энергосберегающие и зеленые технологии TICA на 61-й Китайской выставке фармацевтического оборудования
В первой декаде ноября в Чэнду завершилась 61-я Китайская выставка фармацевтического оборудования (China International Pharmaceutical Machinery Exposition, CIPM). Будучи постоянной участницей форума, на этот раз компания TICA решила внести изюминку в свою экспозицию и представить посетителям не стандартные чиллеры, приточно-вытяжные установки, компрессорно-конденсаторные блоки и иное HVAC-оборудование, предназначенное для создания комфортного микроклимата в медицинских учреждениях различного профиля, а интегрированные климатические решения, характеризующиеся высокой энергоэффективностью и минимальными выбросами углекислого газа.
Судя по количеству гостей в павильоне, оформленном под слоганом «Мы понимаем ваши потребности», задумка специалистов TICA пришлась им по душе. Впрочем, удивляться этому не стоит: энергосберегающие и зеленые технологии стремительно набирают популярность во всех отраслях, в том числе в фармацевтике. Пристальное внимание к ним объясняется не только общемировыми тенденциями (борьба с изменением климата и его последствиями, использование возобновляемых источников энергии, сокращение выбросов парниковых газов и др.), но и желанием потребителей покупать экологически чистую продукцию, при производстве которой не использовались материалы и технологии, вредные для человека и окружающей среды.
К углеродной нейтральности — через оптимизацию производства
На пути к углеродной нейтральности, под которой подразумевается снижение до нуля выбросов CO2 или их компенсация углеродно отрицательными проектами, наиболее актуальной проблемой, стоящей перед мировым сообществом, является оптимизация промышленных и энергетических предприятий. В частности, в биофармацевтике потребление электроэнергии системами отопления, вентиляции и кондиционирования превышает 50% от общего энергопотребления. Следовательно, уменьшая расход электричества на эти цели, можно добиться существенного снижения финансовых затрат и сокращения выбросов CO2 в атмосферу теплоэлектростанциями, использующими в качестве топлива уголь и природный газ.
Выступая на конференции «Энергосберегающие системы отопления, вентиляции и кондиционирования в биофармацевтике», ведущий инженер отдела технической поддержки компании TICA Янь Юэ обратила внимание на то, что в погоне за энергоэффективностью биофармацевтические заводы обращают внимание прежде всего на высокий коэффициент EER и не учитывают, что рабочая нагрузка 90% чиллеров с водяным охлаждением, используемых на таких производствах, никогда не превышает 70%. В итоге экономия электроэнергии в случае применения чиллера с высоким EER, работающего в режиме 100-процентной нагрузки, когда это совсем не требуется, фактически нивелируется: излишняя энергия расходуется напрасно.
Избежать незапланированных потерь можно, если установить на предприятии системы центрального кондиционирования на базе охладителей, производительность которых регулируется бесступенчато либо с шагом 5—15% в автоматическом режиме. Наилучшим образом для этих целей подходят чиллеры, укомплектованные винтовыми либо центробежными компрессорами. Данные устройства позволяют автоматически регулировать температуру воды на выходе, исходя из ее температуры на входе, то есть после возвращения от фанкойлов, вентиляционных установок с водяными охладителями и т.п., а также с учетом температурных условий в обслуживаемых помещениях. В результате производительность компрессоров изменяется таким образом, чтобы обеспечить наибольшую энергоэффективность при меньшем расходе электроэнергии.
Данные агрегаты могут быть настроены на конкретные условия работы в зависимости от сезона, что позволяет минимизировать эксплуатационные расходы. По усмотрению заказчика чиллеры оснащаются дополнительной обвязкой, увеличивающей разность температур воды на входе и на выходе. Также в них может быть реализована технология, позволяющая уменьшить расход воды при сохранении холодопроизводительности на номинальном уровне, заявленном производителем. Если предприятию, занятому в фарминдустрии (или любому другому производству), требуется горячая вода для бытовых нужд, например для душевых, санузлов и т.п., в комплектацию чиллеров можно включить секцию частичной рекуперации теплоты. В таком случае экономический эффект от применения данных устройств будет еще большим.
При подборе климатической техники следует обращать внимание не на EER, определяющий энергоэффективность оборудования в конкретный момент эксплуатации (рассчитывается на основании моментальных измерений), а на интегральный показатель при частичной нагрузке IPLV (принят американским институтом AHRI и применяется в странах Северной Америки) или сезонный коэффициент энергоэффективности SEER (используется в Европе). При их расчете во внимание принимаются заранее определенные коэффициенты, обозначающие время эксплуатации HVAC-оборудования со 100-, 75-, 55- и 25-процентной нагрузкой. По результатам замеров, проводимых в течение календарного года, и с учетом вышеуказанных показателей и определяется IPLV/SEER, которым следует руководствоваться при выборе чиллеров, наружных блоков мультизональных VRF-систем, тепловых насосов и др.
Диапазоны коэффициентов энергоэффективности отличаются в зависимости от вида кондиционеров, типа управления ими, особенностей и режимов эксплуатации, а также общего времени наработки. Наиболее эффективными считаются смазываемые маслом и безмасляные чиллеры, укомплектованные центробежными компрессорами. IPLV первых составляет 6,5—8,3 в зависимости от производительности, вторых — 10,0—12,0. Причем чем меньше частичная нагрузка на них, тем выше энергоэффективность. В частности, безмасляные чиллеры с центробежными компрессорами на магнитных подшипниках могут работать даже в режиме 2-процентной нагрузки. Благодаря низким эксплуатационным затратам на протяжении всего жизненного цикла они считаются кондиционерами с самой низкой стоимостью киловатта холода в мировой HVAC-индустрии. Один из таких высокопроизводительных агрегатов компания TICA продемонстрировала на CIPM-2021.
Безмасляный чиллер с водяным охлаждением: экономия более 1 млн киловатт-часов в год
Типовой безмасляный чиллер с водяным охлаждением, выпускаемый совместным предприятием TICA — SMARDT, комплектуется 3—6 центробежными компрессорами Danfoss Turbocor модели TT400 (315—525 кВт). Более мощные оснащаются агрегатами линейки VTT (800—1200 кВт) либо VTX (1583 кВт, или 450 RT). Общее количество компрессоров, установленных на раме охладителя, может достигать 8—12, а его производительность — 12,66 МВт (3600 RT) и более.
В безмасляных центробежных компрессорах используется магнитная сила, возникающая между ротором и статором под действием электрического тока и позволяющая удерживать первый в подвешенном положении. В результате трение между обмотками отсутствует, как следствие, связанные с ним потери равняются нулю, а износостойкость и долговечность агрегатов существенно возрастают.
Для максимально гибкого регулирования выходной мощности охладитель может быть оборудован компрессорами разных линеек. Данная технология получила название Pony Express. Благодаря ей интеллектуальная система управления чиллера автоматически запускает компрессоры, производительность которых точно соответствует тепловой нагрузке в тот или иной момент эксплуатации, в результате чего падение эффективности сводится к минимуму. Высокоэффективная работа устройства гарантирована даже при 2-процентной нагрузке.
Данные агрегаты расходуют на 50—65% электроэнергии меньше, чем смазываемые маслом спиральные, винтовые и центробежные чиллеры, которые эксплуатируются на протяжении 7—10 лет, и в среднем на 32% меньше, чем новейшие винтовые охладители той же мощности. В режиме полной нагрузки безмасляный чиллер с водяным охлаждением затрачивает на охлаждение 1 т воды 0,50—0,55 кВт, частичной — 0,30—0,35 кВт.
Изделие практически не требует техобслуживания. Ввиду отсутствия масляной системы все работы выполняются быстро и с минимальными временными и финансовыми издержками. Как подсчитали специалисты, затраты на обслуживание сокращаются примерно вдвое по сравнению с традиционными центробежными и винтовыми чиллерами, смазываемыми маслом.
Экономия электроэнергии безмасляным чиллером производительностью 1000 RT (3500 кВт) составляет не менее 40%, или 1,04 млн кВт-ч (при условии работы в течение 8000 часов в год), что эквивалентно выбросам в атмосферу 940 т углекислого газа. Неудивительно, что при таких показателях представленный на CIPM безмасляный чиллер с водяным охлаждением вызвал живейший интерес у государственных и частных застройщиков, особенно в свете выхода предприятий Поднебесной на углеродную нейтральность к 2060 году, провозглашенного центральным правительством страны в качестве одной из приоритетных задач экономики.
4-трубный модульный чиллер (тепловой насос): постоянная температура и влажность при минимуме затрат
Поддержание постоянной температуры и влажности в производственных цехах и лабораториях фармпредприятий является одной из насущных задач. Многие биофармацевтические заводы нуждаются в длительном поддержании этих параметров на оптимальном уровне: только так можно обеспечить надлежащий технологический процесс при изготовлении лекарственных средств и препаратов.
Кроме того, на большинстве производств применяется трехступенчатая система: сначала климатическое оборудование эксплуатируется в режиме нагрева, затем переводится в режиме охлаждения, после чего переключается в режим повторного нагрева. Все это сопровождается значительным расходованием электроэнергии.
Сосредоточив свое внимание на решении данной проблемы, TICA разработала энергосберегающие климатические решения — 4-трубный модульный чиллер (тепловой насос) с воздушным охлаждением и приточно-вытяжную установку с фреоновым испарителем и рекуператором теплоты.
Благодаря четырехтрубному чиллеру (тепловому насосу) TCA201XHF производительностью 66 кВт решается задача поддержания постоянной температуры и влажности на протяжении длительного времени. Кроме того, агрегат устраняет проблему высокого энергопотребления системы центрального кондиционирования на стадии повторного нагрева. Он не требуется, если для осушения воздуха в помещениях применяется холодная вода.
Устройство эксплуатируется при температуре наружного воздуха от -15 до +48 °C в одном из трех режимов: только охлаждение, только нагрев, охлаждение и нагрев (мощность первого может быть выше/ниже второго либо одинаковой). В первом из них на 1 кВт потребляемой электроэнергии 4-трубный модульный чиллер (тепловой насос) выдает 3,3 кВт, во втором — 3,5 кВт, в третьем — чуть более 4,0. Сезонный коэффициент энергоэффективности агрегата SCOP достигает 7,78, что соответствует классу A+++.
Благодаря технологии непрерывной балансировки, запатентованной компанией TICA, 4-трубный модульный чиллер (тепловой насос) автоматически регулирует мощность охлаждения и нагрева исходя из условий окружающей среды и пользовательских настроек. Он может быстро переключаться из одного режима работы в другой, контролировать температуру воды на входе и выходе, с помощью выносных проводных датчиков и встроенной автоматики (после получения сигналов вентиляционной установки) следить за температурой и влажностью в обслуживаемых помещениях и минимизировать колебания указанных параметров. Отработанное тепло, выделяемое агрегатом при охлаждении рабочей жидкости, расходуется на подогрев воды, используемой для бытовых нужд.
Модульная конструкция агрегата дает возможность наращивать общую производительность системы центрального кондиционирования. В один блок можно смонтировать до 16 модулей и довести суммарную выходную мощность кондиционеров до 1056 кВт. При этом расход охлажденной воды составит 182,4 куб.м/ч, горячей — 222,4 куб.м/ч. Таких объемов будет более чем достаточно для удовлетворения нужд практически любого медучреждения, фармпредприятия, хлебозавода, пищевого комбината или иного подобного производства.
Приточно-вытяжная установка с фреоновым испарителем и рекуператором теплоты
Неменьший интерес, нежели безмасляный чиллер с водяным охлаждением, вызвала у посетителей CIPM, представляющих лечебные учреждения и фармпредприятия, приточно-вытяжная установка с фреоновым испарителем и рекуператором теплоты. Она уже наделала немало шума на прошедших в нынешнем году форумах China Hospital Construction Conference и China Refrigeration Expo, где получила диплом как лучший инновационный продукт.
Данная приточно-вытяжная установка подключается к инверторному компрессорно-конденсаторному блоку посредством модуля управления AHU KIT. Для экономии электроэнергии она оборудуется секцией пластинчатого рекуператора. Приточный и вытяжной воздух перемещаются по каналам рекуператора противотоком. В целях биобезопасности смешивание двух потоков — даже частичное — полностью исключено. Если разность температур между свежим и отработанным воздухом не превышает 5 градусов, то экономия электроэнергии при эксплуатации приточно-вытяжной установки достигает 55%.
Энергосберегающие и зеленые технологии TICA на более чем 4000 фармпредприятий, сертифицированных по стандарту GMP
В ходе CIPM-2021 павильон TICA оказался в центре внимания значительного числа посетителей. Представители медицинских учреждений и фармкомпаний проявили большой интерес к низкоуглеродным и энергосберегающим продуктам предприятия. Каждый потенциальный покупатель хотел воочию ознакомиться с новинками, которые предлагал лидер китайского рынка систем вентиляции и так называемых медицинских кондиционеров, осуществляющих глубокую очистку и дезинфекцию свежего и рециркуляционного воздуха.
Многие гости павильона уже являются клиентами TICA, ведь ее HVAC-оборудование обслуживает свыше 4000 фармпредприятий, сертифицированных по стандарту GMP (Надлежащая производственная практика), и примерно 7000 китайских больниц II и III классов. К первым относятся районные (региональные) лечебницы с 101—500 койко-местами, оказывающие медицинскую помощь по нескольким направлениям, ко вторым — крупные многопрофильные учреждения, рассчитанные более чем на 500 коек и занимающиеся в том числе научно-исследовательской деятельностью.
TICA прекрасно понимает потребности компаний и медучреждений, стоящих на страже здоровья граждан. На протяжении тридцати лет предприятие непрерывно работает над улучшением качества своей продукции и ее соответствием самым строгим национальным и международным стандартам. Кондиционеры и вентиляционные системы премиум-класса, которыми оснащаются фармацевтические заводы, больницы, поликлиники и др., проходят тщательную проверку на каждом производственном этапе и непосредственно перед отправкой заказчикам. Слаженная работа каждого поставляемого механизма подчинена двум целям — профилактике различных заболеваний и скорейшему выздоровлению пациентов. Ту же цель преследует и сама TICA, а также ее официальный представитель на территории России и других стран Содружества Независимых Государств — ООО «ТИКА СНГ».