Вентиляторы, используемые в охлаждаемых витринах, в т. ч. в витринах для бутилированных напитков, установленных в продовольственных секциях магазинов, работают в непрерывном режиме в течение длительного времени, поэтому их однозначно можно рассматривать как потенциальные источники энергосбережения. Благодаря высокому КПД ЕС-вентиляторы установили новые стандарты в этой области. Версии вентиляторов, соответствующие европейскому стандарту EN 60335-2-89, подходят даже для применения в системах, использующих огнеопасные хладагенты, такие как R290 (пропан), которые способны образовывать взрывоопасные смеси с воздухом в случае сбоя в работе. Более того, их интеллектуальная сетевая совместимость упрощает обслуживание систем.
Вентиляторы стали неотъемлемой частью супермаркетов, поскольку охлаждаемые витрины и системы низкотемпературного охлаждения без них просто не могли бы работать. С одной стороны, вентиляторы обеспечивают циркуляцию воздуха внутри витрины, а значит, равномерное охлаждение всех продуктов. Во встроенных охлаждаемых витринах вентиляторы также используются для рассеивания тепла или для направления теплого воздуха на центральный конденсатор, как в случае так называемой удаленной системы. До недавнего времени стандартными приводами вентиляторов являлись электродвигатели с расщепленными полюсами. И для этого были веские причины: такие двигатели являются недорогими в изготовлении, прочными и долговечными. Однако их низкий КПД, ненамного превышающий 20%, сегодня уже неприемлем. Они потребляют много электроэнергии и выделяют тепло, которое нужно вывести за пределы охлаждаемой витрины. Таким образом, в настоящее время области применения двигателей с расшепленными полюсами сузились до нескольких небольших ниш.
Энергосберегающее решение: ЕС-двигатели в качестве приводов
Современные концепции вентиляторов базируются на более эффективных ЕС-двигателях с электронным управлением, потребляющих на 70% меньше электроэнергии в сравнении с двигателями старой конструкции. Компания ebm-papst, специализирующаяся на разработке и производстве двигателей и вентиляторов, выпускает несколько версий таких энергоэффективных двигателей, которые по всем параметрам идеально подходят в качестве приводов вентиляторов охлаждаемых витрин. Более десяти лет назад энергосберегающий двигатель ESM устанавливал новые стандарты в технологии вентиляторов, используемых в системах охлаждения (рис. 1).
'' Современные концепции вентиляторов базируются на более эффективных ЕС-двигателях с электронным управлением, потребляющих на 70% меньше электроэнергии в сравнении с двигателями старой конструкции.
Рис. 1. Имея КПД до 70%, двигатель ESM потребляет лишь треть электроэнергии в сравнении с двигателем с расщепленными полюсами и обеспечивает возможность управления ebm-papst частотой вращения.
Имея КПД до 70%, этот двигатель потребляет лишь треть электроэнергии в сравнении с двигателем с расщепленными полюсами и обеспечивает возможность управления частотой вращения. Благодаря снижению тепловыделения от работы ЕС-двигателя достигается еще большая экономия энергии при эксплуатации холодильной витрины. Его ресурс составляет 40 000 часов, что соответствует примерно 5 годам непрерывной работы.
Компактные ЕС-двигатели могут поставляться как комплектующие изделия в сочетании с крыльчатками или как законченные системы с идеально подогнанными друг к другу компонентами. Осевые вентиляторы размером 130, 154, 172, 200, 230, 250 и 300 предназначены для установки в нижней части охлаждаемых витрин и витрин-морозилок. Вентиляторы с диагональными крыльчатками размером 200 и 250, напротив, разработаны специально для установки на задней стенке охлаждаемой витрины, где монтажное пространство часто крайне ограничено (рис. 2). Благодаря компактной конструкции эти вентиляторы вписываются в стесненное пространство, а диагональная крыльчатка позволяет успешно противостоять высокому противодавлению, возникающему в подобных условиях.
Рис. 2. Осевые вентиляторы предназначены для установки под полками охлаждаемых витрин и витрин морозилок. Вентиляторы с диагональными крыльчатками, напротив, разработаны специально для установки на задней стенке охлаждаемой витрины.
Тангенциальные вентиляторы, также оснащенные ЕС-двигателями и создающие завесу из циркулирующего холодного воздуха, с не меньшим успехом уже много лет применяются в охлаждаемых витринах. Эти вентиляторы отличаются компактностью и бесшумной работой (рис. 3). С учетом возможного энергосбережения имеет смысл переоборудовать старые охлаждаемые витрины, установив двигатели NiQ от компании ebmpapst (рис. 4). В зависимости от условий окружающей среды срок службы двигателя NiQ может превышать 40 000 часов. Механические компоненты этого двигателя совместимы с существующими двигателями с расщепленными полюсами, поэтому замена двигателя старой конструкции на новый не вызывает никаких проблем. При этом КПД двигателя NiQ составляет более 70%. Двигатель NiQ позволяет установить осевую крыльчатку размером от 154 до 254 мм.
Рис. 3. Тангенциальные вентиляторы, также приводимые во вращение ЕС-двигателями и имеющие большую зону распределения воздуха, являются другим интересным решением для охлаждаемых витрин
'' зависимости от условий окружающей среды срок службы двигателя NiQ может превышать 40 000 часов.
Рис. 4. С точки зрения механической части конструкции энергосберегающий двигатель NiQ совместим с двигателем с расщепленными полюсами, что обеспечивает их полную ebm-papst взаимозаменяемость
Постоянное отслеживание работы вентиляторов обеспечивает их надежность
Наряду с максимальным снижением энергопотребления, другим фактором, имеющим значение для охлаждаемых витрин в супермаркетах, является надежность вентиляторов. Стандартные витрины длиной 1,25 м обычно оснащаются одним или двумя вентиляторами. В случае сбоя в работе вентилятора важно быстро установить и устранить причину неисправности, чтобы избежать нарушений функционирования всего контура охлаждения и порчи продуктов. Не менее полезными являются профилактическое обслуживание и контроль работы вентиляторов.
В этом случае удобно использовать последовательный интерфейс MODBUS-RTU. Такое решение позволяет реализовать многие функции управления и регулирования в режиме реального времени посредством удаленного контроля. Например, можно отслеживать наработку двигателя с учетом профилактического обслуживания и просто локализовать вентилятор, требующий ремонта. Сетевое подключение по протоколу MODBUS-RTU также позволяет быстро адаптировать вентилятор к изменению рабочих условий. Так, например, увеличив частоту вращения вентилятора, можно быстро изменить температуру охлаждения по завершении цикла разморозки.
Всегда ли необходимо взрывозащищенное исполнение?
Следующим важным вопросом, касающимся охлаждаемых витрин, является тип используемого хладагента. Современные хладагенты должны быть безопасными для окружающей среды, иметь низкий потенциал глобального потепления (ПГП) и в то же время обеспечивать должное охлаждение. С 1 января 2015 года это регулируется директивой ЕС № 517/2014, также известной как директива о фторсодержащих парниковых газах (рис. 5). В этой связи наряду с аммиаком и CO2 приобретают все большую популярность такие природные хладагенты, как изобутан, пропан и пропен, являющиеся экологически безопасной альтернативой (частично) галогенизированным хладагентам. Тем не менее в случае сбоя в работе нетоксичные углеводороды, вступая в реакцию с воздухом, могут образовывать взрывоопасные смеси.
Рис. 5. Регламент ЕС № 517/2014 о фторсодержащих парниковых газах, также известный как директива о фторсодержащих газах, действует с 1 января 2015 года
Двигатели и законченные системы от ebm-papst отвечают требованиям европейского стандарта EN 60335-2-89 «Частные требования к торговому холодильному оборудованию» в отношении безопасности бытовой техники и могут безопасно применяться в составе систем охлаждения в этом сегменте. Это в полное мере относится к большинству охлаждаемых витрин, поскольку их контуры охлаждения работают с хладагентом, количество которого не превышает 150 г в соответствии с требованием стандарта. В данном случае взрывозащищенное исполнение отдельных компонентов не имеет коммерческого смысла. Более того, применение только двигателя во взрывозащищенном исполнении не решает проблему. Взрывобезопасность должна обеспечиваться для вентилятора в целом, а задача оператора – определить границы взрывоопасной зоны. Последнее часто является непростой задачей, если речь идет о супермаркетах. Возможно, контуры охлаждения большой емкости придется разбить на системы меньшего объема. Если такой подход не представляется целесообразным, существует альтернативный метод энергосбережения, который можно применить, не выходя за рамки требования по количеству хладагента (150 г): ebm-papst может предложить вентиляторы с энергосберегающими двигателями во взрывозащищенном исполнении II 3G Ex nA IIA T4 Gc. Эти вентиляторы соответствуют стандарту взрывобезопасности EN 60079, а значит, разрешены к применению в составе как больших охлаждаемых витрин, так и смешанных и каскадных систем, в которых количество используемого огнеопасного хладагента превышает 150 г.
АВТОР: ПАТРИК ШТЕРН ( PATRICK STERN), ДИРЕКТОР ПО МАРКЕТИНГУ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ, EBM-PAPST В МУЛЬФИНГЕНЕ
Вы хотели бы получить больше информации по этой теме? Контактное лицо для направления Ваших вопросов: Patrick.Stern@de.ebmpapst.com
