Рекуперация тепла от торгового холодильного оборудования.

Система рекуперации тепла, производимого холодильными установками, дает возможность эффективно сэкономить на эксплуатационных расходах и поддерживать необходимый температурный режим в помещениях без помощи системы отопления.

Многие компании вынуждены искать способы снизить потребляемое количество электроэнергии, а высокая стоимость энергоресурсов делает этот поиск способом выживания на рынке. При этом торговое холодильное оборудование для центрального или выносного холодоснабжения в супермаркетах выделяет достаточно большое количество тепла, за счет которого появляются возможности для энергосбережения.

Не секрет, что одной из значительных статей расходов крупного продовольственного магазина является плата за электроэнергию, потребляемую холодильным и другим торговым оборудованием.

Многие компании сегодня вынуждены искать способы максимально снизить потребляемое количество электроэнергии, а высокая стоимость энергоресурсов, которая непрерывно движется вверх, делает этот поиск способом выживания на рынке. При этом холодильные установки для центрального или выносного холодоснабжения в супермаркетах выделяют достаточно большое количество тепла, которое в процессе конденсации хладагента чаще всего утилизируется в окружающую среду. Именно за счет этого тепла появляются возможности для энергосбережения в промышленности и торговле.

На Западе уже давно и повсеместно применяются системы рекуперации тепла, выделяемого холодильными установками. На отечественном рынке в последнее время также отмечается рост интереса к, такого рода, системам. Система рекуперации тепла актуальна для объектов, на которых одновременно с потребностью в холодоснабжении существует потребность в горячем водоснабжении или отоплении. Таким объектом вполне может являться супермаркет или гипермаркет.

Рост цен на энергоносители, стремление к снижению эксплуатационных расходов, а также вопросы экологической безопасности приводят к увеличению использования различных систем энергосбережения в области холодильной техники и систем кондиционирования. Для снижения энергозатрат при работе холодильного оборудования в современных супермаркетах наряду с использованием менее энергоемкого торгово-холодильного оборудования, а также специальных компонентов автоматики и электронных систем управления все более широкое распространение находят системы утилизации тепла. Температура нагнетаемых паров хладагента в холодильных контурах достаточно высока, что приводит к образованию большого количества теплоты, которое чаще всего сбрасывается в атмосферу. Использование систем рекуперации тепла позволяет использовать эту теплоту для нагрева различных теплоносителей (воздуха, воды и т. п.)

Холодильное оборудование магазина вырабатывает достаточно большое количество тепла, которое складывается из тепла, отведенного из охлаждаемого объема, и тепла, присоединенного в процессе сжатия хладагента в многокомпрессорном агрегате. Чаще всего это тепло сбрасывается в атмосферу. Система рекуперации тепла позволяет использовать это тепло для нагрева воды от +10 до +60 °С, используя около 20 % тепла, вырабатываемого холодильным оборудованием. Нагрузка на холодильные машины магазинов в течение года остается практически постоянной. Для низкотемпературной системы колебания нагрузки составляют около 10 %, а для среднетемпературной — около 20–25 %. Таким образом, в некоторых случаях система рекуперации тепла позволяет полностью отказаться от горячего водоснабжения на объекте.

ТЕХНОЛОГИЯ РЕКУПЕРАЦИИ

Суть системы рекуперации заключается в улавливании и эффективном использовании теплоты, которая обычно отводится на конденсаторе холодильной установки в атмосферу, При этом тепло может быть направлено на обогрев газов (атмосфера помещений), жидкостей и твердых тел. Любой пользователь холода должен понимать, что та энергия, которая отводится в атмосферу на конденсаторе, может быть использована. Это может быть обогрев помещений, расположенных в непосредственной близости от холодильных установок, обогрев технической воды, нагрев разного рода теплоносителей, использование теплоты в технологических процессах. Ряд ограничений, связанных в первую очередь с низкой потенциальностью данной энергии, возможно избежать, используя самое современное и эффективное теплообменное оборудование и автоматику, а также нестандартные решения.

Система рекуперации тепла — это, переводя на разговорный язык, возращение тепла обратно.В системах холодоснабжения образуется некоторое количество тепла в процессе сжатия компрессором паров хладагента, поступающего из испарительной системы. В дальнейшем этот нагретый и сжатый пар по трубопроводам поступает в конденсатор, где охлаждается и сжижается. И вот на этом участке и устанавливается дополнительный теплообменник, в который с одной стороны поступает горячий пар хладагента, а с другой в противоток нему — теплоноситель (вода, этиленгликоль, пропиленгликоль). В данном теплообменнике происходит передача тепла от пара к теплоносителю и аккумулирование этого тепла в баке-накопителе. Из бака-накопителя теплоноситель может расходоваться на различные хозяйственные нужды. Температуру носителя можно сделать любой, изменяя при выборе теплообменника его характеристики, обычно добиваются температуры +50...+60 °C.(схема 1)

В большинстве случаев теплоноситель используется:

- для подогрева холодной воды, идущей на санитарно-хозяйственные нужды;

- для подогрева воды в системах вентиляции и отопления;

- на ледовых аренах для таяния снега;

- в приточно-вытяжной вентиляции;

- в любой системе отопления.

В качестве примера рассмотрим использование теплоты перегрева, выделяемой ЦХМ, для организации горячего водоснабжения (ГВС) в супермаркете с торговой площадью 1200 м2, Хладоснабжение на объекте осуществляется двумя многокомпрессорными холодильными агрегатами. Система утилизации тепла состоит из двух (для средне- и низкотемпературных контуров) кожухотрубных теплообменников с центробежными насосами и теплоизоляционного бака-аккумулятора (накопительный водонагреватель). Холодная вода с температурой около +10°С из водопровода поступает в аккумуляторный бак, откуда с помощью циркуляционных насосов подается в теплообменники, где за счет нагнетающих паров хладагента нагревается до +55...+60°С, после чего распределяется по потребителям.

Холодопроизводительность среднетемпературной установки — 94 кВт при температуре кипения -10°С, низкотемпературной — 26 кВт при температуре кипения -35°С и температуре конденсации +40°С. Теплота перегрева, выделяемая работающими централями, составит соответственно 31,4 и 13,8 кВт. Суммарная теплота, которую можно использовать для нагрева воды, 45,2 кВт. В результате расчетов получаем, что общий объем воды, который можно нагреть в рекуператорах от +10 до +55°С, равно 0,24 кг/с. Если учесть коэффициент рабочего времени, частоту и продолжительность периодов оттайки и прочее — получаем около 600 л/ч, что позволит обеспечить супермаркет с торговой площадью 1200 м2 горячей водой для технических нужд.

В случае использования для получения этого же количества горячей воды водонагревающих элементов годовая потребность в электроэнергии составит 274363,2 кВт·ч. В то время как достаточно простой анализ показывает, что несущественные затраты на дополнительное оборудование на начальном этапе позволят в дальнейшем получать экономическую выгоду от тепла, выделяемого уже существующим оборудованием, а не выбрасывать его в окружающую среду. Система утилизации тепла проста в монтаже и эксплуатации, и единственным необходимым условием является наличие центральной системы холодного водоснабжения. А период окупаемости составит не более 1,5 лет.

Наша компания устанавливает системы рекуперации. Система рекуперации тепла состоит из теплообменника или нескольких теплообменников, подключаемых параллельно, и теплового пункта. В состав теплового пункта входят бак-аккумулятор, разборный пластинчатый теплообменник, свой циркуляционный насос, балансировочный клапан, клапан аварийного сброса давления, термометр. Теплообменник устанавливается в линии нагнетания холодильной установки и обеспечивает нагрев промежуточного теплоносителя (воды) от +35 до +65°С. Контур промежуточного теплоносителя подсоединяется к теплообменнику, входящему в состав теплового пункта, который в свою очередь обеспечивает нагрев воды от +10 до +60°С для нужд ГВС.

Каждый теплообменник комплектуется термостатическим клапаном AVTA или WVTS, который поддерживает постоянную температуру промежуточного теплоносителя при изменении производительности холодильной установки, гарантируя, таким образом, температуру воды на выходе из системы рекуперации +60°С.

Подбор комплектующих системы рекуперации тепла предпочтительнее осуществлять исходя из потребностей конкретного объекта. В этом случае капитальные затраты на комплектующие будут минимальны и сроки окупаемости системы рекуперации составят от полугода до двух лет.

Стоимость систем рекуперации в настоящий момент достаточно высока, Если сравнить по цене бойлер с электрообогревом и аналогичное устройство, нагревающее воду горячими парами хладагента, то обычный электронагреватель окажется дешевле в 3-4 раза, но он регулярно будет потреблять далеко не бесплатную электроэнергию. А если допустить, что на объекте дефицит электричества? Мы тут же получаем огромное количество положительных эмоций от системы рекуперации: экономия электричества, горячая вода без затрат на обогрев, снижение электрической нагрузки. Как правило, рекуперация окупается за 1-2 года (только экономия электроэнергии) при сроке службы 7-10 лет.

Инженеры нашей компании имеют большой опыт проектирования подобных систем, а монтажники уже не раз собирали их на объектах. Только индивидуальный подход и высокий профессионализм сделают системы рекуперации доступными и по-настоящему эффективными.

нагрев технической воды.

В современных торговых центрах и супермаркетах, где в большом количестве имеются и точки общепита, и системы приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования, применение систем рекуперации тепла может быть оправданно, если на объекте имеется собственная котельная с возможностью приготовления горячей воды для всех перечисленных выше потребителей, Прямая экономия на энергоносителе для этой котельной будет при этом очевидной .

Принятие решения об использовании рекуперации носит в каждом случае индивидуальный характер но в любом случае оно несёт лишь положительные эмоции принявшему решение.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet