Поточні глобальні зміни на світовому ринку енергоресурсів загострюють і без того складну ситуацію галузі генерації електроенергії та ведуть до утворення дефіциту потужностей та підвищення тарифів для споживача. Тому питання зниження споживання електроенергії стає критично важливим.

Давайте розглянемо на прикладі невеликого магазину, що є основними споживачами електроенергії:

1. Вентиляція та кондиціювання;
2. Теплове обладнання (міні пекарні, теплові вітрини, марміти тощо);
3. Освітлення;
4. Холодильне обладнання;
5. Інше обладнання (касові прилавки, м'ясорубки, ваги тощо).

Для кожної із сформованих груп обладнання існує безліч різних сучасних технічних рішень, які дозволяють суттєво знизити енергоспоживання. Пропоную зупинитися детальніше на торговельному холодильному устаткуванні, оскільки їхня частка у загальному споживанні магазину дуже велика.

У минулій статті більше уваги було приділено холодильним прилавкам із компактними вентиляторами та питанням зниження енергоспоживання для них. У цій статті пропоную зупинитися на вертикальних холодильних вітринах - гірках під виносний агрегат.

До основних електричних компонентів таких вітрин відносять:

1. Вентилятори обдуву випарника (детальніше розглянемо далі у статті);
2. Освітлення (у сучасних зразків вітрин складається зазвичай з двох елементів LED лінійки (модуля) і блоку живлення. Використання блоку живлення з хорошим ККД перетворення та підсвічування з високоефективним кристалом дозволить помітно знизити споживання цього компонента вітрини);
3. ТЕН випарника (опція, що використовується у вітринах, коли передбачається, що в об'ємі вітрини досягається температура 0 градусів по цільсію і нижче. Кількість таких вітрин у магазині зазвичай менше 10% порівняно із середньотемпературним варіантом. Можливе використання замість ТЕНу додаткового контуру газового відтаювання, що є більш енергоефективним рішенням);
4. Пульт управління (набір сучасної автоматики та електроніки, що дозволяє контролювати та регулювати роботу холодильної системи вітрини для забезпечення її функціонування у заданих параметрів. Зазвичай частка енергоспоживання цієї групи компонентів дуже низька, і практично нівелюється на тлі більш енергоємних компонентів, описаних вище);
5. Соленоїдний вентиль або ЕРВ (елемент, що дозволяє забезпечувати необхідне заповнення випарника холодоагентом, енергоспоживання теж досить невелике 5-17 Вт).

Таблиця добового споживання електроенергії за компонентами середньотемпературного регала довжиною 1,25 м

Далі потрібно детальніше зупинитися на вентиляторах випарника, оскільки найчастіше (залежно від комплектації) саме вони становлять 50-80 відсотків добового електроспоживання холодильного виробу.

Зазвичай у виробах даного типу застосовується вентилятори на основі електродвигуна з розщепленими полюсами, чотириполюсники однофазні, що працюють при напрузі 220-240 В та частотою мережі 50/60 Гц. Потужність варіюється від 30 до 80 Вт залежно від конструктивних особливостей виробника холодильного обладнання.

На противагу стандартним електродвигунам з розщепленими полюсами все більшої популярності набирають високоефективні ЄС двигуни з електронною комутацією. Їх ще називають "енергозберігаючими". Помітно нижче споживання електроенергії, що дозволяє значною мірою компенсувати вищу вартість двигунів, їх окупність зазвичай становить лише кілька місяців. Цікаві моделі таких електродвигунів пропонує компанія Welington.

Wellington Drive Technologies Limited — новозеландська компанія, яка вже понад 30 років є одним із провідних світових постачальників енергоефективних електронних двигунів, а також рішень для керування холодильним обладнанням та хмарних платформ управління.

Для холодильних систем великий інтерес представляє універсальний електродвигун серії ECR 2. Електронна платформа двигуна використовує вдосконалене трифазне керування для забезпечення надзвичайно низького рівня шуму та вібрації, а також забезпечує виняткову енергоефективність. Двигуни ECR 2 мають ККД до 70% та коефіцієнт потужності до 0,95. Більшість традиційних двигунів мають ККД лише 18-22% і часто мають коефіцієнт потужності менше 0,5. Це означає, що двигуни ECR 2 більш ніж на 300% енергоефективніші, а також виробляють менше вібрації і приблизно на 5 дБА менше шуму. Цей двигун може програмуватись на заводі або в польових умовах і працює на 300-1800 об/хв. Вхідна напруга 70-264 В дозволяє використовувати один і той же двигун в устаткуванні по всьому світу, скорочуючи складську номенклатуру та підвищуючи операційну гнучкість. ECR 2 має клас захисту IP67, що означає його виняткову водо- та пиле захищеність. Дуже часто це є критичною вимогою у холодильному середовищі. Програмне забезпечення покращує багато аспектів продуктивності ECR2, тому якщо більшість двигунів зупиняються в умовах перевантаження, двигуни ECR 2 автоматично знижують швидкість і продовжують працювати далі, щоб забезпечити безперебійну роботу холодильної системи.

З точки зору монтажу елементи кріплення електродвигуна та підключення живлення уніфіковані зі стандартними двигунами з екранованими полюсами типу Q-frame. ECR 2 має варіанти кріплення для широкого спектру кронштейнів, включаючи кріплення на кільце (що формує повітряний потік), кріплення ззаду (з 3 або 4 отворами) та кріплення на лапах.

ECR 2 - це третє покоління двигуна ECR від компанії Wellington і передбачає безліч функцій підвищення надійності:

• Екстремальні рівні захисту від перенапруги (4000 В);
• Захист від тривалої зниженої та підвищеної напруги;
• Численні функції захисту від води на вході кабелю та вході валу в електродвигун;
• Корозійностійкі корпуси;
• Інтелектуальний тепловий захист, що знижує потужність двигуна у разі перевантаження для забезпечення стабільного повітряного потоку холодильної системи;
• М'який пуск для зниження перехідних навантажень та шуму

Двигуни ECR 2 мають розрахунковий термін служби (L10) 10 років. ECR 2 має передове електронне управління у своєму класі, з безшумною і надвисокоефективною технологією «three phase field oriented control». Це робить його особливо придатним для рішень, де важливими є як низький шум, так і висока ефективність. За даними виробника, двигун працює на рівні всього 36,5 дБА, і зберігає свій високий ККД та низький рівень шуму у всьому діапазоні потужності та швидкості.

Окрім ECR2, компанія Wellington пропонує і більш бюджетну спрощену серію енергозберігаючих вентиляторів із вбудованим електронним керуванням ECR1. Лінійка цих електродвигунів охоплює модність від 3 до 25 Вт. До основних характеристик цих двигунів можна віднести:

Подвійна швидкість роботи, що забезпечується безступінчасто в реальному часі за третім дротом мережі

• Енергетично ефективний, ККД до 60%;
• Попередньо запрограмовані або програмовані на заводі/за місцем швидкості та напрямок обертання;
• Можливість реверсу із синхронізацією;
• Відповідність RoHS та REACH;
• Тепловий захист, що самовідновлюється, електронне блокування ротора/виявлення зупинки;
• Сумісність з холодоагентами HFC, CO2 та вуглеводні (згідно з IEC 60335-2-89, додаток BB);
• Є версії ATEX (група 2, категорія 3G).

Також слід звернути увагу на готовий вентилятор Wellington ECF2. Блок вентиляторів ECF включає двигун ECR2, високопродуктивну крильчатку і кільце-дифузор, забезпечуючи готове рішення, сумісне зі стандартними 8-дюймовими (200 мм) осьовими вентиляторними блоками.

Застосування моноблочного вентиляційного забезпечує кращі напірно-витратні параметри, ніж у вентиляторних блоків з роздільними компонентами. А також дозволяє отримати оптимальний потік повітря, помітно знизивши рівень шуму, вібрації та споживання струму (ВА). Вони виготовлені з glass-filled полімерів з високими технічними характеристиками і підходять як для конденсаторів, так і випарників, включаючи низькотемпературні випарники.

Широкий діапазон потужності, мультівольтажна напруга, програмування на заводі або в польових умовах дозволяють зменшити складську номенклатуру OEM-виробників і зменшити кількість деталей у процесі збирання холодильного обладнання. Це помітно знижує витрати на остаточну збірку та зводить до мінімуму простір, необхідний для збирання вентилятора.

Отже, широка номенклатура продукції Wellington (це і електродвигуни, і готові вентузли, і контролери управління як вентилятором, так і всією холодильною установкою, і хмарні системи контролю) дозволяють закривати будь-які потреби замовника, від простих пристроїв до прецизійних систем з високими експлуатаційними вимогами. Всі вентилятори Wellington мають дуже високу надійність. І як видно з порівняльної таблиці нижче не поступаються європейським аналогам, а за деякими параметрами і перевершують їх.

Порівняльна таблиця основних характеристик кількох поширених електродвигунів

Повернемося ж до питання, порушеного на початку статті, враховуючи ті характеристики представлених у порівняльній таблиці електродвигунів, можна сказати, що застосування «енергозберігаючого» вентилятора дасть можливість знизити енергоспоживання гірки 1,25 практично вдвічі, дозволяючи економити на кожному модулі близько 0,6 кВт на добу. А враховуючи річне енергоспоживання вітрини та вартість електроенергії, різниця в ціні електродвигуна окупиться протягом кількох місяців.