Современные системы кондиционирования воздуха
Блок стилей "STYLE"
В статье речь пойдет 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, сепарированно рассмотреть некоторые концептуальные подходы разработки СК. Данный раздел является на наш взгляд наиболее важным и интересным в общей структуре ОВК по ряду причин:
Суть определения «современная система кондиционирования» как раз и заключается в том, что это должна быть система, наиболее сбалансированно учитывающая такие критерии, как первоначальные инвестиции, энергоснабжение, эксплуатационные расходы. Комплексное решение поставленных задач делает эту часть проекта наиболее многовариантной и требуеткреативных и аналитически обоснованных подходов. Цель статьи в том, чтобы систематизировать и дать сравнительную оценку применяемых СК на базе холодильных машин (чиллеров) последнего поколения. Эта 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 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 1. Чиллер с воздушным охлаждением конденсатора (вода) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Вариант 1: ХС на базе чиллера (чиллеров) с воздушным охлаждением конденсатора наружной установки. В качестве холодоносителя в такого родаХС, как правило, применяется вода, т.к. наличие большого объема 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 несвоевремен-ном сливе воды (требуется квалифицированный персонал), при расположении на кровле — несущая способность, риск вандализма. В табл. 1 даны основные характеристики ХС различных типов. При расчете параметров в качестве холодильного и теплового оборудования выбран брэнд Carrier (Кэрриер) и насосное оборудование Wilo. Для полной сравнительной оценки различных вариантов ХС, безусловно, требуются точные количественные показатели. * Здесь и далее все данные и характеристики приведены на условиях Eurovent, если не оговорено иное. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Табл. 1
* За 100% принят вариант 1 — стоимость ХС «под ключ» (без учета системы free-cooling). |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 2. Чиллер с воздушным охлаждением конденсатора, теплообменник вода/гликоль и градирня в варианте с системой free-cooling (опция) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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, который еще называют вентиляторным доводчиком, имеет параметры 7/12 °С. Плюсы этого варианта по сравнению с первым:
Однако возникают и существенные минусы:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 3. Чиллер со встроенной системой free-cooling (опция) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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). |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 4. Бесконденсаторный чиллер с выносным конденсатором |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Вариант 4: чиллер внутренней установки с выносным конденсатором.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 5. Чиллер с водяным охлаждением конденсатора, градирни, free-cooling |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Вариант 5 — чиллер с жидкостным охлаждением конденсатора + сухая градирня — имеет в основном положительные стороны:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 6. Центробежный чиллер |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Вариант 6 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 чиллерами, как правило, поменяются испарительные градирни, позволяющие поддерживать температуру охлаждающей воды ~30°С. Такой вариант автоматизации холодильных установок актуален для мегапроектов с мощностью ХС 3–20 мВт. Основные плюсы:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 7. Абсорбционный чиллер |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 и привозной сжиженный газ. Как в случае с центробежными чиллерами, целесообразно применять испарительные градирни. Плюсы:
Таблица сравнительных характеристик различных ХС (табл. 1) дает необходимую, но недостаточную информацию для выбора. Для точного проектирования холодильных установок требуются дополнительные данные, касающиеся специфики объектов и пожеланий заказчика, например:
В качестве примера рассмотрим абстрактное техническое задание: В этом 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 расчетам (с учетом работы летом, зимой и в переходные периоды), срок окупаемости дополнительных капиталовложений (при равной амортизации и стоимости технического обслуживания) составит за счет экономии электроэнергии пять-семь 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. Специалисты компании АТЕК помогут грамотно осуществить расчет холодильной установки для любых помещений. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Источник: «Сантехника. Отопление. Кондиционирование» №5 (2007 год)
|