О путях снижения электрической мощности холодильной техники супермаркета

Супермаркеты и другие предприятия торговли зачастую испытывают огромные трудности, связанные с нехваткой энергоресурсов. Затраты некоторых магазинов на присоединение дополнительной электрической мощности составляют сотни тысяч долларов, а иногда получить недостающие киловатты просто невозможно. Снизить мощность электроустановки супермаркета до приемлемых значений помогает правильный выбор торгового холодильного оборудования и базовых компонентов системы центрального холодоснабжения.

На улицах старого города

В столице и в регионах довольно много пустующих торговых помещений, предлагаемых в долгосрочную аренду. Однако подобрать готовый объект, а тем более подходящий участок под застройку, имеющий значительный торговый потенциал, удобные подъездные пути и парковку, совсем не просто. Не всегда удается отыскать и торговые площади, электросеть которых позволит подключить достаточно мощное внутреннее и наружное освещение, приводы эскалаторов, дверей, системы вентиляции, кондиционирования и, конечно же, холодильную технику.

Энергообеспечение супермаркетов с соотношением продовольственных и непродовольственных товаров 80% к 20 осуществляется из расчета 90–100 Вт на каждый квадратный метр общей площади. Так, магазину самообслуживания площадью 3000 м2 требуется около 270–300 кВт. Если же на его территории есть кафе, пекарня, то к этой цифре прибавляется еще 50–100 кВт.

Ну а для гипермаркетов продовольственных товаров реальными являются цифры в 0,9–2,5мВт на каждый магазин.

На практике магазин зачастую обеспечен энергоресурсами из расчета не более 50–80 Вт на квадратный метр.

Если у сетевой компании имеются резервы для подведения дополнительной электрической мощности к электрооборудованию супермаркета, то его владельцам в столице приходится платить из расчета около 1–3 тыс.евро за каждый дополнительный кВт. В регионах цифры, конечно, заметно скромнее.

Однако чаще всего невозможность подключения мощного оборудования обусловлена ограничениями технического характера, оперативно устранить которые ретейлеры могут только после модернизации старой или строительства новой подстанции и линии электропередачи. Затраты на создание таких сооружений с нуля впечатляющие.

В ряде случаев, например, когда супермаркет предполагается открыть в историческом центре города, получить дополнительные киловатты бывает невозможно в принципе. Обустроить бизнес там можно только при условии, что суммарное энергопотребление супермаркета не выходит за рамки ранее выделенной на объект электрической мощности.

Что же делать, когда место под магазин (если не брать в расчет дефицит энергоснабжения) потенциально привлекательно? В этом случае логично искать ресурсы для снижения электрической мощности используемого оборудования. Зачастую ретейлерам удается решить эту проблему только за счет использования энергосберегающего торгового оборудования и энергоэффективных систем центрального холодоснабжения. Ведь на долю этой холодильной техники в общем случае приходится от 50 до 70% общих энергозатрат современного супермаркета.

Зал без излишеств

Первым этапом снижения электрической мощности холодильной техники является количественная оптимизация парка торгового и складского оборудования, потребляющего холод. К сожалению, в этом деле не всегда преуспевают штатные проектировщики компаний, специализирующихся на поставках торгового оборудования. Фантазия специалистов некоторых фирм, увы, не знает границ, в результате чего в новых магазинах завышается плотность размещения торгового оборудования, причем в проект закладывается самая разнообразная, порой ненужная ретейлеру, но весьма дорогая и энергоемкая техника.

Существенного снижения электрической мощности торгового и складского оборудования позволяет добиться отказ от использования ТЭНовой оттайки испарителей. Выгоднее применять технику, использующую теплоту конденсации хладагента. Для этого устанавливаются дополнительные магистрали, позволяющие направлять на оттаивание льда часть горячего газа, идущего на конденсатор центральной системы холодоснабжения.

Трубки, по которым к потребляющему холод оборудованию время от времени подаются горячие пары хладагента, обычно проходят внутри объема испарителей. Соответственно, нагрев последних происходит быстро и, главное, изнутри, сокращая скорость оттайки в два-три раза по сравнению с использованием тэнов, прокладываемых поверх испарителей.

Снижение электрической мощности холодильного оборудования магазина при использовании технологии оттайки испарителей горячими парами хладагента может составить от 5 до 30 кВт. Однако при эксплуатации подобной системы не следует экономить на ее сервисном обслуживании, к качеству которого она весьма требовательна.

Вряд ли оправданно применение торгового оборудования с тэнами антизапотевания витринных стекол. В настоящее время на рынке представлены более совершенные технологии. Логично, например, рассмотреть возможность использования стеллажей Perth производства концерна Arneg (Италия) со специальной пленкой Everclear, предотвращающей запотевание, и энергосберегающими вентиляторами.

Безусловно, все используемое оборудование должно иметь энергосберегающую подсветку на основе люминесцентных ламп или светодиодов, которые практически не дают дополнительных теплопритоков и потребляют минимум электроэнергии.

Что же касается товарных запасов на складе, то их следует хранить только в качественно теплоизолированных среднетемпературных и низкотемпературных холодильных камерах. От теплопоступлений извне должны быть защищены и другие закрытые объемы с отличающимися от торгового зала условиями, например, цеха мясных полуфабрикатов и кулинарных блюд. При остеклении этих помещений (если таковое предусмотрено проектом) для снижения затрачиваемой на их климатизацию холодильной и электрической мощности логично использовать К стекло, которое покрыто стойкой к механическому воздействию пленкой, отражающей инфракрасные лучи.

Резервы холодоснабжения

Система центрального холодоснабжения супермаркета или гипермаркета в условиях дефицита энергоресурсов обычно реализуется на базе холодильных централей. Эти установки, монтируемые в машинном отделении, или — реже — на улице, обеспечивают холодом все среднетемпературное и низкотемпературное холодильное оборудование супермаркета, а также систему кондиционирования. Централи обычно изготавливаются под конкретный объект и поставляются как изделия полной заводской готовности. Для каждой централи монтируется свой воздушный конденсатор для отвода тепловыделений в окружающую среду.

Практика показывает, что системы холодоснабжения на основе централей, особенно в сателлитном исполнении, когда на единой раме монтируется оборудование среднетемпературной и низкотемпературной станции, которое подключается к одному общему конденсатору, наиболее эффективно расходуют электроэнергию на производство холода по сравнению с другими способами холодоснабжения торгового оборудования — встроенными и выносными агрегатами. Кроме того, на предприятии торговли отпадает необходимость устанавливать в торговом зале мощную систему кондиционирования воздуха, без которой не обойтись при использовании холодильного оборудования со встроенными агрегатами. Все это способствует существенному снижению мощности энергопринимающих устройств магазина.

Возможностей для снижения электрической мощности централей без уменьшения их холодопроизводительности существует великое множество. Ни в коем случае не претендуя на полноту спектра технических решений, отметим лишь некоторые из них, наиболее очевидные для потенциального заказчика, позволяющие добиться снижения электрической мощности холодильной установки на 5–35%.

Прежде всего следует сказать об использовании в конструкции централей качественных высокоэффективных компонентов. Современные централи строятся на базе поршневых, винтовых и спиральных компрессоров. Наиболее широко в установках для супермаркетов применяются полугерметичные и герметичные поршневые компрессоры, обеспечивающие практически весь диапазон требуемых холодильных мощностей при приемлемом КПД и умеренной стоимости.

Однако в условиях дефицита энергообеспечения добиться максимально высокого КПД и существенно снизить энергопотребление централи в ряде случаев можно только при использовании спиральных компрессоров с впрыском пара, таких как Copeland ZF EVI от Emerson (Германия — США), обеспечивающих существенное, на десятки процентов, повышение производительности по сравнению с обычными спиральными компрессорами.

Для снижения пусковых токов и, как следствие, нагрузки на электросеть могут использоваться различные схемы разгруженного пуска компрессоров: звезда —две звезды, звезда — треугольник или же электронные устройства плавного пуска. В первую очередь это актуально при использовании в централях поршневых компрессоров.

Из представленных на рынке компрессоров, уже не первый год успешно эксплуатируемых в условиях нашего климата, хорошо зарекомендовали себя устройства Copeland, а также Bitzer (Германия), Dorin (Италия), Bock (Германия), Danfoss Maneurop (Франция), Frascold (Италия). Следует опасаться использования в централях дешевых китайских подделок, копирующих конструкцию изделий известных производителей и продающихся под марками, которые отличаются от популярных брендов лишь парой букв. В этом случае о соответствии заявленных параметров реальным, в том числе и по энергоэффективности, не может быть и речи.

Снижение потребляемой централью электрической мощности зависит не только от компрессоров, но и от конструкции и качества исполнения других ее компонентов.

Так, выносной воздушный конденсатор должен быть оборудован вентиляционным узлом с правильно спрофилированными крыльчатками, обеспечивающими эффективную подачу воздуха к теплообменным поверхностям, и электродвигателями с высоким КПД. Как вариант можно рассмотреть возможность использования воздушного конденсатора с пониженной теплоотдачей и меньшей мощностью двигателей, оснащенного на случай жаркого лета системой адиабатического увлажнения воздуха на входе. Правда, если содержание солей в воде достаточно высоко, дополнительно к системе адиабатического увлажнения может потребоваться система водоподготовки. Другой вариант — не имеющий вентиляторов водоохлаждаемый конденсатор, эффективно работающий при наличии на предприятии торговли доступного источника холодной воды для технических нужд с возможностью рециркуляции и канализации.

В идеале фильтры централи должны иметь если не нулевое, то минимально возможное сопротивление, так как по мере его роста неизбежно и увеличение потребляемой оборудованием электрической мощности.

Посильного вклада в дело снижения электрической мощности, очевидно, следует «требовать» и от других компонентов централи. В первую очередь — от приборов холодильной автоматики, управления и контроля.

Наряду с совершенствованием элементной базы централи не стоит забывать и об энергосберегающих опциях, которыми она может быть оборудована. Так, существенному снижению потребляемой мощности способствует оснащение сателлитных централей экономайзером (переохладителем), резко повышающим холодопроизводительность оборудования. По предварительным расчетам, уже одно это техническое решение при условии использования качественного компрессорного оборудования позволяет снизить электрическую мощность сателлитной централи на 10–30%!

Холодильные централи могут быть укомплектованы оборудованием, позволяющим получать горячую воду для бытовых или технологических нужд, в состав которого входит специальный теплообменник, теплоизолированный бак для воды, насос и шкаф управления. Это позволит отказаться от энергоемких электрических водонагревателей.

Практически полное использование теплоты конденсации горячих газов возможно при оснащении централи конденсатором с центробежным вентилятором, который монтируется в техническом помещении. Для его охлаждения используется, как правило, наружный воздух, который нагревается в конденсаторе и затем подается в системы воздушного отопления и вентиляции супермаркетов зимой и в переходный период, существенно снижая нагрузку на калорифер приточной установки.

Некоторые подходы к снижению эксплуатационных затрат

Затраты на покупку электроэнергии в современном супермаркете довольно скоро становятся сравнимы с затратами на покупку и установку холодильной техники. Поэтому ретейлеры, умеющие считать деньги, всеми путями стремятся снизить не только электрическую мощность холодильной техники, но и ее энергопотребление. Позаботиться об экономии полезно еще на этапе проектирования торгового зала и машинного отделения супермаркета, заложив для этого в проект соответствующее оборудование и технические решения.

Так, благодаря плавному регулированию холодопроизводительности компрессоров централь в каждый момент времени сможет выдавать ровно столько холода, сколько реально требуется холодильному оборудованию магазина.

Для регулирования частоты вращения вентиляторов конденсаторов специалисты рекомендуют использовать частотные преобразователи, что также поможет сэкономить электроэнергию и более точно поддерживать температуру конденсации.

Отказ от традиционных ТРВ в пользу электронных терморегулирующих вентилей и соответствующей автоматики позволит при правильной настройке системы снизить потребление электроэнергии, необходимой для централей супермаркета в осенне-зимний период. Лидером в производстве таких вентилей сейчас безусловно является итальянская компания Carel.

Если торговое оборудование оснащено тэнами антизапотевания и оттайки, ресурс энергосбережения кроется в использовании интеллектуальных режимов работы этих энергоемких устройств, которые благодаря запрограммированной системе управления будут включаться только по мере надобности.

Значительные резервы экономии могут быть обеспечены конструктивными особенностями торгового оборудования, например, витрин, имеющих качественную теплоизоляцию, а по возможности — стеклянное покрытие или двери с герметичным притвором для снижения интенсивности теплопритоков. Микроклимат внутри такого оборудования будет стабилен даже при существенных колебаниях температуры, относительной влажности, освещенности и подвижности воздуха в торговом зале.

Идеальным решением для выделения температурной зоны хранения замороженных и охлажденных продуктов в торговом зале крупного супермаркета является установка по периметру этой зоны (или в проемах дверей, отделяющих зону «холода» от торгового зала) воздушных завес без подогрева воздуха.

Наконец, во избежание повышенного энергопотребления в процессе эксплуатации желательно соблюдать элементарные правила по размещению техники. Так, не следует устанавливать потребляющее холод оборудование ближе 2 метров к отопительным приборам, под прямыми солнечными лучами, на сквозняках, вызываемых открыванием дверей, окон или системами искусственного климата, а также в помещениях с повышенной сыростью. Температура в торговом зале не должна превышать 25°C.

Вместо заключения

Задача снижения электрической мощности холодильного оборудования супермаркета является многофакторной и требует взвешенного подхода к ее решению. В ряде случаев наряду с оптимизацией холодильной техники в проект выгодно закладывать энергосберегающее освещение и другое энергоэффективное оборудование. Особого внимания заслуживает и собственная энергетика — будь то дизельные электростанции для нивелирования пиковых нагрузок или же собственная электростанция на основе когенерационной установки.

Все приведенные здесь способы снижения электрической мощности холодильного оборудования целесообразно использовать в комбинациях, позволяющих получить максимальный экономический эффект.

Правила использования материалов сайта