空冷チラーのエネルギー効率を向上させる方法: 実践ガイド

空冷チラーの効率に注意が必要な理由

チラープラントはほとんどの産業施設で最大の電力消費者であり、空冷チラーは同等の水冷システムと比較して構造効率が 10% ～ 15% 低下します。

空冷チラーは熱を周囲の空気に直接放出するため、凝縮温度は冷却塔で利用できる低い湿球温度ではなく、乾球温度に従います。凝縮温度が 1℃ 上昇するごとに、コンプレッサーの消費電力は約 2% 増加します。年間 4,000 時間稼働する 250 kW のユニットでは、永続的な 5% の効率損失により年間約 50,000kWh が無駄になり、これは平均的な家庭 5 世帯分の電力に十分な量です。

実際の結果は、機器の老朽化ではなく、小さな動作上の問題が効率の損失のほとんどを引き起こすということです。機械的な故障が発生する前に、コイルの汚れ、冷媒の充填不足、および制御の誤設定が発生します。これらの問題を特定するのにかかる費用はほとんどかからず、数週間で回収できます。

何かを変更する前に、適切な効率指標を読んでください

測定しないものを改善することはできません。空冷チラーの有効な効率数値は、銘板の EER ではなく、IPLV または kW/トンによって取得される動作プロファイルです。

EER と COP は、単一の全負荷点でのパフォーマンスを表します。実際のチラープラントは年間わずか数百時間しかフル負荷に近い状態で稼働しません。ほとんどの時間は部分負荷で座っています。 IPLV は一般的な部分負荷プロファイル全体のパフォーマンスを重視しますが、kW/トンはエネルギー消費に直接変換されるため、実際の運用コストを追跡します。

kW/トンを毎日追跡し、委託されたベースラインと比較します。値が 8% を超えて上昇する場合、原因は通常、コイルの汚れ、冷媒の損失、または設定値のドリフトです。

適切に構築された最新のユニットは、これらの指標に基づいて設計されています。たとえば、 周囲温度極低温空冷チラー Shanghai Soouney Refrigeration Equipment Co., Ltd. の製品は、高い周囲条件下でも安定した性能を維持できるように設計されており、測定された EER を銘板の値に近づけることができます。

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エネルギー使用量を直ちに削減するための 6 つの運用対策

効率性の最速の向上は、資本の購入ではなく、運用の修正によってもたらされます。一般的な空冷チラーでは、これら 6 つの対策により、現在の動作条件に応じて 5% ～ 30% の節約が実現します。

1. まずコンデンサーコイルを掃除します

   コイルが汚れると凝縮圧力が上昇し、コンプレッサーの負担が大きくなります。適切な洗浄によりコイルの熱伝達を回復すると、効率が 10% ～ 15% 向上します。粉塵の多い工業地帯では、コイルを毎月検査し、少なくとも年に 2 回清掃してください。

2. 冷水の設定値を許容可能な最高値まで上げます

   プロセスがより温かい水を受け入れる場合、冷水温度が 1°C 上昇するごとに、冷却装置のエネルギー使用量が 2% ～ 3% 削減されます。あるプラントでは、設定値を 7°C から 8°C に引き上げると、冷却装置のエネルギー消費量が 1 シーズンで約 8% 削減されました。

3. 可変速度ドライブをコンデンサーファンに追加

   固定速度のファンはオンとオフを繰り返し、圧力変動とコンプレッサーの循環を引き起こします。可変速度ドライブは、周囲温度に応じてファン速度を調整し、通常、ヘッド圧力を安定させながらファンのエネルギーを 20% ～ 30% 削減します。

4. 凝縮器で捨てられた熱を回収する

   空冷チラーは、提供する冷却効果よりも 15% ～ 25% 多くの熱を拒否します。減温器または熱回収ループは、プロセス水または建物暖房水を予熱し、廃棄物の流れを使用可能なエネルギーに変えることができます。

5. 水の流れのバランスをとり、過剰な汲み上げを排除します。

   ほとんどの冷水回路は、設計時に制御バルブが大きくなったため、10% ～ 20% 過剰にポンプされます。ポンプインペラをトリミングするかバルブのバランスを取り直すと、負荷制御への影響を最小限に抑えながらポンプ出力が低減されます。

6. 冷媒充填量と過熱度を確認する

   過小充電と過充電はどちらも効率を低下させます。冷媒の充填量が 10% 不足すると、容量が 6% ～ 9% 減少し、1 トンあたりのエネルギーが 6% も増加します。過熱度および過冷却度を少なくとも四半期ごとに記録します。

改造が意味をなさなくなったら、機器をアップグレードする

チラーが 15 年以上古い場合、製造中止された冷媒で動作している場合、またはコイルがきれいで正しく充電されているにもかかわらず効率が着実に低下している場合は、通常、再度の改造よりも交換のほうが優れています。

スクロールまたはスクリュー コンプレッサー、マイクロチャネル コイル、可変速度ファンを備えた最新の空冷チラーは、15 年前の固定速度ユニットよりも 20% ～ 30% 優れた IPLV 値に達しています。高負荷のプラントでは、交換による投資回収は通常 3 ～ 5 年かかります。

代替品を選択する前に、次の作業を行ってください。 さまざまな冷却用途に合わせた産業用チラーのサイジングガイド というのは、最新のユニットであっても過大なサイズは効率を破壊するからです。

約 100 kW を超える連続負荷の場合、 デュアルコンプレッサーを備えた熱極低温空冷スクリューチラー は強力な選択です。各コンプレッサーが独立して動作するため、需要が低下しても部分負荷効率が高く維持されます。アン 空冷スクリューチラーと遠心チラーのトレードオフ分析 どの構成が負荷プロファイルに適合するかを確認するのに役立ちます。

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床面積が限られているコンパクトなプロセスラインの場合、 周囲温度極低温空冷ボックスチラー ポンプ、タンク、制御装置を 1 つのフレームに統合することで、二次ポンピングロスを低減し、試運転時間を短縮します。

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効率の向上を維持するメンテナンス スケジュールを運用する

アップグレードによる節約は、メンテナンス スケジュールによって保護されない場合、数か月以内に消えてしまいます。

空冷チラーの予防メンテナンスは、保護されるエネルギーに比べて安価です。コイルの汚れや電荷損失を悪化する前に発見する四半期ごとの検査は、プラントで最も利益が得られる活動の 1 つです。

よくある質問