Система охлаждения для эффективного использования энергетических ресурсов
Добавлено: 15 ноя 2017, 14:07
Индустрия пластмасс, и особенно литье под давлением - это развивающийся рынок с большим потенциалом. Но, к сожалению, энергетическое обеспечение производственных процессов связано со значительными затратами. А постоянно повышающиеся стоимость энергии и сырья вынуждают повышать цену на продукцию. Все это в условиях высокой конкуренции требует изыскания решений по сохранению конкурентоспособности продукции за счёт экономии энергии. Особенно это актуально для охлаждения, как одного из самых энергоёмких процессов. А как сэкономить электроэнергию на системе охлаждения? Нужно организовать наиболее энергоэффективную схему.
На самом деле, тут ничего сложного! По большому счёту, нужно лишь рассчитать необходимую мощность охлаждения при заданной наименьшей температуре воды на выходе. Затем рассмотреть и сравнить возможные схемы, учитывая свойственные им эксплуатационные расходы. Вот, казалось бы, и всё! Однако было бы ещё полезно определить потенциал «лишней» энергии, которая обычно выпускается в окружающую среду, и решить, возможно ли использовать эту энергию для других процессов или для отопления здания? Потому что кроме обеспечения производственного процесса, важно создать комфортные условия для персонала. Только в комфортных температурных условиях достигается высокое качество труда. Летом приходится отводить избыточное тепло, а зимой это тепло целесообразно использовать для отопления части помещений.
Если всё так просто, тогда почему энергоэффективные системы не внедряются в массовом порядке, спросите Вы? Потому что сумма инвестиций в экономичную систему значительно выше по сравнению с обычным чиллером воздушного охлаждения. Мало того, что самого «железа» больше, ещё требуется монтаж и обслуживание, выполняемые квалифицированными специалистами. Однако, эксплуатационные расходы меньше. И, соответственно, ниже суммарная стоимость оборудования, складывающаяся из инвестиций и текущих затрат в течение всего срока эксплуатации.
Итак, сравним энергетическую эффективность различных систем охлаждения на примере. Дано: цех литья под давлением. Требуемая мощность охлаждения всего парка оборудования – 235 кВт. Из них на контур пресс-форм приходятся - 87 кВт, на контур гидравлики - 148 кВт. При этом, в контуре пресс-форм необходима температура воды 15°С, а в контуре гидравлики она не должна превышать 30°С.
Какие варианты систем охлаждения возможны?
1) Стандартное решение – это, одноконтурная система на основе чиллера воздушного охлаждения. Это наименее экономичное решение, так как, компрессор (самый «прожорливый» потребитель энергии) будет задействован в течение всего времени производства.
2) В качестве простой, но более эффективной альтернативы можно применить систему из двух автономных контуров охлаждения: для пресс-форм и гидравлики. Для контура пресс-форм, где требуется низкая температура воды, применяется чиллер, но уже меньшей мощности, а для охлаждения гидравлики – фрикулер. Следует отметить, что для возможности охлаждения машин с помощью фрикулера, штатный теплообменник гидравлической системы должен позволять работу с водой 30-35°С.
3) И есть системы, которые предлагают возможность сохранения и дальнейшего использования энергии без какого-либо ущерба для качества продукции.
Конденсатор воздушного охлаждения с функцией фрикулинга позволит нам снизить энергозатраты на охлаждение воды.
Говоря о стандартном решении (первый вариант), каковыми будут эксплуатационные расходы на чиллер мощностью 250 кВт?
К расчёту принято:
Время работы 6 800 ч/год
Стоимость электроэнергии 0,078 Евро/кВт ч
Необходимая мощность охлаждения 235 кВт (загрузка чиллера 94%).
В текущие расходы записываем стоимость электроэнергии для работы компрессора, насосов, вентиляторов, для обеспечения необходимых 235 кВт при температуре воды 15°С в течение 6 800 рабочих часов.
В результате получим 38 936 Евро/год.
Каковыми станут эксплуатационные расходы в случае применение чиллера с функцией фрикуллинга?
Ниже приводится климатический график. Правда он отражает ситуацию в Берлине, так как приведённый пример имел место где-то там. Тем не менее, в России во многих регионах климатические условия будут схожими.
Диаграмма показывает, что температура воды 15°С может быть обеспечена работой только фрикулера в течение 4 133 ч/год. На протяжении 2 128 ч/год требуется совместная работа чиллера и фрикулера. На работу исключительно чиллера приходится всего лишь 539 ч/год.
Другими словами, в течение 5 197 ч/год чиллер либо не работает вовсе, либо загружен частично.
Проведя расчёт эксплуатационных расходов, подобный применённому для работы чиллера в стандартной одноконтурной схеме, получим, что в случае применения фрикулера затраты составят 18 769 Евро в год.
Другими словами, по сравнению с суммой расходов на обеспечение круглогодичной работы компрессорного охладителя, затраты на работу энергоэффективной системы охлаждения на 52% меньше! Более, чем наполовину !
Однако применением двухконтурной системы охлаждения возможно добиться ещё лучшего результата. И здесь также существуют стандартный и инновационный варианты. Стандартная двухконтурная система охлаждения включает в себя чиллер для охлаждения пресс-форм и градирню для охлаждения гидравлики.
Инновационное же решение реализуется чиллером с выносным конденсатором, берущим на себя функцию фрикулера для предварительного охлаждения воды, и фрикулером для охлаждения гидравлики.
По сравнению со стандартной схемой, инновационная система охлаждения даёт возможность сэкономить 7 642 Евро/год на контуре пресс-форм и 10 868 Евро/год на контуре гидравлики.
Сравним последовательно расходы на все рассмотренные варианты систем охлаждения:
Стандартная одноконтурная система с температурой 15°С 38 936 Евро/год
Оптимизированная одноконтурная система с температурой 15°С 18 769 Евро/год
Оптимизированная двухконтурная система с температурами 15/30°С 15 764 Евро/год
Возможная экономия с одноконтурной системой 52%
Возможная экономия с двухконтурной системой 60%
Добавить нечего. Цифры говорят сами за себя.
Вероятно, Вы также задумываетесь над модернизацией системы охлаждения. И мы будем рады помочь Вам разработать максимально эффективную схему.
Вы получите решение с учётом Ваших климатических условий, технологических требований и потребностей прочих потребителей, на нужды которых может быть перенаправлена «лишняя» энергия.
На самом деле, тут ничего сложного! По большому счёту, нужно лишь рассчитать необходимую мощность охлаждения при заданной наименьшей температуре воды на выходе. Затем рассмотреть и сравнить возможные схемы, учитывая свойственные им эксплуатационные расходы. Вот, казалось бы, и всё! Однако было бы ещё полезно определить потенциал «лишней» энергии, которая обычно выпускается в окружающую среду, и решить, возможно ли использовать эту энергию для других процессов или для отопления здания? Потому что кроме обеспечения производственного процесса, важно создать комфортные условия для персонала. Только в комфортных температурных условиях достигается высокое качество труда. Летом приходится отводить избыточное тепло, а зимой это тепло целесообразно использовать для отопления части помещений.
Если всё так просто, тогда почему энергоэффективные системы не внедряются в массовом порядке, спросите Вы? Потому что сумма инвестиций в экономичную систему значительно выше по сравнению с обычным чиллером воздушного охлаждения. Мало того, что самого «железа» больше, ещё требуется монтаж и обслуживание, выполняемые квалифицированными специалистами. Однако, эксплуатационные расходы меньше. И, соответственно, ниже суммарная стоимость оборудования, складывающаяся из инвестиций и текущих затрат в течение всего срока эксплуатации.
Итак, сравним энергетическую эффективность различных систем охлаждения на примере. Дано: цех литья под давлением. Требуемая мощность охлаждения всего парка оборудования – 235 кВт. Из них на контур пресс-форм приходятся - 87 кВт, на контур гидравлики - 148 кВт. При этом, в контуре пресс-форм необходима температура воды 15°С, а в контуре гидравлики она не должна превышать 30°С.
Какие варианты систем охлаждения возможны?
1) Стандартное решение – это, одноконтурная система на основе чиллера воздушного охлаждения. Это наименее экономичное решение, так как, компрессор (самый «прожорливый» потребитель энергии) будет задействован в течение всего времени производства.
2) В качестве простой, но более эффективной альтернативы можно применить систему из двух автономных контуров охлаждения: для пресс-форм и гидравлики. Для контура пресс-форм, где требуется низкая температура воды, применяется чиллер, но уже меньшей мощности, а для охлаждения гидравлики – фрикулер. Следует отметить, что для возможности охлаждения машин с помощью фрикулера, штатный теплообменник гидравлической системы должен позволять работу с водой 30-35°С.
3) И есть системы, которые предлагают возможность сохранения и дальнейшего использования энергии без какого-либо ущерба для качества продукции.
Конденсатор воздушного охлаждения с функцией фрикулинга позволит нам снизить энергозатраты на охлаждение воды.
Говоря о стандартном решении (первый вариант), каковыми будут эксплуатационные расходы на чиллер мощностью 250 кВт?
К расчёту принято:
Время работы 6 800 ч/год
Стоимость электроэнергии 0,078 Евро/кВт ч
Необходимая мощность охлаждения 235 кВт (загрузка чиллера 94%).
В текущие расходы записываем стоимость электроэнергии для работы компрессора, насосов, вентиляторов, для обеспечения необходимых 235 кВт при температуре воды 15°С в течение 6 800 рабочих часов.
В результате получим 38 936 Евро/год.
Каковыми станут эксплуатационные расходы в случае применение чиллера с функцией фрикуллинга?
Ниже приводится климатический график. Правда он отражает ситуацию в Берлине, так как приведённый пример имел место где-то там. Тем не менее, в России во многих регионах климатические условия будут схожими.
Диаграмма показывает, что температура воды 15°С может быть обеспечена работой только фрикулера в течение 4 133 ч/год. На протяжении 2 128 ч/год требуется совместная работа чиллера и фрикулера. На работу исключительно чиллера приходится всего лишь 539 ч/год.
Другими словами, в течение 5 197 ч/год чиллер либо не работает вовсе, либо загружен частично.
Проведя расчёт эксплуатационных расходов, подобный применённому для работы чиллера в стандартной одноконтурной схеме, получим, что в случае применения фрикулера затраты составят 18 769 Евро в год.
Другими словами, по сравнению с суммой расходов на обеспечение круглогодичной работы компрессорного охладителя, затраты на работу энергоэффективной системы охлаждения на 52% меньше! Более, чем наполовину !
Однако применением двухконтурной системы охлаждения возможно добиться ещё лучшего результата. И здесь также существуют стандартный и инновационный варианты. Стандартная двухконтурная система охлаждения включает в себя чиллер для охлаждения пресс-форм и градирню для охлаждения гидравлики.
Инновационное же решение реализуется чиллером с выносным конденсатором, берущим на себя функцию фрикулера для предварительного охлаждения воды, и фрикулером для охлаждения гидравлики.
По сравнению со стандартной схемой, инновационная система охлаждения даёт возможность сэкономить 7 642 Евро/год на контуре пресс-форм и 10 868 Евро/год на контуре гидравлики.
Сравним последовательно расходы на все рассмотренные варианты систем охлаждения:
Стандартная одноконтурная система с температурой 15°С 38 936 Евро/год
Оптимизированная одноконтурная система с температурой 15°С 18 769 Евро/год
Оптимизированная двухконтурная система с температурами 15/30°С 15 764 Евро/год
Возможная экономия с одноконтурной системой 52%
Возможная экономия с двухконтурной системой 60%
Добавить нечего. Цифры говорят сами за себя.
Вероятно, Вы также задумываетесь над модернизацией системы охлаждения. И мы будем рады помочь Вам разработать максимально эффективную схему.
Вы получите решение с учётом Ваших климатических условий, технологических требований и потребностей прочих потребителей, на нужды которых может быть перенаправлена «лишняя» энергия.