Jak korzystnie chłodzić żywność? Optymalizacja ekonomiczna procesów chłodniczych cz. 2

Optymalizacja projektowanego układu

Trudniejsze zadanie stoi przed projektantem nowej instalacji chłodniczej. Jego zadanie polega na takim doborze rozwiązań i urządzeń, by układ wymagał minimalnych możliwych kosztów eksploatacyjnych przy optymalnym z punktu widzenia inwestora nakładzie początkowym. Najczęściej wyboru dokonuje się poprzez ocenę zebranych w procesie przetargu ofert lub poprzez wcześniejsze zaproponowanie szczegółowych rozwiązań przez specjalistę z zakresu chłodnictwa. W obydwu przypadkach należy dokonać analizy ekonomicznej wybranych rozwiązań. Perspektywę czasową stanowi w tym przypadku planowany okres eksploatacji instalacji chłodniczej. Podstawowym narzędziem analizy efektywności ekonomicznej projektu jest tzw. Prosty okres zwrotu PP (Payback Period), definiowany jako czas w którym nadwyżka finansowa – korzyść netto z projektu pokrywa nakłady inwestycyjne [8]. Biorąc pod uwagę zmianę wartości pieniądza w czasie należy zastosować współczynnik określany mianem zdyskontowanego okresu zwrotu DPP (Discount Payback Period), uwzględniający dyskonto nadwyżki finansowej oraz zdyskontowaną wartość nakładów inwestycyjnych. Ciekawy przykład pełnej analizy procesu skogenerowanego wytwarzania wody lodowej w elektrociepłowni znajduje się w artykule „Ekonomiczna ocena wytwarzania wody lodowej w elektrociepłowni” („Chłodnictwo” nr 4/2009).

Struktura kosztów inwestycyjnych przykładowego układu sprężarkowego

Poniżej prezentujemy przykładowy rozkład kosztów inwestycyjnych nowej instalacji chłodniczej zakładu mleczarskiego. Koszt poszczególnych elementów prac oraz urządzeń ukazano w odniesieniu do ceny agregatów sprężarkowych, stanowiących istotny element instalacji. Struktura dotyczy maszynowni chłodniczej o wydajności 349kW pozwalającego na zakumulowanie podczas pracy około 688 000 kcal. Projektuje się jeden agregat zapewniający niezbędną wydajność chłodniczą oraz drugi rezerwowy. W razie konieczność układ może osiągnąć maksymalną wydajność chłodniczą 698kW. Cena zakupu agregatów wynosi 270 000,00 PLN netto.

Powyższe szacunku pozwalają określić koszt inwestycyjny projektu. Wyniesie on: 3,72 x 270 000PLN

Podsumowanie

Umiejętna ocena poszczególnych składowych układu chłodniczego pozwala dostrzec znaczne różnice pomiędzy stosowanymi rozwiązaniami. Okazuje się, iż oszczędności wynikające z prawidłowej eksploatacji instalacji mogą sięgać nawet kilku procent całkowitego kosztu dostarczonej energii elektrycznej. W przypadku nowych układów podstawowym dylematem jest wybór pomiędzy droższym, potencjalnie lepszym rozwiązaniem, a układem możliwym do zrealizowania przy niższych nakładach inwestycyjnych. Dla rozwiązania tego problemu należy okres w którym nadwyżka finansowa pokryje nakład inwestycyjny.

W kolejnej części artykułu omówimy pozostałe elementy podstawowego układu chłodniczego. Zwrócimy uwagę na efekty prawidłowego doboru zaworów oraz średnic rurociągów. Zaprezentujemy również rozwiązania poprawiające w sposób istotny efektywność układu chłodzenia. W krajach wysoko rozwiniętych buduje się wielostopniowe układy amoniakalne optymalizowane pod kątem zużycia energii elektrycznej. Wydaje się, iż w wielu polskich zakładach przemysłowych istnieją znaczne możliwości osiągnięcia dodatkowych oszczędności poprzez wprowadzanie niewielkich nawet zmian w pracy układów chłodniczych.

Również ze względów ekologicznych, dużą znaczenie przypisuje się obniżeniu zapotrzebowania na energię elektryczną. Prognozuje się, że przy coraz szczelniejszych układach chłodniczych, większego znaczenia nabierze efektywność układu, mniejszego zaś wpływ na środowisko stosowanego czynnika chłodniczego. Tzw. Efekt cieplarniany w przeważającym stopniu powstaje na skutek produkcji energii elektrycznej, nie przedostawania się czynników chłodniczych do atmosfery.

Jakub J. Pietrzak
www.zcfrost.pl