Системы создания микроклимата современного здания, в том
числе системы холодоснабжения, расходуют около половины
всей потребляемой зданием электроэнергии. Для некоторых
зданий, например крупных розничных магазинов, этот процент
еще выше и, с учетом торгового холодильного оборудования,
может превышать 70-80%.
Традиционно производительность холодильного оборудования подбирается на пиковую нагрузку. В действительности, время работы холодильных машин со 100% загрузкой составляет лишь около 3% от общего времени их работы. Каждый киловатт установленной электрической мощности – это плата за подключение к электросетям + плата за расходуемую электроэнергию + стоимость электрооборудования.В условиях экономического кризиса, и ужесточения тарифов на электрическую энергию, для участников строительства особую актуальность приобретает проблема оптимизации
перечисленных затрат и повышения энергоэффективности систем охлаждения зданий. Настоящая статья посвящена энергосберегающим системам CRISTOPIA
STL, производимым французской промышленной группой CIAT. CRISTOPIA– это технология аккумулирования холода, которая позволяет снизить установленную мощность холодильного оборудования на 30-70% и, таким образом, сократить затраты на холодильный центр, прежде всего, за счет следующих двух составляющих:
• Сокращения капиталовложений при подключении объекта к электросетям, за счет подключения меньшей электрической мощности.
Таблица 1. Сравнение инвестиций при применении энергосберегающей системы CRISTOPIA STL и традиционной системы
Рисунок 2
• Снижения стоимости эксплуатации
системы холодоснабжения.
Если говорить более подробно, данная технология позволяет:
• Снизить плату за подключение к электросетям.
• Снизить энергопотребление холодильными машинами: машины работают постоянно со 100% загрузкой и максимальным КПД (EER).
• Оптимизировать энергопотребление во времени за счет работы холодильных машин в межпиковый период (ночью).
• Таким образом, снизить плату за электроэнергию за счет ночного тарифа и работы холодильных машин с максимальным КПД.
• Вписаться в существующий лимит электрической мощности.
• Уменьшить нагрузку на распре- делительные сети (экономия на подстанции, силовых кабелях и т.д.).
• Высвободить электрические мощности для других потребителей.
• Создать надежный резерв источника холода.
• Повысить холодопроизводительность существующей системы.
• Повысить надежность системы холодоснабжения: меньше типоразмеры оборудования, объем хладагента меньше на 50-80%, выше ресурс оборудования.
• Уменьшить загрязнение окружаю-
щей среды при эксплуатации системы холодоснабжения.
• Упростить и удешевить техобслуживание: меньше размер холодильных машин; баки-аккумуляторы холода не требуют техобслуживания.
• Осуществлять WEB-мониторинг системы STL. Это позволяет службе эксплуатации получать информацию о работе системы непосредственно от поставщика в режиме реального времени.
сравнение инвестиций при применении Энергосберегающей системы CRISTOPIA STL и традиционной системы Рассмотрим инвестиции в основное оборудование и технологическое подключение к электросетям на примере холодильного центра офисного здания с пиковой холодильной нагрузкой око- ло1000 кВт (Таблица 1).
КаК Это работает?
Традиционная схема (рис. 1)
В качестве примера условно показа- на холодильная машина с воздушным охлаждением конденсатора, работающая в первичном контуре с промежуточным теплообменником. Контур заполнен незамерзающим холодоносителем. Во вторичном контуре между
теплообменником и потребителями
холода циркулирует вода.
Схема с аккумулятором холода STL (рис. 2)
Для аккумулирования тепловой энергии используется скрытая теплота фазового перехода и частично явная теплота за счет охлаждения жидкости и льда. Достигаемая плотность аккумуляции – на порядок выше, чем при использовании запаса охлажденной воды.
Аккумулятор холода представляет собой теплоизолированный бак (или несколько баков) заполненный герметичными капсулами из полиэтилена высокой плотности. Внутри капсул находится жидкость, меняющая фазовое состояние (водные растворы солей) – Phase Change Material. В аккумуляторе, между капсул заполнителя циркулирует холодоноситель – как правило, водный раствор гликоля. Во время зарядки аккумулятора холодоноси- тель замораживает жидкость внутри капсул. В процессе разрядки, когда снимается пик нагрузки, лед в капсу- лах тает, отбирая тепло у холодоноси- теля. Холодильная машина работает с двумя температурными уставками. Днем, в рабочие часы машина рабо- тает в режиме прямого охлаждения, с положительной температурой холо- доносителя, ночью – с отрицательной температурой, заряжая аккумулятор.
Таблица 2. Сравнение CRISTOPIA STL с технологией накопления энергии Ice-on-coil
Области применения
Для решения задач в различных областях используется заполнитель с разной температурой фазового перехода. Предлагаемый диапазон температуры очень широк: от -33°С до +27°С.
В системах комфортного кондиционирования воздуха используется фазовый переход при 0°С. Более низкие значения температуры фазо- вого перехода находят применение в различных отраслях промышленности, в предприятиях торговли, обществен- ного питания, аэропортах, ледовых дворцах, больницах и т.д. Капсулы с температурой фазового перехода
+27°С предназначены для тепловых насосов с передачей тепла от воды к воздуху, работающих в замкнутом водяном контуре.
Энергосберегающие системы CRISTOPIA STL уже более 25 лет успешно эксплуатируются на более чем 1500 объектах по всему миру – в Европе, Азии, Америке, Японии.
Преимущества
• Выбор температуры фазового пере- хода в широком диапазоне: от -33°С до +27°С.
• Большая плотность аккумуляции 55-60 кВтч/м3.
• Длительный срок службы: 30 – 40 лет.
• Максимальная надежность, нет риска выхода системы из строя.
• Замкнутая гидравлическая система, не требующая техобслуживания (техобслуживание сводится к контролю концентрации гликоля).
• Простой процесс пуско-наладки, не требующий больших трудозатрат.
• Полная автоматизация холодильного центра (автоматика поставляется производителем).
• Возможность WEB-мониторинга системы (заложена в автоматику) из штаб-квартиры CRISTOPIA и дистанционного контроля при вводе системы в эксплуатацию.
Сравнение CRISTOPIA STL с другой технологией накопления энергии, использующей принцип фазового перехода – намораживанием льда на поверхности теплообменника (Ice-on-coil)