Metody i techniki ograniczenia zużycia energii w konwencjonalnej

POLITECHNIKA GDAN SKA
WYDZIAŁ MECHANICZNY
Seminarium z Chłodnictwa.
TEMAT: Metody
i techniki ograniczenia zużycia
energii w konwencjonalnej technice chłodniczej
Opracował : Maciej Jaskułka
Zużycie energii w świecie szybko rośnie, a zasoby paliw
organicznych, z których jest ona pozyskiwana są ograniczone i szybko
się wyczerpują. Oszczędności energii poszukuje się wszędzie: w
przemyśle - w tym także w przemyśle rolno-spożywczym i dystrybucji
żywności poprzez łańcuch chłodniczy - w gospodarce komunalnej,
transporcie, w gospodarstwach domowych i zimnych dziedzinach.
Problematyce oszczędzania energii w chłodnictwie, klimatyzacji i
pompach ciepła wiele uwagi stale poświecą Międzynarodowy Instytut
Chłodnictwa (MICH) w Paryżu oraz Międzynarodowy Instytut
Chłodnictwa Amoniakalnego (MICHA) w Waszyngtonie. Duże ożywienie
w tej dziedzinie można było ob-serwować na kilku ostatnich
Międzynarodowych Kongresach Chłodnictwa, na wielu sesjach
roboczych MICH oraz MICHA, a także w specjalistycznych publikacjach
poświęconych temu zagadnieniu w Polsce i na świecie,Większość z
tych publikacji zawiera załączony wykaz literatury.
Przyczyny zainteresowania oszczędnością energii
Problem ograniczenia zużycia energii nie dotyczy tylko chłodnictwa ale całej
energetyki na świecie, oto podstawowe przyczyny minimalizowania zużywania
energii :
•
•
•
•
•
Szybki wzrost zużycia energii elektrycznej na świecie
Ograniczona liczba zasobów paliw organicznych
Ochrona środowiska
Poszukiwanie oszczędności
Bezpieczeństwo energetyczne
Oszczędnością energii chłodnictwie
Łańcuch chłodniczy pochłania duże ilości energii, a zwłaszcza
energii elektrycznej. Zużycie to rozkłada się niejednakowo na poszczególne
jego ogniwa, bowiem każde z tych ogniw wymaga innej wyspecjalizowanej
chłodni - zarówno co do typu, wielkości oraz funkcji techniki chłodniczej i
klimatyzacyjnej.
Przyczyny :
• Ogólna walka o zmniejszenie kosztów zużycia energii elektrycznej na świecie
• Duże zużycie energii el. przez łańcuch chłodniczy (10 – 20 % całkowitego zużycia
kraju)
• Wzrastający popyt na „ chłód ” oraz konserwację żywności
• Duże koszty eksploatacyjne urządzeń
• Poszerzający się rynek chłodniczy(kraje trzeciego świata)
Zużycie energii w przemyśle spożywczym
Sektor chłodnictwa
Lp
Liczba urządzeń
i instalacji w użytku
Świat
1 Chłodziarki domowe
1.5xlO9
2 Chłodziarki handlowe
Supermarkety (o powierzchni powyżej 500 m2)
477000
Chłodnictwo przemysłowe
3 Chłodnie
350xl06m3
4 Klimatyzacja (systemy powietrzne)
340 xlO6
5 Klimatyzacja (systemy wody lodowej)
l.lxlO6
Transport chłodniczy
6 Kontenery okrętowe
7 Chłodniowce (statki powyżej 280 m3)
8 Wagony chłodzone
850000
1 250 statków
80 000
9 Transport drogowy - samochody chlodnie
10 Statki handlowe
1150000
30 000 statków
11 Tankowce LNG/LPG
255
12 Klimatyzacja samochodowa
Samochody pasażerskie, pojazdy handlowe i busy
Samochody indywidualne (z klimatyzacją)
450xl06
13 Pompy ciepła z tego : powietrzne pompy ciepła ~30-40% 130 xlO6
Tabela 1. Wskaźniki zużycia energii przez lodówki z zamrażarką lub bez
Tabela 2. Wskaźniki zużycia energii przez zamrażarki
Zainteresowanie chłodnictwem
Jakie były przyczyny szybkiego rozpowszechnienia chłodnictwa :
• utrwalanie, przechowywanie i transport łatwo psujących się artykułów
spożywczych
• pozwala zachować produkty w pierwotnym stanie świeżości, bez
zmiany smaku, koloru, czy zawartości witamin
• Konserwacja żywności to różne sposoby przetwarzania i
przechowywania żywności, których celem jest wydłużenie jej trwałości
• Utrzymanie komfortu cieplnego pomieszczeń a także c.w.u
Podstawowe cele techniki i technologii chłodniczej
Racjonalne korzystanie i wykorzystywanie :
• surowców naturalnych i energetycznych
• Ludzkiej wiedzy
• Doświadczenia
• Zdolności twórczych człowieka
Źródła oszczędności energii w chłodnictwie
przemysłowym, handlowym, i domowym
Oszczędności energii w poszczególnych ogniwach łańcucha
chłodniczego należy poszukiwać w :
1. Technika
• Chłodnie
• Urządzenia chłodnicze
2. Technologia chłodnicza
• Schładzanie zamrażanie
• Przechowywanie żywności
3. Eksploatacje chłodni i obsługujących je urządzeń chłodniczych
Zastosowanie chłodnictwa
Niektóre obszary zastosowań techniki chłodniczej
Temperatura [°C] Obszar zastosowań
-10 do 25
produkcja i przechowywanie żywności
transport chłodniczy
urządzenia klimatyzacyjne (ochładzanie i osuszanie powietrza)
pompy ciepła
obiekty sportowe (sztuczne lodowiska, skocznie)
-50 do -10
zamrażanie żywności dla przechowalnictwa
liofilizacja
skraplanie propanu i butanu
-180 do -50
produkcja suchego lodu
kriobiologia i kriomedycyna (przechowywanie tkanek, operacji mózgu)
-270 do -180
skraplanie powietrza, tlenu argonu, neonu, wodoru, helu
lotnictwo i kosmonautyka
kriofizyka
ok. -273
zero absolutne
badania fizyczne (budowa materii)
Założenia podczas produkcji, montażu i eksploatacji
urządzeń chłodniczych
• Minimalizacja kosztów inwestycyjnych
• Maksymalizacja wytwarzania zimna kosztem najmniejszego zużycia
energii
• Efektywnego wykorzystania wytworzonego zimna
• Bezpieczeństwo dla zdrowia i życia człowieka
• Niezawodność urządzeń czy maszyn podczas eksploatacji
• Oszczędność energii a zatem i pieniędzy podczas ich pracy
Najważniejsze źródła, metody i środki oszczędności
energii w chłodnictwie
• Minimalizacja obciążenia cieplnego pomieszczeń chłodniczych
• Maksymalizowanie temperatury parowania
• Maksymalizacja sprawności energetycznej urządzenia chłodniczego
• Rezygnacja ze stosowania lub ograniczone stosowanie niskich
temperatur
• Wybór i stosowanie alternatywnych urządzeń chłodniczych,
umożliwiających wykorzystanie do ich napędu odpadowej energii
cieplnej. Wykorzystywanie ciepła skraplania
Kontrolowanie urządzeń chłodniczych
SYSTEMY INSPEKCYJNE :
•
•
•
•
•
•
•
•
nieprawidłowe napełnienie urządzenia czynnikiem bądź
ubytek czynnika w instalacji;
przeszacowanie osiągów urządzenia przez producenta;
niedoszacowanie mocy elektrycznej pobieranej przez wszystkie
elementy układu (sprężarki, pompy, wentylatory, itp.);
przeszacowanie osiągów wymienników ciepła przez producenta;
niepoprawne parametry przyjęte przy obliczaniu wydajności układu lub
jego elementów;
praca urządzenia w warunkach odbiegających od optymalnych;
zła obsługa, np. praca urządzenia z niesprawnymi lub uszkodzonymi
elementami;
Etykietowanie urządzeńi klasy efektywności
energetycznej
Wskaźniki efektywności energetycznej i klasy efektywności energetycznej
dla zamrażarek i lodówek
Etykietowanie urządzeńi klasy efektywności
energetycznej
Etykietowanie urządzeń i klasy efektywności
energetycznej
Etykieta energetyczna powinna zawierać następujące informacje:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
nazwa producenta lub znak towarowy,
identyfikator modelu dostarczony przez producenta,
klasa efektywności energetycznej,
„Ecolabel“, oznakowanie ekologiczne (jeśli zostało przyznane
urządzeniu),
zużycie energii,
inne dane charakterystyczne dla rodzaju urządzenia:
dla urządzeń chłodniczych:
pojemność części chłodzącej (dla świeżej żywności),
pojemność części zamrażającej,
ocena komory mrożącej (za pomocą gwiazdek),
poziom hałasu (opcjonalnie),
ŚWIADECTWO CHARAKTERYSTYKI ENERGETYCZNEJ
Certyfikacji, czyli sporządzeniu świadectwa
charakterystyki energetycznej, nie podlegają
budynki:
* podlegające ochronie na podstawie przepisów o ochronie zabytków
i opiece nad zabytkami;
* używane jako miejsca kultu i do działalności religijnej;
* przeznaczone do użytkowania w czasie nie dłuższym niż 2 lata;
* niemieszkalne służących gospodarce rolnej;
* przemysłowe i gospodarcze o zapotrzebowaniu na energię
nie większym niż 50 kWh/(m2*rok);
* mieszkalne przeznaczone do użytkowania nie dłużej niż 4 miesiące
w roku;
wolno stojące o powierzchni użytkowej poniżej 50m2
Wnioski końcowe :
Zużycie energii w łańcuchu chłodniczym kształtuje się inaczej w
poszczególnych krajach. I tak na przykład w państwach Unii Europejskiej
łańcuch chłodniczy po chlania - w stosunku do ogólnego zużycia krajowego –
od około 10% (Niemcy) do około 20% (Holandia) energii, z czego prawie 80%
przypada na urządzenia chłodnicze, handlowe, domowe i chłodnicze środki
transportowe. W związku z tym największe możliwości oszczędza nia energii
tkwią - wbrew pozorom - nie w chłodnictwie przemysłowym, lecz w
handlowym i domowym, w konsekwencji tego - nowe rozwiązania tych
urządzeń stają się obecnie jednym z tematów priorytetowych.
Literatura
TCHK 2/1999
www.wikipedia.pl
www.chlodnictwoiklimatyzacja.pl 7/2008
Inteligentna energia –poradnik dla wytwórców, dystrybutorów i
dostawców urządzeń AGT i RTV
• www.ozee.kape.gov.pl
• www.klimatyzacja.pl
• www.budnet.pl
•
•
•
•