Топ-7 энергосберегающих технологий в российском ритейле

Более 50% затрат магазина приходится на эксплуатацию холодильного оборудования. Неудивительно, что технические решения, которые позволяют снизить эти расходы, приобретают сегодня – в условиях серьезной рыночной конкуренции – все большую актуальность. Сергей Плешанов, технический директор компании «Лэнд», подробно рассказал о наиболее эффективных технологиях энергосбережения в магазине, о том, какую экономию они позволяют получить и как скоро окупаются.

Современный уровень развития автоматизации предоставляет широкие возможности для энергосбережения. На рисунке ниже приведены основные технологии, которые дадут максимальный эффект в снижении энергопотребления магазина, при этом они имеют низкий срок окупаемости и могут быть рекомендованы для повсеместного использования в техническом задании компании заказчика. О том, сколько позволяет сэкономить применение этих технологий и за какой срок окупятся вложенные в них средства, – расскажем по порядку.

Энергосберегающие технологии современного магазина

1. Энергосберегающее фасадное остекление

Установка фасадного остекления на стеллажные витрины (горки) на сегодняшний момент самый простой и эффективный способ снижения холодопотребления и, в свою очередь, энергопотребления оборудования.

В российском ритейле нашли применение два типа остекления, устанавливаемого на холодильное оборудование:

• каленое стекло с К-покрытием;

• одно- или двухкамерный стеклопакет.

Принцип работы простой: при стандартном исполнении стеллажной витрины около 80% нагрузки создает теплый воздух, поступающий в витрину из торгового зала. Фактически холодильные витрины начинают работать на кондиционирование торгового зала. Установка остекления позволяет снизить, а в некоторых случаях исключить поступление воздуха в рабочий объем витрины. Основное преимущество остекления – это возможность его установки в стандартное оборудование, то есть не только на стадии реализации объекта, но и во время эксплуатации. При монтаже такого остекления в торговое оборудование гарантирован существенный эффект снижения затрат на потребляемую электроэнергию.

Решение с применением каленого стекла является более простым способом снижения холодопотребления оборудования. В стандартную витрину устанавливается рама, в периметре которой размещаются стекла. Сами стекла не оснащаются несущими конструкциями и имеют относительно легкий вес, за счет чего остекление практически незаметно. Подобное решение позволяет сократить холодопотребление витрины на 30–40%. Использование данной технологии не исключает попадания воздуха в витрину, так как конструкция не имеет плотного прилегания к раме, а также каленое стекло не является эффективным теплоизолятором. 

Проект выполнен архитектурным отделом компании «Лэнд»

Решение со стеклопакетом применялось в основном для низкотемпературного оборудования и с недавних пор нашло применение на среднетемпературном. Производители такого остекления были вынуждены искать баланс между излишней массой изделия и легкостью конструкции для визуальной составляющей. Конструкция со стеклопакетом аналогична остеклению из каленого стекла с той лишь разницей, что стеклопакет максимально изолирует рабочий объем витрины от поступления теплых потоков воздуха снаружи из торгового пространства, поскольку стеклопакет плотно прилегает к раме без зазоров и к тому же сам является эффективным теплоизолятором.

Использование стеклопакета для закрытия стеллажных витрин позволяет снизить холодопотребление от 50 до 80%, а значит, существенно уменьшить мощность холодильного агрегата, конденсатора и объем монтажных материалов. Именно поэтому данную технологию можно назвать самой эффективной на сегодняшний момент.

Таблица 1. Эксплуатационные затраты при установке стеклопакетов, энергопотребление постоянная величина

Оценим влияние холодопотребления и энергопотребления горки (ТЭНы, освещение, вентиляторы) на суммарный эффект экономии эксплуатационных затрат.

Таблица 2. Влияние холодопотребления горки на эксплуатационные затраты

Как видим из таблицы 2, влияние энергопотребления на эксплуатационные расходы холодильной мебели несущественно, основное влияние, более 94%, оказывает холодопотребление оборудования.

Срок окупаемости применения закрытий, на основе стандартного супермаркета 1000 кв. м, составляет:

• каленое стекло с К-покрытием – 0,5–1 год;

• одно- или двухкамерный стеклопакет – наступает мгновенно за счет снижения CAPEX и ОРЕХ.

Если мы рассматриваем дооснащение стеклопакетами горки в существующих магазинах, окупаемость увеличивается и составляет от 3 до 5 лет, поскольку основное оборудование не меняется.

2. Функция плавающего давления конденсации

Функция плавающего давления конденсации позволяет электронной системе управления автоматически корректировать параметры работы системы в зависимости от температуры окружающей среды: чем ниже температура окружающей среды, тем нагрузка на компрессоры меньше и тем ниже энергопотребление системы.

Фактически окупаемость такого решения наступает в течение одного дня, поскольку для реализации базовой функции необходимы установка датчика наружного воздуха и включение функции в контроллере.

3. Функция плавающего давления кипения (на примере алгоритмов, реализованных в системах управления холодильным оборудованием производства компании Danfoss)

Функция плавающего давления кипения основана на машинном анализе состояния каждой витрины или холодильной камеры, подключенной к центральной холодильной машине. Такой анализ проводит в автоматическом режиме система централизованного управления. На основании полученных данных о температуре внутри охлаждаемых объемов система изменяет установку для компрессоров, повышая давление кипения, если температура воздуха в витринах и камерах находится на требуемом уровне. Известно, что работа компрессоров с более высоким давлением гораздо более эффективна в плане потребления электрической энергии.

Для реализации функции плавающего давления кипения необходимо применить устройство централизованного управления (System Manager) от Danfoss. Многие современные магазины оснащены системой централизованного управления, поэтому можно говорить об отсутствии вложений. В случае если рассматривать систему как дополнительное оборудование, срок окупаемости не превысит 2 лет.

Проект выполнен архитектурным отделом компании «Лэнд»

4. Плавное регулирование производительности лидерного компрессора

Суть этой технологии заключается в возможности максимально точно настроить производительность компрессоров относительно потребности потребителей. В процессе работы центральной холодильной установки нагрузка на компрессоры постоянно меняется, ведь в магазине масса потребителей, работающих каждый на свой объем. Подобрать компрессоры так, чтобы не возникало излишков мощности при минимальной нагрузке (например, работа 5 витрин из 60), не представляется возможным, так как количество компрессоров на раме агрегата, как правило, ограничено 4–5 шт. Стандартный супермаркет при этом имеет около 60 разных охлаждаемых объемов. Таким образом, при низкой нагрузке не может обеспечиваться стабильная работа компрессоров, запуск компрессора приводит к его отключению через непродолжительное время и повторному включению на полную нагрузку. Подобный режим работы приводит к излишнему потреблению электрической энергии.

Использование плавного регулирования с применением преобразователя частоты позволяет подстроить работу компрессоров относительно изменения нагрузки. При минимальной нагрузке может работать один компрессор на 50% производительности, а, например, при средней возможна работа одного компрессора на 100%, а лидерного на 75%.

Кроме того, использование преобразователя частоты позволяет форсировать двигатель компрессора свыше 50 Гц, что, в свою очередь, увеличивает производительность компрессора при тех же установленных мощностях.

На сегодняшний момент эта технология позволяет экономить энергию и обеспечивать заданную производительность холодильного агрегата.

Окупаемость решения с частотным регулированием компрессоров составляет не более 3 лет.

5. Электронный терморегулирующий вентиль (ЭТРВ)

Использование ЭТРВ позволяет поддерживать точное значение перегрева газа в испарителе при любых изменяемых условиях. В сравнении, например, с механическим терморегулирующим вентилем (ТРВ) электронный обеспечивает постоянную эффективную работу испарителя за счет точного заполнения его холодильным агентом, заставляя полноценно работать всю теплообменную площадь.

Существует два типа ЭТРВ:

• импульсный,

• шаговый.

Шаговый ЭТРВ по принципу действия схож с механическим, то есть диаметр проходного отверстия для подачи холодильного агента изменяется в зависимости от потребности, только для изменения диаметра используется шаговый двигатель.

Импульсный ЭТРВ представляет собой более простую конструкцию. В данном ЭТРВ присутствует дроссельное отверстие, которое закрывается и открывается в процессе работы. Подача холодильного агента регулируется за счет длительности цикла. Например, «3 секунды закрыт, 3 секунды открыт» расценивается как 50% производительности. 

Применение ЭТРВ на стандартном объекте обеспечит около 10–12% снижения потребления электроэнергии в сравнении с механическим при условии применения контроллера Danfoss со специальными алгоритмами управления ЭТРВ, позволяющими обеспечить оптимальное заполнение испарителя во всем диапазоне нагрузок и в комплексе с функцией плавающего давления кипения, рассмотренной выше.

Окупаемость решения по ЭТРВ по сравнению с механическим ТРВ с учетом возможности отключения освещения контроллером в ночное время не превышает 3 лет.

Проект выполнен архитектурным отделом компании «Лэнд»

6. Адаптивное оттаивание

Специальный электронный алгоритм, разработанный компанией Danfoss, названый «Адаптивная оттайка», позволяет электронной системе управления отслеживать снижение производительности каждого испарителя и принимать решение по необходимости включения режима оттаивания.

Проведенные компанией «Лэнд» практические испытания алгоритма показали следующие результаты.

• СТ торговая мебель – снижение на 31%. Среднее количество циклов оттаиваний в сутки 2,8 вместо 4.

• НТ торговая мебель – снижение на 46%. Среднее количество циклов оттаиваний в сутки 2,1 вместо 4.

Для реализации данной функции необходимы импульсный ЭТРВ и система мониторинга.

В среднем включение этой функции дает около 1% снижения энергопотребления системы и окупается мгновенно.

7. ЕС (электронно-коммутируемые) вентиляторы

Производство холода основано на теплообмене воздуха с холодильным агентом, при этом на стандартном объекте присутствует большое количество вентиляторов, которые работают в режиме нон-стоп. В настоящее время широкое применение находят энергосберегающие вентиляторы в холодильной мебели. Установка вентиляторов с технологией ЕС позволяет снизить энергопотребление в более чем три раза. Эффективным решением также можно назвать замену энергоемких вентиляторов конденсатора на энергоэффективные вентиляторы, ведь именно в данном теплообменнике происходит утилизация тепла, отобранного от охлаждаемого продукта.

Срок окупаемости ЕС вентиляторов на холодильной мебели не превышает 3 лет.

Подводя итоги, отметим, что использование энергосберегающих технологий (без учета закрытий) в совокупности позволяет снизить энергопотребление оборудования в порядке 39%. Для формата супермаркет площадью 1000 кв. м это позволяет сэкономить порядка 135 тыс. кВт/ч в год электроэнергии, или 871 тыс. руб. для условий Москвы, что позволяет направить сэкономленные средства на открытие новых магазинов. Важно отметить, что в части настройки энергосберегающих функций необходим контроль на всех этапах: от монтажа и пусконаладки до приемки на сервис и контроля работоспособности в ходе эксплуатации. В компании «Лэнд» мы это хорошо понимаем: контроль прописан в регламентах монтажа, сервиса и исходных документах с объекта, а также контроль ведется удаленно службой мониторинга на постоянной основе.

В следующей статье мы рассмотрим топ-3 технологии ближайшего будущего, которые позволят дополнительно повысить энергоэффективность магазина.

Приглашаем к сотрудничеству!

Retail.ru