Повышение эффективности работы инженерного оборудования объекта розничной торговли

В условиях серьезной конкуренции на рынке розничной торговли продуктами питания все большую актуальность приобретают технические решения, позволяющие снизить расходы на эксплуатацию инженерного оборудования магазина. С другой стороны, дефицит качественных торговых площадей, оснащенных всеми необходимыми коммуникациями, вынуждает владельцев магазинов обращать внимание на альтернативные способы отопления и получения горячей воды. Вариантов тут может быть много: это и утилизация теплоты конденсации, и использование теплового насоса (ТН), как воздушного, так и геотермального. Есть также решения с теплотрансформаторами для повышения потенциала теплоты конденсации. Рассмотрим несколько вариантов решений по отоплению магазина, расположенного в помещении, не подключенном к системе центрального отопления и газоснабжения, и получающего только электропитание.

1. Магазин отапливается электричеством; холодильная установка работает независимо.

2. Для отопления частично используется теплота конденсации; дополнительно установлена система электрического отопления.

3. Холодильная установка работает независимо; отопление осуществляется при помощи теплового насоса (рис. 1).

В качестве примера рассмотрим небольшой супер- маркет площадью 800 м2. Холодопроизводительность среднетемпературного холодильного оборудования составляет 58 кВт. Для низкотемпературных витрин используется децентрализованная система охлаждения (лари со встроенными агрегатами, моноблоки для камер). Теплопотери, которые требуется скомпенсировать в течение 7 мес отопительного периода, составляют 56 кВт.

Для начала теоретически оценим привлекательность каждого варианта, чтобы определиться, какой из них наиболее выгоден с точки зрения эксплуатационных затрат на электроэнергию.

Вариант 1 позволяет использовать такой энергосберегающий алгоритм, как адаптация уставки давления конденсации к температуре окружающей среды. Это дает возможность значительно снизить потребление электроэнергии холодильным оборудованием в зимний период времени.

Вариант 2 подразумевает использование теплоты конденсации для компенсации теплопотерь в течение отопительного периода, значит, в это время поддерживать рабочую точку давления конденсации необходимо на самом высоком уровне. Хотя такой вариант позволит снизить нагрузку на электрокотел, но подразумевает повышенное потребление холодильного оборудования в зимнем режиме.

Вариант 3 выглядит наиболее привлекательным с точки зрения эксплуатационных затрат, так как позволяет применить технологию снижения давления конденсации в зимний период для нужд холодоснабжения и использовать тепловой насос воздушного типа для эффективного извлечения тепла. Расчет, проведенный при помощи программного обеспечения Pack Calculation II, разработанного специалистами Датского технического университета, показал следующие результаты (рис. 2).

Вариант 1. Энергопотребление электрокотла настолько высоко, что экономия энергии из-за снижения давления конденсации холодильной установки зимой практически не заметна в суммарном энергопотреблении.

Вариант 2. Использование теплоты конденсации для частичной компенсации теплопотерь значительно снижает энергопотребление электронагревателей и суммарное энергопотребление систем, несмотря на перерасход, вызванный работой холодильной установки с повышенным давлением конденсации. Однако в случае использования энергосберегающих устройств закрытия холодильной мебели, подразумевающих снижение тепловой нагрузки на холодильное оборудование, а следовательно, и уменьшение количества теплоты конденсации, эффективность этого варианта также снижается.

Вариант 3. Наиболее привлекательный с точки зрения теории. Наличие теплового насоса позволяет холодильной установке работать в максимально экономичном режиме. Эффективность воздушного теплового насоса хоть и снижается при понижении температуры наружного воздуха, все же его энергопотребление оказывается гораздо ниже, чем при отоплении с помощью электрокотла.

Тепловой насос, затрачивая 1 кВт электрической мощности, позволяет снимать до 4,2 кВт тепловой мощности, в то время как электрический обогрев мощностью 1кВт дает 0,9 кВт тепловой мощности.

Чтобы проверить теоретические данные, был проведен практический эксперимент. Специалистами компании «Лэнд» был разработан и изготовлен тепловой насос, в конструкции которого были учтены особенности эксплуатации в продуктовом магазине. Система комплексного управления тепловым насосом построена на платформе программируемых логических контроллеров Danfoss MCX. Для данного проекта было разработано специальное программное обеспечение с возможностью интеграции в систему диспетчеризации холодильного оборудования магазина.

Замеры энергопотребления электрокотлов показали значения, близкие к теоретическим.

Таким образом, на основании проведенного эксперимента можно говорить об окупаемости проекта отопления магазина площадью 800 м2 с помощью ТН за 7,5 мес благодаря снижению потребления электроэнергии по сравнению с вариантом применения электрокотла (рис. 4).

Система, разработанная инженерами компании «Лэнд», помимо снижения эксплуатационных затрат обладает также такими преимуществами, как модульность и автономность (нет связи с холодильным контуром), что позволяет отапливать помещение вне зависимости от текущей холодопроизводительности холодильной установки и оснащать такими системами даже действующие магазины без необходимости их закрытия на длительную реконструкцию. Система может работать при температуре наружного воздуха до –30 С, что делает ее применимой для достаточно широкого ряда регионов Российской Федерации. Электронная система управления позволяет максимально упростить настройку и избежать дополнительных регулировок в процессе эксплуатации, а также обеспечивает точное поддержание требуемых температур во всех контролируемых зонах обогрева помещения.

С. Ю. ПЛЕШАНОВ, технический директор ООО УК«Лэнд» М. Ю. КАТРАЕВ, инженер ООО «Данфосс»