Снижение энергозатрат на выработку холода в мясной и рыбной промышленности

Доля затрат энергоресурсов на выработку холода в мясной и рыбной  промышленности составляет примерно 55% от общих энергозатрат. Чем больше эта цифра, тем больше внимания уделяется мероприятиям по снижению удельных норм расхода электроэнергии на выработку холода, а также мероприятиям по снижению усушки мясных продуктов при их охлаждении, хранении и замораживании. Для хранения данной продукции до реализации используются камеры холодильные различного назначения:

- камеры охлаждения, в которые поступают продукты в неохлажденном состоянии на охлаждение или частично охлажденные  продукты - на доохлаждение. Температура в камерах охлаждения поддерживается в пределах  -1^оС…+1^оС и относительной влажности 95-98%, что достигается температурой кипения -5…-5,5^оС;

- камеры замораживания, в которые поступают продукты в охлажденном состоянии на замораживание. В камерах замораживания мяса и рыбы поддерживается температура -30…33^оС температура кипения минус -37…40^оС. Для интенсификации процесса замораживания можно использовать скороморозильные аппараты.

- камеры хранения замороженого мяса используется температура кипения до -25^оС для получения в камере -20^оС и влажность 95-98%;

- в камерах хранения рыбы используется температура кипения до -32^оС для получения в камере -25^оС и ниже той же влажности 95-98%.

Для того, чтобы получить указанные температурные и влажностные параметры, особенно в жаркое летнее время, необходимо иметь холодильные камеры с хорошей теплоизоляцией и правильно подобранным испарительным оборудованием (воздухоохладители). Толщина теплоизоляции (стены, пол, перекрытие) в камерах хранения мяса и рыбы должна быть не менее 100 мм ППУ или пенополистирола. В камерах замораживания – не менее 120 мм ППУ или пенополистирола. Очень серьезно нужно подойти к подбору дверей или откатных ворот, так как именно через них в камеры поступает наибольшее количество теплопритоков. Двери должны быть заводского изготовления, из ППУ, оборудованы хорошим замком и устройством для ручного открытия их изнутри камеры. Низкотемпературные камеры должны быть оборудованы устройством для выравнивания давления в камере с наружным воздухом.

Для поддержания высокой влажности при хранении мяса и рыбы необходимо правильно подобрать поверхность воздухоохладителя и температурный напор на всасывании.

То есть, воздухоохладитель должен быть подобран с учетом и температуры в камере, и влажности. Это позволит до минимума сократить усушку продуктов при длительном хранении при низких температурах. Температурный напор на воздухоохладителе при влажности 95-98% должен быть в пределах 5…5,5^оС, а не 7…8. Стабильное поддержание температуры в камере сохраняет высокое качество продукта, максимально снижает усушку, что достигается автоматическим поддержанием температуры кипения в воздухоохладителях.

1. Снижение энергозатрат за счет замены конденсаторов.

Температура конденсации на фреоновых холодильных установках, укомплектованных в 99% случаев конденсаторами с воздушным охлаждением, зависит от температуры наружного воздуха. Практически во всех расчетах с применением воздушного конденсатора в нашей климатической зоне температура наружного воздуха принимается  равной +30^оС, а температура конденсации +45^оС. В пределах этих расчетов холодильная установка работает еще нормально. Но, в последние годы температура наружного воздуха в летний период возрастает до 40, а то и до 45^оС. Тогда и температура конденсации возрастает до +55…+60^оС.  Это приводит к следующему:

- увеличение температуры конденсации на 1^о снижает холодопроизводительность на 1-2% и увеличивает  удельный расход электроэнергии на 2-2,5%; а если температура возрастет на 15^оС, то производительность холодильной установки снизится по сравнению с расчетной на 20-30%, удельный расход электроэнергии увеличиться на 30-37%.

То есть, на улице жара, холода требуется больше, а у Вас производительность установки на 30% снизилась.

Что делать в этом случае? Конечно, можно включить еще один компрессор (если он есть), если нет – придется купить.

Но это упущенное время, деньги, испорченная продукция, а что будет на следующий год – предсказать опять невозможно.

Мы предлагаем решать этот вопрос следующим путем.

1. Заменить в существующей холодильной установке конденсатор воздушный или испарительный на пластинчатый полусварной с водяным охлаждением. Вода используется оборотная, охлаждается в брызгальном бассейне или вентиляторной градирне. Температура воды в летнее самое жаркое время 25^оС. На выходе из конденсатора 30^оС. Температура конденсации не выше +35^оС.

2.Что это дает:

- снижение температуры конденсации на 1^оС приводит к увеличению холодопроизводительности на 1-2% и снижению удельного расхода электроэнергии на 2-2,5%;

- тогда производительность холодильной установки повысится по сравнению с расчетной на 15-20%;

- удельный расход электроэнергии понизится на 20-25%.

        Цифры очень приличные. За них стоит побороться. Кроме того, нормализуется давление нагнетания, а значит возрастет моторесурс компрессорных агрегатов, снизится расход запчастей, масла, количество различных поломок. И на следующий год не требуется никаких предсказаний.

2.Снижение энергозатрат и усушки продукта за счет правильного подбора воздухоохладителей.

При подборе камерных охлаждающих приборов необходимо помнить, что правильный расчет теплопередающей поверхности влияет на температурный напор между температурой кипения и температурой в камере. А это в свою очередь влияет на относительную влажность в камере,  на усушку продуктов и правильный выбор температуры кипения, что влияет на расход электроэнергии.

При подборе воздухоохладителей, их расчет обычно ведется по температуре кипения и температурному напору в 7 или 8^оС, что соответствует относительной влажности не менее 85% (камеры охлаждения, заморозки), но не камер хранения замороженной и охлажденной продукции, в которых влажность должна быть 97-98% из-за длительности хранения, что соответствует температурному напору примерно 5…5,5^о. Это значительно снижает потери от усушки продукта и повышает температуру кипения до 3^оС.  Повышение температуры кипения на 1^о приводит к повышению производительности компрессора на 4-5% и снижению удельного расхода электроэнергии на 2-3%. А в данном случае производительность компрессора повысится на 12-15%, а удельный расход электроэнергии снизится на 7-9%. Значит при подборе воздухоохладителя по влажности, его поверхность будет соответствовать оптимальному режиму.

Стоимость воздухоохладителя подобранного по влажности будет несколько выше, чем подобранного по температуре кипения, но это быстро окупится за счет снижения усушки и расхода электроэнергии.

1. Снижение энергозатрат за счет рекуперации тепла.

При работе холодильной установки при сжатии паров холодильного агента в цилиндрах компрессорных агрегатов в зависимости от режима работы до 70-140^оС и по нагнетательному трубопроводу поступают в конденсаторы, где охлаждаются оборотной водой или наружным воздухом. На участке между компрессором и конденсатором определенную часть этого тепла с помощью теплоносителя и пластинчатого теплообменника можно снять и использовать для своих нужд: на отопление помещений, подпитку котлов, мойку оборудования, санитарно-бытовых нужд и т.п. Количество тепла, которое можно использовать, составляет примерно 10-15% от производительности холодильной установки. То есть, при мощности установки 1000,0 кВт Вы можете каждый час совершенно бесплатно получить и использовать 100-150 кВт тепла. Кроме того,  это дает возможность снизить тепловую нагрузку на конденсаторы, что в летнее время будет не лишним.

          Приличную экономию электроэнергии и других затрат дает автоматизация холодильной установки, это:

              - автоматическая защита компрессорных агрегатов и электродвигателей;

              - автоматическое регулирование уровня холодильного агента в воздухоохладителях;

             - автоматическое регулирование уровня масла в картерах компрессоров централи;

             - автоматическое регулирование температуры в камерах;

             - автоматическое регулирование температуры конденсации за счет изменения количества охлаждающей воды;

             - автоматическое регулирование производительности холодильной установки за счет отключения цилиндров или изменения скорости вращения электродвигателей компрессоров.

  Проще всего, конечно, шланг с водой пристроить к конденсатору. Ну польет  он месяц, второй. Во-первых, вода тоже денег стоит, во-вторых, отложится водяной камень и через год выбрасывай конденсатор, покупай новый, который ждет та же участь.

Думаю, что затраты на водяной конденсатор и градирню окупятся быстро за счет экономии электроэнергии.