На протяжении примерно 200 лет холодильные технологии постепенно приводили к предоставлению людям товаров и услуг первой необходимости, не в последнюю очередь для сохранения продуктов питания и лекарств. Однако сегодня общество сталкивается со значительными проблемами в свете изменения климата и роста численности населения – по оценкам, к 2050 году на планете будет еще 2 миллиарда человек, а ожидаемая продолжительность жизни будет заметно больше.
Учитывая это, концепция эффективной технологии приобретает все большее значение при попытке удовлетворить дополнительные потребности в энергии будущего. Уже сейчас потребление энергии холодильным оборудованием составляет 15% от общемирового потребления электроэнергии (часто более 20% в развитых странах). В результате жизненно важно использовать эффективные двигатели и приводы.
Помимо общества в целом, среди коммерческих бенефициаров повышения эффективности холодильных процессов будут производители холодильного оборудования, которые смогут завоевать позиции конкурентов и привлечь больше клиентов. Снижение энергопотребления продолжает оставаться основной движущей силой рынка, независимо от того, касается ли применение промышленных холодильных камер, встроенных холодильных камер, установок для охлаждения воды, коммерческих холодильников, шоковых морозильных камер, конденсационных установок с воздушным охлаждением, стеллажей с воздушным охлаждением, стеллажей с водяным охлаждением или винных погребов.
Конечно, каждое приложение отличается, и решения будут разными. Для промышленного и коммерческого холодильного оборудования асинхронные двигатели наряду с приводами переменного тока, скорее всего, обеспечат оптимальную эффективность. Однако, на заметку, всегда выбирайте двигатели с рамами, способными обеспечить высокий уровень стойкости к агрессивным средам, с которыми сталкиваются в этом секторе. Что касается привода, то очевидно, что точное и надежное управление имеет важное значение для применений, связанных с замороженными продуктами, где любые сбои могут быть чрезвычайно дорогостоящими.
Энергоэффективность также важна для производителей холодильных установок, где двигатели с постоянными магнитами (PM) и преобразователи частоты могут реально повлиять на снижение потребления электроэнергии.
Более того, те производители оборудования в этом сегменте, которые готовы инвестировать соответствующим образом, потенциально могут повысить производительность своих систем при меньших затратах, что, в свою очередь, является хорошей новостью для конечных пользователей.
Двигатели PM не являются асинхронными, но они обладают преимуществом высокой эффективности при низких нагрузках (по крайней мере, КПД IE4). Это важно, поскольку системы охлаждения должны работать в течение многих часов при низких нагрузках. Со временем двигатель PM становится наиболее энергоэффективным и экономичным двигателем.
Помимо производителей оборудования, преимущества современных двигателей и приводов также могут быть применены непосредственно к конечным пользователям. Возьмем, к примеру, молочные заводы, где существует очевидная потребность в эффективном охлаждении. Вполне возможно, что молочные заводы достигнут экономии энергии примерно на 20% в процессе охлаждения (для охлаждения молока после пастеризации или стерилизации) в результате перехода на технологию PM motor и приводы переменного тока. То же самое относится к тем, кто специализируется на йогурте, сливках или сливочном масле.
Поскольку охлаждение является ключевым элементом в процессе производства молочных продуктов, оптимальная работа имеет первостепенное значение. Имея это в виду, когда придет время инвестировать в новые коммерческие холодильные системы, следует внимательно рассмотреть двигатели, устанавливаемые на поршневые воздушные компрессоры. Здесь разница в потреблении энергии между, скажем, стандартным асинхронным двигателем переменного тока мощностью 90 кВт и двигателем PM мощностью 105 кВт будет заметной.
Холодильные установки на молочных заводах обычно используются для охлаждения воды до 1 °C, что, в свою очередь, охлаждает молоко примерно до 4 °C. Большинство установок работают почти непрерывно, но с переменной нагрузкой. Именно здесь преимущества двигателей PM выходят на первый план, поскольку их производительность сохраняет почти постоянную частичную нагрузку, в отличие от стандартных асинхронных двигателей. В свою очередь, это должно привести к значительному снижению энергопотребления.
Чтобы проверить теорию, для оценки конкурирующих решений можно использовать цифровой анализатор энергии. Однако любые тесты почти наверняка дадут аналогичные результаты в диапазоне различных нагрузок
профили. В зависимости от типа измерения – возможно, количества поршней, скорости, температуры испарения или конденсации – расчетная экономия энергии при использовании двигателя PM с приводом переменного тока, вероятно, составит от 18 до 21% по сравнению с асинхронным двигателем, даже с учетом потерь привода и двигателя.
Конечно, компрессоры — это лишь один из примеров. Оптимизированные решения в области двигателей и приводов для холодильной техники, систем охлаждения и холодильных хранилищ также могут быть применены к испарителям, конденсаторам, насосам и градирням.
Также стоит упомянуть, что наряду с современными аппаратными технологиями в настоящее время существуют приложения, которые способны проводить сравнение расчетов энергопотребления между различными технологиями. Такие приложения позволяют производителям оборудования оценивать и быстро оценивать ценность экономии энергии, которая может быть достигнута с помощью высокоэффективных приводных и моторных решений; данные, которые могут быть удобно представлены потенциальным клиентам. В конце концов, если клиенты знают, что они могут добиться экономии энергии и снизить рентабельность инвестиций, часто до менее чем 12 месяцев, они с большей вероятностью будут инвестировать.
