторы эффективности (TEPF) значительно ниже, чем коэффициенты преобразования (TCOP) для одной и той же границы. Причина этого — потери в распределительных щитах и непрерывно работающих насосах.

Как отмечают авторы, только небольшое количество холодильных установок оснащены оборудованием для реализации данного метода. Поэтому ими был разработан переносной измерительный комплекс, позволяющий производить измерения температуры (16 датчиков), давления (6 датчиков), мощности (трехфазные измерители электрической мощности 4 шт.). Также к комплексу можно подключить калориметр или аналогичное устройство, которое через аналоговый вход может передавать показания на комплекс.

Все параметры записываются в реальном времени с определенным интервалом. Для расчета и отображения данных разработано программное обеспечение.

1. Отсутствует возможность анализа холодильной системы на этапе проектирования;
2. Невозможно осуществить анализ с помощью штатно устанавливаемого оборудования, требуется специальный измерительный комплекс;
3. Измерение холодопроизводительности представляет сложность, особенно при количестве потребителей больше или равным 2, что вызвано ограничением в конструкции измерительного комплекса;
4. Невозможно получить информацию о компонентах или процессах системы, требующих улучшения работы;
5. Используя данные показатели, невозможно сравнить эффективность двух холодильных систем.

кандидат технических наук,
академик Международной Академии Холода,
эксперт в области систем холодоснабжения
talyzin_maxim@mail.ru