(495) 984-74-92
(495) 226-51-87
[email protected]
WhatsApp
Главная
Чиллеры
Фрикулинг

Системы охлаждения жидкости (чиллер) с «Free Cooling» — сухие градирни

«Free Cooling» или Фрикулинг — это холодильная система, предусматривающая режим естественного охлаждения. При его наличии в холодное время года жидкость охлаждается не в испарителе, а специальном теплообменнике – драйкулере, где в качестве источника охлаждения используется наружный воздух с низкой температурой. В этом случае чиллер оборудован дополнительным контуром охлаждения, по которому циркулирует незамерзающий водный раствор.

В регионах с умеренным и холодным климатом наличие фрикулинга помогает существенно экономить электроэнергию в осенне-зимний период. В драйкулере от питания работают только осевые вентиляторы, в то время как в других типах холодильных агрегатов электричество требуется также для работы испарителя. При наличии системы свободного охлаждения компрессор – основной потребитель электроэнергии – работает значительно меньше, что становится дополнительным источником экономии.

Кроме того, большинство современных драйкулеров оснащены частотными преобразователями, которые позволяют регулировать скорость вращения лопастей вентилятора.

Чиллер с естественным охлаждением может использовать фрикулинг полностью или частично. В первом случае охлаждение воздуха происходить при полностью выключенном компрессоре за счет гликолевого контура, во втором – компрессор работает в половину нагрузки, а гликолевый контур используется параллельно для охлаждения воздуха в помещении и конденсатора.

сухие градирни
На фото сухие градирни

Системы с «Free cooling» в зимний период дают возможность экономить до 80% электроэнергии, а в межсезонье – до 50%. Учитывая значительный рост цен на энергоносители, такая экономия является весьма существенной. Именно поэтому владельцы промышленных предприятий, имеющих постоянную потребность в охлаждении, предпочитают установку систем охлаждения жидкости с «Free cooling».

Наша компания предлагает охладители технических жидкостей с системой фрикулинг, а также занимается производством, поставкой и монтажом драйкулеров («сухих охладителей жидкости» или «сухих градирен»). «Ксирон-холод» занимается выпуском драйкулеров как под чиллеры собственного производства, так и для монтирования в другие системы охлаждения.

Энергосберегающие схемы охлаждения технических жидкостей

Постоянное удорожание электроэнергии приводит к тому, что одним из основных критериев при выборе холодильного оборудования становится его энергоэффективность. Так, в Западной Европе сейчас наблюдается тенденция, когда более дешевому, но недостаточно экономичному оборудованию предпочитают дорогой, но энергетически более выгодный вариант. В конечном счете, такое оборудование очень быстро себя окупает за счет умеренного потребления электроэнергии. Подсчеты убедительно доказывают, что в российских климатических условиях дополнительные затраты на приобретение энергосберегающего оборудования окупаются в течение двух лет.

На сегодняшний день наибольшим спросом пользуется оборудование с системой естественного охлаждения «Фрикулинг», которое позволяет в зимний и осенне-весенний период использовать для охлаждения хладагента холодный наружный воздух, не включая компрессор. Поскольку основным потребителем электроэнергии считается именно компрессор, то применение фрикулинга позволяет существенно экономить электроэнергию.

Можно выделить два вида холодильных систем, в которых реализован принцип воздушного охлаждения:

  • стандартная водоохлаждающая установка на базе воздушного конденсатора дополняется сухой градирней;
  • водоохлаждающая установка работает на основе жидкостного конденсатора, а сухая градирня используется для отбора тепла у жидкости, охлаждающей конденсатор.

Водоохлаждающая установка на базе воздушного конденсатора с сухой градирней

Принцип работы

В качестве хладоносителя в такой системе используется водный раствор этиленгликоля – тосол или вода. Ниже будут рассмотрены оба этих варианта. В теплое время года, когда температура наружного воздуха превышает температуру тосола, он поступает сразу в чиллер, минуя градирню.

сухие градирни
На фото схема работы чиллера и сухой градирни на гликоле в теплое время года — лето

сухие градирни
На фото схема работы чиллера и сухой градирни на гликоле в переходный период — весна/осень

сухие градирни
На фото схема работы чиллера и сухой градирни на гликоле зимнее время года

При снижении температуры воздуха тосол при помощи трехходового клапана поступает предварительно в градирню, где он частично охлаждается и только после этого подается в холодильную установку. При стабильно низких наружных температурах основной отбор тепла будет происходить в градирне, в то время как компрессор будет отключен.

Преимущества

  1. Любая стандартная водоохлаждающая установка может быть при желании дополнена драйкулером. Монтаж сухой градирни очень прост, поэтому она без труда может быть установлена как в проектируемую, так и в уже действующую систему охлаждения.
  2. Имеет короткий период окупаемости.
  3. Использование драйкулеров исключает загрязнение производственной воды или ее перерасход.
Если технические особенности оборудование не позволяют использовать тосол в качестве основного хладоносителя, его применяют как промежуточный, а основным хладоносителем в этом случае выступает вода. Конечно, это снижает энергоэффективность системы, но подобный вариант имеет и свои преимущества, в частности:
  • меньший расход тосола;
  • снижается уровень загрязнения теплообменного оборудования, что позволяет организовать герметичную гидросистему;
  • снижает вероятность потерь хладоносителя.
В установке, где основным хладоносителем является вода, принцип работы системы будет немного отличаться. При высоких наружных температурах охлаждение воды будет полностью происходить в испарителе чиллера при отключенном гликолевом контуре. В данном случае охлаждаемая жидкость изначально поступает в пластинчатый теплообменник, а затем – в теплообменник-испаритель.

Когда температура воздуха понижается, и разница между температурой наружного воздуха и температурой воды достигает 5ºС, в работу включается гликолевый контур. Чем холоднее будет на улице, тем большую часть отводимого тепла будет брать на себя контур охлаждения тосолом.

схема работы чиллера и сухой градирни на воде в теплое время года - лето (через промежуточный теплообменник)
На фото схема работы чиллера на воде и сухой градирни в теплое время года — лето (через промежуточный теплообменник)

схема работы чиллера и сухой градирни на воде в переходный период - весна/осень (через промежуточный теплообменник)
На фото схема работы чиллера на воде и сухой градирни в переходный период — весна/осень (через промежуточный теплообменник)

схема работы чиллера и сухой градирни на воде зимнее время года (через промежуточный теплообменник)
На фото схема работы чиллера на воде и сухой градирни зимнее время года (через промежуточный теплообменник)

Водоохлаждающая установка на базе водяного конденсатора с драйкулером

Принцип работы

В теплое время года охлаждаемая жидкость сразу поступает в испаритель чиллера. Здесь хладагент забирает тепловую нагрузку и посредством жидкостного конденсатора передает ее тосолу, охлаждение которого происходит в драйкулере.

В зимний период, когда температура наружного воздуха падает настолько, что градирня может взять на себя всю нагрузку по отбору тепла, охлажденный поток тосола из драйкулера поступает на пластинчатый теплообменник, а компрессор чиллера отключается.

Преимущества

  • небольшие размеры оборудования;
  • невысокая стоимость комплектующих;
  • низкая стоимость монтажа благодаря отсутствию необходимости пайки фреоновых магистралей к воздушному конденсатору;
  • небольшое количество хладагента в системе.

Недостатки

  • возможность только комплексного монтажа оборудования. Все узлы монтируются еще на этапе проектирования объекта и не могут быть дополнены после запуска системы охлаждения;
  • необходимость в более тщательном выборе драйкулера, поскольку именно на него ложится все основная нагрузка по отбору тепла у чиллера.

схема работы чиллера с водяным конденсатором и сухой градирни на воде в теплое время года - лето (через промежуточный теплообменник)
На фото схема работы чиллера с водяным конденсатором на воде и сухой градирни в теплое время года — лето (через промежуточный теплообменник)

схема работы чиллера с водяным конденсатором и сухой градирни на воде в теплое время года - лето (через промежуточный теплообменник)
На фото схема работы чиллера с водяным конденсатором на воде и сухой градирни в теплое время года — лето (через промежуточный теплообменник)

Как поддерживается постоянная температура в сухой градирне?

Для поддержания заданной температуры жидкости в сухой градирне используются различные методы регулирования и контроля. Вот примеры таких методов:

Плавная регулировка оборотов вентиляторов градирни

  • Этот метод включает изменение скорости вращения вентиляторов градирни, что влияет на интенсивность воздушного потока. Увеличение скорости вентилятора усиливает охлаждение, понижая температуру жидкости, и наоборот.
Регулировка вращения двигателя жидкостного насоса
  • Путем изменения скорости насоса, который циркулирует жидкость через градирню, можно контролировать объем охлаждаемой жидкости и, следовательно, её температуру.
Частичное перекрытие подачи жидкости с помощью мотор-вентиля
  • Мотор-вентиль может частично перекрывать подачу жидкости в градирню, направляя часть жидкости обратно в бак через автоматический байпас. Регулирование вентиля по сигналу от термодатчика позволяет плавно настраивать температуру охлаждения.
Периодическое полное перекрытие подачи жидкости с использованием соленоида
  • Этот метод заключается в полном периодическом перекрытии подачи жидкости через соленоид и перепуске её обратно в бак. При повышении температуры жидкости клапан снова открывается, позволяя насосу подавать полный объем жидкости для охлаждения.
Переключение на парокомпрессионное охлаждение при высокой температуре воздуха
  • В случаях, когда температура наружного воздуха становится выше требуемой температуры охлаждаемой жидкости, система может переключаться на парокомпрессионное охлаждение. При этом соленоид подачи жидкости в градирню перекрывается, и активируется охлаждение через испаритель чиллера с включением компрессоров.
Эти методы позволяют эффективно контролировать температуру жидкости в градирне, оптимизируя энергопотребление и обеспечивая необходимый температурный режим для различных промышленных и технологических процессов.

Рассчитываем срок период окупаемости чиллера с системой «Free cooling»

Исходные требования:
  • холодпроизводительность – 100 кВт,
  • температура воды – 15ºС.
При таких данных чиллер с воздушным конденсатором должен иметь мощность в 31 кВт. Драйкулер будет подбираться с мощностью в 100 кВт с возможностью полного (100%) снятия тепловой нагрузки при температуре наружного воздуха — 0°С.

Стоимость градирни вместе с другим дополнительным оборудованием (насосом для тосола, разборным теплообменником, трехходовым клапаном) – 11,5 тыс. евро.

  • Температура наружного воздуха на уровне 0° С держится около 5 месяцев.
  • Потребляемая мощность драйкулера и насоса – 10 кВт.
  • Разница в потребляемой мощности градирни и холодильного агрегата – 21 кВт.

Если считать, что холодильное оборудование будет работать круглосуточно при цене электроэнергии 3 руб за кВт/час, то годовая экономия достигнет – 227 тыс. рублей. Таким образом, можно сделать вывод, что приобретенное оборудование окупит себя немногим более чем за 2 года.

Что такое мокрая градирня? Чем отличается от сухой градирни?

Мокрая градирня и сухая градирня — это два типа систем, используемых для рассеивания излишнего тепла от систем кондиционирования воздуха, промышленных процессов или энергетических станций. Они отличаются по методу охлаждения и конструкции.

Мокрая Градирня (Влажная Градирня)

  • Принцип работы: В мокрой градирне горячая вода распыляется в верхней части градирни и стекает через специальные «наполнители», которые увеличивают площадь контакта воды с воздухом. В процессе движения вниз вода охлаждается за счет испарения части воды при контакте с воздухом.
  • Эффективность: Эти устройства обычно более эффективны для охлаждения, так как испарение воды уносит большое количество тепла.
  • Использование воды: Требуют постоянного подвода воды для компенсации потерь от испарения, дренажа и выпаривания.
  • Особенности установки и обслуживания: Могут быть более сложными в обслуживании из-за образования накипи, коррозии и роста микроорганизмов.
Сухая Градирня

  • Принцип работы: В сухой градирне теплоотдача происходит через конвекцию и излучение. Горячая жидкость проходит через трубки, окруженные воздухом, и охлаждается без испарения.
  • Эффективность: Сухие градирни менее эффективны в охлаждении по сравнению с мокрыми, так как процесс не использует испарительное охлаждение.
  • Использование воды: Не требуют воды для охлаждения, что делает их более подходящими в регионах с ограниченными водными ресурсами.
  • Особенности установки и обслуживания: Обычно требуют меньше обслуживания, так как не возникает проблем с образованием накипи и нет необходимости в обработке воды.
В выборе между мокрой и сухой градирнями учитываются такие факторы, как климатические условия, доступность воды, требуемая эффективность охлаждения и затраты на обслуживание.

Что такое адиабатическое охлаждение у сухой градирни?

Адиабатическое охлаждение в контексте сухих градирен — это процесс, при котором эффективность охлаждения сухой градирни улучшается за счет использования водяного распыления. Этот процесс правильно называется «адиабатическое усиление сухой градирни» или «адиабатическое охлаждение».

чиллер с адиабатическим охлаждением
На фото чиллер с адиабатическим охлаждением

Принцип работы

  • Опрыскивание воды: Во время очень жаркой погоды или когда требуется дополнительное охлаждение, вокруг градирни распыляется вода. Это не для прямого контакта с горячей жидкостью внутри системы, а для увлажнения воздуха вокруг градирни.
  • Испарение: Когда распыленная вода испаряется, она поглощает тепло из окружающего воздуха, тем самым снижая его температуру (адиабатическое охлаждение).
  • Улучшенная эффективность охлаждения: Этот процесс увеличивает эффективность охлаждения сухой градирни, так как более прохладный воздух способен отводить больше тепла от системы.
Почему это делают

  • Повышение эффективности в жаркую погоду: В условиях высоких температур адиабатическое охлаждение помогает поддерживать эффективность работы сухой градирни.
  • Снижение потребления энергии: Улучшенная эффективность охлаждения может привести к снижению потребления энергии, так как системе не нужно работать так интенсивно, чтобы достичь желаемого уровня охлаждения.
  • Оптимизация использования воды: Хотя этот метод требует использования воды, он потребляет её меньше, чем традиционные мокрые градирни, делая его более подходящим для регионов с ограниченными водными ресурсами.
Адиабатическое охлаждение эффективно сочетает преимущества сухих и мокрых градирен, обеспечивая повышенную эффективность охлаждения без значительного увеличения расхода воды.

Пример условий и эффекта адиабатического охлаждения

  1. Исходные условия:
    • Внешняя температура: 35°C.
    • Температура жидкости для охлаждения: 45°C.
  2. Применение адиабатического охлаждения:
    • В результате опрыскивания, температура окружающего воздуха снижается, скажем, до 28°C.
  3. Эффект:
    • Пониженная температура воздуха обеспечивает более эффективное охлаждение, что может снизить температуру жидкости до 40°C или даже ниже, в зависимости от эффективности системы.

Использование воды и обслуживание:

  1. Качество воды:
    • Для опрыскивания следует использовать обработанную воду, чтобы минимизировать образование накипи и коррозии. В идеале, это должна быть обессоленная или деминерализованная вода.
  2. Предотвращение накипи и загрязнений:
    • Периодическое использование химических добавок может помочь предотвратить образование накипи и рост микроорганизмов.
  3. Очистка теплообменника:
    • Регулярное техническое обслуживание, включающее в себя чистку теплообменников, помогает поддерживать эффективность системы.
    • Механическая очистка или использование химических средств для удаления накипи и других отложений.
    • В некоторых системах могут быть установлены самоочищающиеся устройства, уменьшающие потребность в ручной очистке.

Заключение: Эффективное использование адиабатического охлаждения требует не только правильной эксплуатации, но и особого внимания к качеству используемой воды и регулярному техническому обслуживанию системы, чтобы предотвратить проблемы, связанные с загрязнением и накипью.

Техническое обслуживание сухой градирни

чистка ламелей конденсатора/сухой градирни
На фото чистка ламелей конденсатора/сухой градирни с помощью щетки

Регулярный осмотр и очистка

  • Осмотр теплообменной поверхности: Проверка на наличие мусора, грязи или накипи. Использование мягких щеток или струй воздуха/воды для очистки.
  • Проверка на коррозию: Осмотр на наличие признаков коррозии и применение защитных покрытий.
Обслуживание вентилятора и мотора

  • Осмотр лопастей вентилятора и мотора: Проверка на повреждения и признаки износа.
  • Смазка подшипников: Регулярная смазка для уменьшения трения.
Электрические и управляющие системы

  • Осмотр электрических соединений: Проверка на люфт и износ. Убедиться в правильной работе систем безопасности.
  • Калибровка систем управления: Регулярная калибровка для точного контроля.
Общее содержание

  • Структурный осмотр: Проверка на наличие повреждений и укрепление конструкции.
  • Проверка дренажной системы: Убеждение в отсутствии блокировок и регулярная очистка.
Подготовка к сезону

  • Подготовка к зиме: Защита от замерзания и слив воды из системы в холодных климатах.
  • Подготовка к лету: Тщательный осмотр и проверка нагрузочной способности перед пиковым использованием.
Ведение записей

Ведение подробных записей обо всех осмотрах, ремонтах и заменах. Планирование регулярных проверок и следование рекомендациям производителя.

 

"Добавить комментарий"


"Обновить"

<< Каталог ВМТ-Ксирон   Гидромодуль – что это >>

 

Menu