Більш як 50% витрат магазину припадає на експлуатацію холодильного обладнання. Не дивно, що технічні рішення, які дозволяють знизити ці витрати, набувають сьогодні (в умовах серйозної ринкової конкуренції) усе більшої актуальності.
Віднедавна всі великі мережі ввели в процедуру вибору постачальника холодильного обладнання показник ТСО (Total сost of Оwnership, або сукупна (повна) вартість володіння). Таким чином енергоспоживання і холодоспоживання стають ключовим фактором при виборі постачальника обладнання. У рамках цієї процедури проводиться порівняння не тільки ціни, а й енергоспоживання за період експлуатації. Це дозволяє адекватно порівняти капітальні витрати компанії покупця і внести ясність у прогноз щодо експлуатаційного бюджету.
Сучасний рівень розвитку автоматизації надає великі можливості для енергозбереження. Нижче будуть наведені основні технології, які дадуть максимальний ефект в зниженні енергоспоживання магазину. При цьому вони мають низький термін окупності і можуть бути рекомендовані для повсюдного використання в технічному завданні компанії замовника. Про те, скільки дозволяє заощадити застосування цих технологій і за який термін окупляться вкладені в них кошти, – розповімо по порядку.
1. Енергозберігальні дверцята
Установка фасадних дверцят на стелажні вітрини (гірки) на сьогоднішній момент найбільш простий та ефективний спосіб зниження холодоспоживання і енергоспоживання обладнання. У ритейлі знайшли застосування два типи дверцят, що встановлюються на холодильне обладнання: гартоване скло, одно- або двокамерний склопакет.
Принцип роботи простий: при стандартному виконанні стелажної вітрини близько 80% навантаження створює тепле повітря, що надходить у вітрину з торгового залу. Фактично холодильні вітрини починають працювати на кондиціонування торгового залу. Установка дверцят дозволяє знизити, а в деяких випадках виключити надходження повітря в робочий об’єм вітрини. Основна перевага встановлення дверцят – це можливість їхньої установки в стандартне обладнання, тобто не тільки на стадії реалізації об’єкта, а й під час експлуатації. При монтажі таких дверцят у торгове обладнання гарантоване досягнення суттєвого ефекту зниження витрат на споживану електроенергію.
Рішення із застосуванням гартованого скла є більш простим способом зниження холодоспоживання обладнання. У стандартну вітрину встановлюється рама, у периметрі якої розміщується скло. Саме скло не оснащується несучими конструкціями і має відносно легку вагу, за рахунок чого двері практично непомітно. Подібне рішення дозволяє скоротити холодоспоживання вітрини на 30–40%. Використання цієї технології не виключає попадання повітря в вітрину, оскільки конструкція не має щільного прилягання до рами, а також гартоване скло не є ефективним утеплювачем.
Рішення зі склопакетом застосовували переважно для низькотемпературного обладнання, але нещодавно почали застосовувати на середньотемпературному. Виробники дверцят були змушені шукати баланс між зайвою масою виробу і легкістю конструкції для візуальної складової. Конструкція зі склопакетом аналогічна дверцятам з гартованого скла з тією лише різницею, що склопакет максимально ізолює робочий об’єм вітрини від надходження теплих потоків повітря зовні з торгового простору. Оскільки склопакет щільно прилягає до рами без щілин і до того ж сам є ефективним утеплювачем.
Використання склопакета для закриття стелажних вітрин дозволяє знизити холодоспоживання від 50 до 80%, а отже, суттєво зменшити потужність холодильного агрегату, конденсатора і обсяг монтажних матеріалів. Саме тому цю технологію можна назвати найефективнішою на сьогоднішній момент.
Основний вплив на експлуатаційні витрати (більш як 94%) справляє зменшення холодоспоживання обладнання. Термін окупності застосування дверцят, на основі стандартного супермаркету 1 000 кв. м, становить: гартоване скло з К-покриттям – півроку-рік; одно- або двокамерний склопакет – настає миттєво за рахунок зниження CAPEX і OPEX.
Якщо ми розглядаємо дооснащення склопакетами гірки в існуючих магазинах, окупність збільшується і становить від трьох до п’яти років, оскільки основне обладнання не змінюється.
2. Функція плаваючого тиску конденсації
Функція плаваючого тиску конденсації дозволяє електронній системі управління автоматично коригувати параметри роботи системи залежно від температури навколишнього середовища: що нижче температура навколишнього середовища, то навантаження на компресори менше, відповідно нижче енергоспоживання системи.
Встановлення можливості плаваючого тиску конденсації дозволяє економити до 20% енергоспоживання холодильної системи. Фактично окупність такого рішення настає протягом одного дня, оскільки для реалізації базової функції необхідні установка датчика зовнішнього повітря і включення функції в контролері.
3. Функція плаваючого тиску кипіння
Функція плаваючого тиску кипіння заснована на машинному аналізі стану кожної вітрини або холодильної камери, підключеної до центральної холодильної системи. Такий аналіз проводить в автоматичному режимі система централізованого управління. На підставі отриманих даних про температуру всередині охолоджуваних об’ємів система змінює установку для компресорів, підвищуючи тиск кипіння, якщо температура повітря у вітринах і камерах знаходиться на потрібному рівні. Відомо, що робота компресорів із більш високим тиском набагато ефективніша в плані споживання електричної енергії.
Для реалізації функції плаваючого тиску кипіння потрібно застосувати пристрій централізованого управління (System Manager). Багато сучасних магазинів оснащені системою централізованого управління, тому можна стверджувати про відсутність вкладень. У разі, якщо розглядати систему як додаткове обладнання, термін окупності не перевищить два років.
4. Плавне регулювання продуктивності компресора
Суть цієї технології полягає в можливості максимально точно налаштувати продуктивність компресорів щодо потреби споживачів. У процесі роботи центральної холодильної установки навантаження на компресори постійно змінюється, адже в магазині багато споживачів, що працюють кожен під свій обсяг. Підібрати компресори так, щоб не виникало надлишків потужності при мінімальному навантаженні (наприклад, робота п’яти вітрин з двадцяти), не є можливим, тому що кількість компресорів на рамі агрегату, як правило, обмежена 3–5 шт. Стандартний супермаркет 1 000 кв. м при цьому має близько 60 різних охолоджуваних об’ємів. Таким чином при низькому навантаженні не може забезпечуватися стабільна робота компресорів, запуск компресора призводить до його відключення через нетривалий час і повторного включення на повне навантаження. Подібний режим роботи призводить до надмірного споживання електричної енергії.
Використання плавного регулювання із застосуванням перетворювача частоти дозволяє підлаштувати роботу компресорів під зміни навантаження. При мінімальному навантаженні може працювати один компресор на 50% продуктивності, а, наприклад, при середньому навантаженні можлива робота одного компресора на 100%, а інших на 75%.
Крім того, використання перетворювача частоти дозволяє форсувати двигун компресора понад 50 Гц, що своєю чергою збільшує продуктивність компресора при тих же встановлених потужностях. На сьогоднішній момент ця технологія дозволяє економити енергію і забезпечувати задану продуктивність холодильного агрегату. Окупність рішення з частотним регулюванням компресорів складає не більш як три роки.
5. Електронний терморегулюючий вентиль (ЕТРВ)
Використання ЕТРВ дозволяє підтримувати точне значення перегріву газу в випарнику при будь-яких змінюваних умовах. У порівнянні, наприклад, з механічним теплорегулюючим вентилем (ТРВ) електронний забезпечує постійну ефективну роботу випарника за рахунок точного заповнення його холодильним агентом, змушуючи повноцінно працювати всю теплообмінну площу.
Існує два типи ЕТРВ: імпульсний, кроковий. Кроковий ЕТРВ за принципом дії схожий з механічним, тобто діаметр прохідного отвору для подачі холодильного агента змінюється в залежності від потреби. Для зміни діаметру використовується кроковий двигун. Імпульсний ЕТРВ є більш простої конструкції. В цьому ЕТРВ присутній дросельний отвір, який закривається і відкривається в процесі роботи. Подача холодильного агента регулюється за рахунок тривалості циклу. Наприклад, «три секунди закритий, три секунди відкритий» розцінюється як 50% продуктивності.
Застосування ЕТРВ на стандартному об’єкті забезпечить близько 10–12% зниження споживання електроенергії порівняно з механічним, за умови застосування контролера зі спеціальними алгоритмами управління ЕТРВ, що дозволяють забезпечити оптимальне заповнення випарника у всьому діапазоні навантажень.
Окупність рішення щодо ЕТРВ порівняно з механічним ТРВ, з урахуванням можливості відключення освітлення контролером в нічний час, не перевищує трьох років.
6. Адаптивне відтаювання
Спеціальний електронний алгоритм, названий «Адаптивне відтаювання», дозволяє електронній системі управління відстежувати зниження продуктивності кожного випарника і приймати рішення щодо потреби включення режиму відтаювання.
Проведені практичні випробування алгоритму показали наступні результати. СТ торгові меблі – зниження на 31%. Середня кількість циклів відтаювання в добу 2,8 замість 4. НТ торгові меблі – зниження на 46%. Середня кількість циклів відтаювання в добу 2,1 замість 4.
Для реалізації даної функції необхідні імпульсний ЕТРВ і система моніторингу. У середньому включення цієї функції дає близько 1% зниження енергоспоживання системи і окупається миттєво.
7. ЕВ (електронно-комутовані) вентилятори
Виробництво холоду засноване на теплообміні повітря з холодильним агентом. При цьому на стандартному об’єкті присутня велика кількість вентиляторів, які працюють у режимі нон-стоп. Наразі широке застосування знаходять енергозберігальні вентилятори в холодильних меблях. Установка вентиляторів з технологією ЕВ дозволяє знизити енергоспоживання в більш ніж три рази. Ефективним вирішенням також можна назвати заміну енергоємних вентиляторів конденсатора на енергоефективні вентилятори, адже саме в цьому теплообміннику відбувається утилізація тепла, відібраного від закладених у пристрій продуктів. Термін окупності ЕВ вентиляторів на холодильних меблях не перевищує трьох років.
Підводячи підсумки, відзначимо, що використання енергозберігаючих технологій (без урахування закриття) в сукупності дозволяє знизити енергоспоживання обладнання в порядку 39%. Для формату супермаркету площею 1000 кв. м це дозволяє заощадити близько 135 тис. кВт/год електроенергії на рік. Важливо відзначити, що в частині налаштування енергозберігальних функцій потрібний контроль на всіх етапах: від монтажу і пусконалагодження, до приймання на сервіс і контролю працездатності в ході експлуатації.
Віталій Демчишин, керівник проектного відділу “Наш Край”|SPAR
