Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 95 )

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение потребления энергии.

Применимость

Применимо на всех предприятиях ППНМ, на которых имеется пространство с кондиционированием воздуха и холодильное оборудование.

Движущая сила внедрения

Снижение затрат энергии.

Справочная литература

[69, Агентство по охране окружающей среды Англии и Уэльса, 2001 г., 241, ETSU, 2000 г.]

7.2.15.2 Минимизация потерь при передаче и вентиляции из холодильных камер, холодильных установок и морозильных туннелей

Описание

Для уменьшения потерь при передаче и вентиляции в морозильном аппарате можно принять следующие меры:

- двери и окна должны быть как можно плотнее закрыты;

- установите быстрозакрывающиеся и эффективно изолированные двери между зонами, имеющими разные температуры;

- ограничьте размер двери до минимума, необходимого для безопасного доступа;

- поддерживайте надлежащую герметизацию вокруг дверных проемов. Нарост льда вокруг отверстий указывает на плохую герметизацию

- не загружайте материалы в дверные проемы;

- охладите зону перед холодильной камерой;

- если дверь нужно использовать регулярно, установите полосовую завесу;

- ограничьте вентиляцию путем установления коридора между пунктом загрузки/разгрузки транспортного средства и складским участком с эффективной герметизацией;

- ограничьте движение воздуха при открытии дверей и люков;

- применяйте соответствующую тепловую изоляцию и экранирование морозильных туннелей от окружающей среды;

- проводите замораживание ночью, когда температура окружающей среды максимально низкая.

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение потребления энергии. В некоторых случаях также возможно уменьшение выделения запаха и уровня шума.

Применимость

Применимо при глубокой заморозке пищевых продуктов в упаковке и без упаковки, а также для камер с кондиционированием воздуха.

Экономические показатели

В 2001 г. поступали сообщения о том, что открытая дверь стоит 6 фунтов стерлингов/ч в случае холодильника для хранения замороженных продуктов и 3 фунта стерлингов/ч в случае холодильника для хранения охлажденных продуктов.

Справочная литература

[31, VITO, и др., 2001 г., 32, Ван Баэл Дж., 1998 г., 69, Агентство по охране окружающей среды Англии и Уэльса, 2001 г.]

7.2.15.3 Регулярное размораживание всей системы

Описание

Испарители, которые работают при температуре ниже 0 ºC, необходимо полностью размораживать до того, как лед начнет покрывать пластины. Размораживание может требоваться каждые несколько часов или каждые несколько дней. Когда испаритель покрывается льдом, температура испарения падает, увеличивая потребление энергии. Мощность также падает, и достижение необходимой температуры может не произойти. Если размораживающие элементы работают ненадлежащим образом, то нарастание инея на испарителе может усилиться. По этой причине важно также проверять, что испарители размораживаются правильно. В разделе 7.2.15.5 описано автоматическое размораживание охлаждающих испарителей.

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение потребления энергии.

Эксплуатационные данные

Падение температуры испарения на 1 ºC может увеличить эксплуатационные издержки на 2 – 4 %. Как сообщается, система размораживания по требованию, при которой размораживание начинается при необходимости, а не по таймеру, уменьшает потребление энергии на 30 % в некоторых областях применения.

Применимость

Применимо при глубокой заморозке и замораживании пищевых продуктов в упаковке и без упаковки.

Справочная литература

[31, VITO, и др., 2001 г., 32, Ван Баэл Дж., 1998 г.]

7.2.15.4 Оптимизация цикла размораживания

Описание

Для оптимизации цикла размораживания испарителей можно регулировать время между циклами размораживания. Если время между двумя циклами размораживания слишком продолжительное, то эффективность испарителя снижается, и давление из испарителя падает. Если время краткое, то значительное излишнее количество тепла образуется на складском участке.

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение потребления энергии.

Применимость

Применимо при глубокой заморозке пищевых продуктов в упаковке и без упаковки.

Справочная литература

[31, VITO, и др., 2001 г., 32, Ван Баэл Дж., 1998 г.]

7.2.15.5 Автоматическое размораживание охлаждающих испарителей при холодильном хранении

Описание

Слой инея, образующийся на поверхности испарителей, уменьшает их теплообменную производительность. Для размораживания и удаления такого слоя можно использовать теплый газ из компрессоров. Энергосбережение зависит от мощности/числа испарителей и времени работы обледеневших испарителей.

Экологические эффекты от внедрения метода

Уменьшение потребления энергии.

Эксплуатационные данные

На предприятии по производству мороженого пять испарителей, работающих в течение 3000 часов в год, со слоем льда в 0,87 мм, были оснащены автоматической системой размораживания. В результате стало возможным сэкономить приблизительно 100000 кВт-ч/год энергии. Плановые инвестиционные расходы составили 15000 евро при периоде окупаемости в 2,2 года.

Применимость

Широко используется на новых предприятиях и легко может быть применено к существующим операциям.

Экономические показатели

Снижение затрат энергии. Краткие периоды окупаемости.

Примеры предприятий

Предприятие по производству мороженого в северной стране.

Справочная литература

[42, Совет министров северных стран, и др., 2001 г.]

7.2.15.6 Использование бинарного льда в качестве охлаждающей жидкости (вторичный хладагент)

Описание

Бинарный лед можно использовать в качестве жидкого холодильного агента. Бинарный лед можно определить как «жидкий лед». Он включает кристаллы льда размером 10 – 100 мкм во взвешенном состоянии в воде, содержащей антифриз. Антифризом является либо соль на основе этанола, содержащая антикоррозийное вещество, либо, если бинарный лед предназначен для погружения пищевых продуктов, обычная соль (хлорид натрия).

Для производства бинарного льда описаны две технологии. Первая технология, которая отражена на рисунке 7.20, подходит для бинарного льда малой или средней мощности, т. е. 100 – 1000 кВт. Числа в следующем тексте относятся к рисунку 7.20. Бинарный лед производится специальным испарителем, называемым генератором бинарного льда (1), который поставляется насосом (2) с жидкостью из сосуда для хранения бинарного льда (3). Традиционная холодильная установка (4) с малым зарядом хладагента соединятся с генератором бинарного льда. В качестве альтернативы для фторхлорпроизводных углеводородов можно использовать «природные» хладагенты, такие как вода (не для шоковой заморозки), воздух, двуокись углерода (все еще в стадии разработки), аммиак и углеводороды. Вспомогательный насос (5) поставляет бинарный лед с заданной концентрацией льда в главный питающий насос (6), из которого насосы (7) (необязательно) поставляют бинарный лед на блоки холодильной нагрузки (8). В случае «нулевой нагрузки», но в состоянии готовности бинарный лед продолжает циркуляцию во вторичную петлю (6) и (10), но проходит через клапан (9), который открывается, как только разъединяются блоки холодильной нагрузки. Возвратная труба (10) передает жидкий бинарный лед (с кристаллами льда или без них) обратно в сосуд для хранения (3).

Рисунок 7.20 - Система бинарного льда с традиционной холодильной установкой

Бинарный лед средней и большой мощности, т. е. 1000 кВт – 1 Мвт, также можно производить при технологическом процессе замораживания с использованием «»воды в качестве хладагента». Технология очень похожа на технологию, изображенную на рисунке 7.20, за исключением того, что традиционная холодильная установка (4) не нужна. Компрессор водяного пара и соответствующие вакуумные условия, для бинарного льда это обычно 500 Па (5 мбар), приводят к испарению воды в пустом сосуде (испарителе) и удалению из компрессора водяных пaров, которые в конечном счете конденсируются.

Экологические эффекты от внедрения метода

В сопоставимых условиях холодильный коэффициент для бинарного льда обычно лучше, чем для традиционных охлаждающих и морозильных установок, т. е. потребляется меньше энергии. Необходимы холодильные установки меньшего размера, поэтому требуется меньше материалов и, по имеющейся информации, поскольку они не обязательно должны обладать большой химической стойкостью, они могут быть более простыми и более пригодными для переработки. Поскольку не все предприятие заполнено потенциально вредными хладагентами, возможность и серьезность аварийных выбросов уменьшена. В отличие от других хладагентов бинарный лед, изготовленный из воды и спирта в нормальных условиях может сбрасываться с КОССВ при наличии разрешения со стороны разрешительного органа. По имеющимся данным, свойства быстрого изменения фазы кристаллов льда обеспечивают превосходный теплообмен. Поэтому либо размер поверхности может быть меньше, либо бинарный лед может быть «теплее», что приводит к снижению потребности в энергии и уменьшению замораживания поверхностного слоя. В результате потеря массы продукта меньше, а размораживание может даже не потребоваться для устройств охлаждения воздуха. По сообщениям охладители жидкости могут быть также на 20-50 % меньше.

Эксплуатационные данные

В таблице 7.22 сопоставляются объемы хладагентов – рассола и бинарного льда, которые необходимы для достижения снижения температуры на 3 ºC.

Таблица 7.22 - Сравнение между объемами бинарного льда и рассола, которые необходимы для достижения снижения температуры на 3 ºC

Процесс охлаждения	Хладагент	Сопоставимая охлаждающая способность для заданной массы для достижения снижения температуры на 3 ºC	Энергия, необходимая для охлаждения (Кдж/кг)
Охлаждение	Рассол	1	11
	Бинарный лед с 10 % кристаллов льда	3,0	33
	Бинарный лед с 20 % кристаллов льда	6,0	66
Шоковая заморозка	Рассол	1	11
	Бинарный лед с 10 % кристаллов льда	3,7	33
	Бинарный лед с 20 % кристаллов льда	7,3	66