Кондиционирование Вентиляция Сантехника Отопление
Кондиционирование Вентиляция Сантехника Отопление
СОК СОК
Главное меню
Главная
Новости
СОК онлайн
Рубрики
О журнале
Медиаплан
Реклама
Реклама на сайте
Выставки
Семинары
Контакты
Поиск
Форум
Библиотека
Фотогалерея
Рубрики
Сантехника
Отопление
Кондиционирование
Вентиляция
Энергосбережение
Нормативная База
Объекты
Рекомендуем
Кондиционеры, вентиляция, тепловые насосы.
Кондиционеры Daikin
Тепловые насосы, Телпый пол и Воздушные фильтры
Системы воздушного отопления
Top100+ :: Teplo.com
c-o-k.ru
Aqua-Term 2013

Современные системы Кондиционирования Версия для печати Отправить на e-mail
28.06.2007

Автор В.М. Мильман, генеральный директор компании «АТЕК»

В статье речь идёт о системах кондиционирования (СК) крупных объектов гражданского строительства (офисные и торгово-развлекательные центры, больницы, гостиницы и др.) и промышленности (производственные цеха, складские помещения и др.).

Кондиционирование, безусловно, является частью общей инженерной системы поддержания температурно-влажностных параметров воздуха внутри здания и взаимосвязано с другими подсистемами: вентиляции, отопления, увлажнения, осушения и т.п. Однако мы в первую очередь попытаемся, по-возможности, сепарировано рассмотреть некоторые концептуальные подходы разработки СК.

Данный раздел является на наш взгляд наиболее важным и интересным в общей структуре ОВК по ряду причин:

❏ во-первых, он требует, как правило, наибольших капитальных затрат;

❏ во-вторых, это наиболее энергоёмкая часть проекта;

❏ в-третьих, это наиболее сложная и дорогостоящая с точки зрения эксплуатации подсистема.

Суть определения «современная система кондиционирования» как раз и заключается в том, что это должна быть система, наиболее сбалансировано учитывающая такие критерии как первоначальные инвестиции, энергоснабжение, эксплуатационные расходы. Комплексное решение поставленных задач делает эту часть проекта наиболее многовариантной и требует креативных и аналитически обоснованных подходов. Цель статьи в том, чтобы систематизировать и дать сравнительную оценку применяемых СК на базе холодильных машин (чиллеров) последнего поколения. Данная информация поможет более осознанно подходить к разработке концепций СК как инвесторам, так и подрядным и проектным организациям, даст материал для аргументированного обоснования своего выбора.

Холодильные станции

Начнем рассмотрение СК с ключевого по все тем же критериям (инвестиции, энергопотребление, эксплуатация) раздела СК — холодильной станции (ХС). Под холодильной станцией понимается комплекс оборудования, вырабатывающий охлажденную воду и насосные установки для транспортировки ее по трубопроводам системы холодоснабжения. Рассмотрим 6 вариантов ХС на базе парокомпрессионных холодильных машин и 1 вариант на базе абсорбционного чиллера.

Вариант 1: ХС на базе чиллера (чиллеров) с воздушным охлаждением конденсатора наружной установки.

В качестве холодоносителя в такого рода ХС, как правило, применяется вода, так как наличие большого объёма незамерзающей жидкости внутри здания представляет существенное усложнение эксплуатации. Такое техническое решение является наиболее экономичным и простым для проектирования, монтажа. Однако оно имеет существенные недостатки: работа только при плюсовых температурах, нерегулируемый высокий уровень звукового давления (≥ 62 дБА*) угроза размораживания ХС при неполном или несвоевременном сливе воды (требуется квалифицированный персонал), при расположении на кровле — несущая способность, риск вандализма.

В таблице даны основные характеристики ХС различных типов. При расчёте параметров в качестве холодильного и теплового оборудования выбран брэнд Carrier , насосное оборудование — Wilo . Для полной сравнительной оценки различных вариантов ХС, безусловно, требуются точные количественные показатели.

Image

В варианте 2 предлагается система, состоящая из чиллера с воздушным охлаждением конденсатора наружной установки с незамерзающей жидкостью в качестве хладоносителя и теплообменника гликоль/вода.

Чиллер, как правило, работает по температурному графику 5/10 °С, а охлаждаемая вода после теплообменника имеет параметры 7/12 °С.

Плюсы этого варианта по сравнению с первым:

❏ нет необходимости сезонного опорожнения и заполнения гидравлической системы;

❏ отсутствует угроза размораживания испарителя чиллера;

❏ возможность работы системы при отрицательных температурах наружного воздуха;

❏ возможность интегрирования в систему сухой градирни для реализации режима свободного охлаждения в холодный период года.

Однако возникают и существенные минусы:

■ удорожание ХС ~ 30% (без учета градирни);

■ повышение энергопотребления (за счёт применения гликоля, более низких температур теплоносителя, добавления 2-го гидравлического контура);

■ угроза размораживания теплообменника гликоль/вода при запуске системы зимой, особенно при перерывах в эксплуатации (требуется дополнительная автоматика).

Image

Вариант 3 предполагает использование воздухоохлаждаемого чиллера со встроенной градирней для реализации режима свободного охлаждения.

В этом случае в холодный период года автоматика чиллера сама выбирает оптимальный режим работы (компрессоры, градирня или смешанный). Таким образом, достигается максимальное энергосбережение. В ряде случаев можно использовать такой тип ХС без промежуточного теплообменника гликоль/вода (например, в технологических процессах).

Image

Вариант 4: чиллер внутренней установки с выносным конденсатором.

Плюсы системы:

❏ нет угрозы размораживания;

❏ возможность работы при отрицательных температурах (ограничения — технические характеристики чиллера: -15...20 °С);

❏ возможность уменьшения уровня шума снаружи;

❏ уменьшение весовой нагрузки на кровлю;

❏ чиллер более защищен от вандализма.

Минусы системы:

■ удорожание по сравнению с вариантом 1 примерно на 40%;

■ круглогодичная работа возможна только в южных регионах;

■ свободное охлаждение возможно только как самостоятельная отдельная система;

■ ограничение по расстоянию между чиллером и конденсатором (не более 30 м);

■ большой объём фреона в системе;

■ необходимость высококвалифицированного монтажа.

Image

Вариант 5 — чиллер с жидкостным охлаждением конденсатора + сухая градирня — имеет в основном положительные стороны:

❏ высокая энергетическая эффективность;

❏ нет угрозы размораживания;

❏ круглогодичный режим работы (до -45 °С);

❏ низкий уровень шума снаружи (определяется подбором градирни);

❏ уменьшение нагрузки на кровлю;

❏ защищенность чиллера;

❏ режим свободного охлаждения встраивается с минимальными затратами (добавляется только теплообменник гликоль/вода);

❏ нет ограничений по расстоянию между чиллером и градирней;

❏ нет необходимости в сезонном техническом обслуживании.

К минусам можно отнести только удорожание системы по сравнению с первым вариантом примерно на 60%.

Image

6 вариант отличается от предыдущего тем, что применяются водоохлаждаемые чиллеры с принципиально другим типом компрессоров — центробежным. Такой тип компрессоров позволяет достигать рекордной для парокомпрессионных чиллеров энергетической эффективности (СОР ~ 6).

Энергетическая эффективность увеличивается при снижении температуры охлаждающей жидкости. Поэтому в ХС с центробежными чилправило, поменяются испарительные градирни, позволяющие поддерживать температуру охлаждающей воды ~30 °С. Такой вариант актуален для мегапроектов с мощностью ХС 3-20 МВт.

Основные плюсы:

❏ максимальная энергетическая эффективность для парокомпрессионных чиллеров;

❏ низкие капитальные затраты.

Минусы:

■ минимальная производительность чиллеров — 30% от номинала;

■ требуется подпитка контура охлаждающей воды.

Image

Если нет необходимой для ХС энергетической мощности или цена ее подключения высока, но есть возможность присоединения к газопроводу, то неизбежно получаем вариант 7: газовый абсорбционный чиллер с водяным охлаждением, где в качестве топлива можно использовать привозной сжиженный газ, и как в случае с центробежными чиллерами целесообразно применять испарительные градирни.

Плюсы:

❏ минимальные относительные затраты потребляемой электроэнергии;

❏ минимальная цена за единицу холодильной мощности (высокая окупаемость);

❏ в холодный период года чиллер способен генерировать тепло для отопления, горячего водоснабжения… (т.е. нет необходимости в котельной);

Минусы:

■ капитальные затраты на ХС относительно высоки;

■ минимальная производительность чиллеров ~ 25% от номинала;

■ требуется подпитка контуров охлаждающей воды.

Image

Таблица сравнительных характеристик различных ХС дает необходимую, но недостаточную информацию для выбора. Требуются дополнительные данные, касающиеся специфики объектов и пожеланий заказчика, как, например:

❏ наличие необходимой электрической мощности;

❏ стоимость электроэнергии;

❏ стоимость присоединения дополнительной электрической мощности;

❏ наличие и стоимость сетевого природного газа;

❏ режим эксплуатации ХС (лето, круглогодично и т.д.);

❏ мощность ХС;

❏ климатические условия региона;

❏ возможность применения испарительных градирен;

❏ желаемые сроки окупаемости дополнительных инвестиций;

❏ возможность наружной и внутренней установки ХС;

❏ расчёт эксплуатационных характеристик ХС на частичных нагрузках (в течение 1 года);

❏ требование к параметрам охлажденной жидкости (тип холодоносителя, температура и т.д.);

❏ срок службы;

❏ стоимость годового технического обслуживания (работа + материалы);

❏ другие специфические требования.

Окончательное решение об оптимальном выборе может быть принято путем точных расчётов «наложением» технического задания на возможности различных типов ХС.

В качестве примера рассмотрим абстрактное техническое задание:

Задача

❚ oхлаждение серверной

Требуемая холодопроизводительность

❚ 1000 кВт

Режим работы

❚ круглосуточный,

❚ круглогодичный

Газ

❚ отсутствует

Стоимость подключения электроэнергии

❚ 1500 долл./кВт

Минимальная наружная температура

❚ -40 °С.

В таком случае возможно применение следующих ХС: вариант 5 с системой free-cooling и вариант 3 . При этом, вариант 3 на 20% дешевле в первоначальных затратах, а вариант 5 более энергосберегающий.

По нашим расчётам (с учетом работы летом, зимой и в переходные периоды) срок окупаемости дополнительных капиталовложений (при равной амортизации и стоимости технического обслуживания) составит за счёт экономии электроэнергии 5-7 лет.

Однако если потребуется оплатить присоединение дополнительной электрической мощности (~ 100 кВт — разница в электропотреблении вариантов 5 и 3), то вариант 5 становится предпочтительнее по всем экономическим показателям. ■

Последнее обновление ( 12.11.2007 )
 
< Пред.   След. >

Будем благодарны, если воспользуетесь одной из этих кнопок: