热气除霜 - 商业厨房制冷的下一代技术

2017年12月11日

能源利用已成为商业制冷领域的一个热门话题,热度前所未有。厨房制冷和冰柜是食品服务行业中的“用电大户”。监管机构和客户已开始关注能效标准和评级,其目的不仅是了解商业制冷设备的购买成本,更是为了了解它们的运营成本。对于制冷设计工程师而言,这一趋势意味着挑战。由于许多能效改善措施已经得到了运用,因此他们需要重新思考制冷原理并探索新的方法。

丹佛斯认为,商业厨房制冷制造商也应从现在开始采用已经帮助冷藏室和制冰机节省了大量能耗的热气除霜技术。该技术已经得到了验证,也为大众所熟知,而且当今许多专业制冷设备已经开始采用多功能制冷控制器来利用这一技术。

这意味着,相比一些制造商目前正在测试的备选技术,热气除霜技术更简单、成本效益更高。该技术可节省 8-10% 的能源,优势非常显著。在本文中,我们将带您回顾热气除霜技术的原理,探讨它为何如此高效,同时还会提出一些直接、低维护的实施方法。

商业厨房制冷领域的能效挑战

全球的领先制造商都在想尽办法提升商业厨房制冷设备的能效。之所以会出现这种开发热,主要是由于两个关键原因。

第一个原因是需要确保与不断演变的法律法规的合规性,这些法律法规提出了日益严苛的能效标准,其目的在于控制气候变化。举例来说,美国能源部针对商用电冰箱、冰柜和冷藏冷冻设备规定了最低节能标准。

同时,欧洲的 EcoDsign 指令 (2015/1095) 也针对制冷设备和冷冻设备出台了最低能源绩效标准。

不过,除了设定最低能效标准之外,监管机构还定义了一些标准,以便买家更轻松地对比能效。EcoDesign 中提出了一个能源标签要求,而美国环境保护署的自愿性 ENERGY STAR 计划也支持制造商单独列出其最高能效的
产品。

加上商业制冷设备的生命周期能源成本可能会超过其购买成本(比例为 4:1),能效已成为市场竞争的一个关键差异化优势。不过随着标准的不断出台、竞争的不断加剧,许多致力于开发下一代商业厨房制冷设备的工程师发现,一些最明显的能效收益已经实现。改善机柜隔热、插入式组件升级等“快赢”方法现在已经很难见到了。

这意味着工程师已经开始将目光转向备用方法,开始重新思考系统设计。在此形势下,我们觉得是时候考虑在商业厨房制冷领域采用热气除霜技术。

热气除霜的工作原理 - 该技术为何如此高效

如果您参与过大型制冷应用、冷藏室或制冰机设计的话,就可能会比较熟悉热气除霜技术。您可能从未认为它在商业厨房制冷设备中具有可行性,但实际上,它是一种非常棒(重要的是,极具能效性的)解决方案。

简言之,它的基本原理是使用需求控制的电磁阀将来自压缩机的热气导回到蒸发盘管中,从内部进行加热。我们看一下示意图,就会发现这种概念其实非常简单。

相关计算和持续实验室测试结果表明,这种方法能够将典型专业厨房制冷设备的能耗降低约 8-10%。这意味着,单单通过一个内部设计变化,就可能提升一个或多个 EcoDesign 能效级别。

至于说为何热气除霜技术如此高效,主要有两方面的原因。第一个原因是它使用的热能来自于由压缩机产生的热能。与传统电气除霜方法不同的是,无需要额外的加热愿景,因此可节省大量的能源消耗。

第二个原因是热气能够从内部加热蒸发盘管,进而从内到外融化结霜。这意味着,与通过外部电气元件加热盘管相比,这种方法所耗费的能源更少。

热气除霜的原理
重新评估热气除霜技术在商业厨房制冷领域的可行性

传统上,对于商业厨房制冷和冰柜等技术含量较低的应用,热气除霜技术被认为过于复杂且成本过高。但形势已经发生了变化。

多年来,制冷制造商一直都在不断改善商业制冷装置的能效,而且随着相关标准的不断出台,我们可以更轻松地获得久经验证的高质量零部件,以便维修工程师进行相关的维护工作。我们不需要进行重复工作。

与此同时,商业制冷设备设计领域其他方面的变化也让该项技术能够以更轻松、更具成本高效性的方式得到实施。

尤其是,随着高效多功能制冷控制器在商业厨房制冷装置中的使用越来越普遍,意味着越来越多的系统已经开始通过控制机制来操作热气电磁阀。如此一来,事情就变得简单很多,无非就是多增加一个连接、调整一些设置而已。

如果在系统设计中引入热气除霜管路,就能够显著降低工作负荷及额外的设备成本。既然该技术拥有约 8-10% 的整体节能潜力,毫无疑问值得我们在未来的能效改善之旅中测试这种方法的可行性。

所需的零配件 - 如何选择零配件

从最基本的设计层面上来说,热气除霜的实现需要两个主要零配件: 一个是电磁阀,另一个是用于操控电磁阀的电子制冷控制器。在丹佛斯的产品中,最适合该技术的产品是 ERC 112 控制器和 EVUL 电磁阀。

为了实现节能,您很可能已经在系统设计中采用了新一代的制冷控制器。即便是在不考虑热气除霜功能的情况下,丹佛斯的 ERC 控制器最高也可以节省 33% 的能耗,因为它本身就设计有节能功能。加上除霜功能,适当的控制器就能够使用额外的高级节能例行程序优化压缩机、照明和风扇的利用率。

丹佛斯 ERC 控制器

独立的控制器有助于简化设计、节省在预生产、原型设计、装配和维护方面的时间和成本投入,因为每个控制器都已经过了完全的测试和批准。采用这种方法并不会让您的系统变得复杂,而是让系统变得更直接。

如果您已经采用了一款高级的高效电子控制器,则只需要添加电磁阀即可。同样地,您也应该选择最有助于实现能效最大化并确保设计、装配和维护尽可能轻松的零配件。我们建议您选择丹佛斯 EVUL 电磁阀,因为该产品采用紧凑设计、重量轻,适于大多数的商业厨房制冷设备。它们采用激光焊双金属连接,可快速实现锡焊且不会出现热沉。

丹佛斯 ERC 控制器
丹佛斯 EVUL 电磁阀

与 ERC 控制器一样,EVUL 电磁阀的设计也有助于最大程度地降低能耗。该款产品坚固难用,具有很强的震动耐受性和耐漏能力,且采用封装式线圈,可实现长期的无故障运行,确保整个系统的可靠性。

丹佛斯 EVUL 电磁阀
能效与低 GWP 制冷剂

能效不是商业厨房制冷设备面临的唯一环境挑战。全球市场正在逐步淘汰具有高全球变暖系数 (GWP) 的制冷剂,因此公司需要找到适合过渡到低 GWP 替代品的合适时机,同时不影响可负担性、安全性和性能。

在丹佛斯,我们认为通过提供明确的技术指导和建议以及通过设计可与最广泛的低 GWP 制冷剂配合使用的技术来支持制造商是我们的责任,因此您具有最大可能的选择。

在商业厨房制冷设备方面,制造商正在探索天然碳氢制冷剂。因此,我们专注于确保我们的技术符合 A3 类制冷剂的安全设计标准。

让我们携手迈向下一步

全球商业厨房中的冰箱和冰柜迫切需要提高能效。但它们还需要简单、可靠且极具成本效益的设计、制造和维护方法。

对于想要探索如何在商业厨房制冷装置中使用热气除霜技术的设计工程师而言,ERC 控制器和 EVUL 电磁阀等组合可为其提供经简化的独立解决方案。它可以立即帮助您提升能效,同时不会增加过多的复杂性、维护或成本。

但控制器和电磁阀并不是我们帮助您提高设备能效而采用的唯一方法。我们可提供全方位的解决方案,帮助您减少每个阶段的能耗:

  • 热力膨胀阀
  • 变速压缩机
  • 高效换热盘管

我们估计我们的节能零部件最高可以将商业厨房制冷设备的能效提高 80%。此外,我们诚邀您帮助我们测试这些预估数据。

在丹佛斯,我们与精选制造商合作,对能效升级给整个系统带来的影响进行建模和计算 - 并在我们的全球应用开发中心网络中测试这些计算数据。

如果您想要尝试热气除霜技术,或还有其他疑问,请立即联系丹佛斯

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