POLITECHNIKA GDAN SKA WYDZIAŁ MECHANICZNY

Transkrypt

1 POLITECHNIKA GDAN SKA WYDZIAŁ MECHANICZNY Seminarium z Chłodnictwa. TEMAT: Metody i techniki ograniczenia zużycia energii w konwencjonalnej technice chłodniczej Opracował : Maciej Jaskułka

2 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.

3 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

4 Lp Sektor chłodnictwa Liczba urządzeń i instalacji w użytku Świat 1 Chłodziarki domowe 1.5xlO9 2 Chłodziarki handlowe Supermarkety (o powierzchni powyżej 500 m2) Chłodnictwo przemysłowe 3 Chłodnie 350xl06m3 4 Klimatyzacja (systemy powietrzne) 340 xlo6 5 Klimatyzacja (systemy wody lodowej) l.lxlo6 Transport chłodniczy 6 Kontenery okrętowe Chłodniowce (statki powyżej 280 m3) statków 8 Wagony chłodzone Transport drogowy - samochody chlodnie Statki handlowe statków 11 Tankowce LNG/LPG 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

5 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

6 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

7 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 zero absolutne badania fizyczne (budowa materii)

8 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

9 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

10 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),

11 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

12 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/ /2008 Inteligentna energia poradnik dla wytwórców, dystrybutorów i dostawców urządzeń AGT i RTV