Фрікулінг енергоефективна схема холодопостачання, холод

При проектуванні холодильних установок для кондиціонування приміщень, в яких є значні теплонадлишки (більше 200 Вт / м 2) і потрібно цілорічне охолодження (в холодильних складах, електрощитових, технічних зонах, виробничих цехах, серверних, центрах обробки даних і інших) може бути використаний фрікулінг , який в останні роки став однією з найбільш обговорюваних новинок промислового холодопостачання.

Фрікулінг як дієвий спосіб економії витрат підприємства

Принцип «вільного охолодження», як з англійської перекладається термін freecooling. передбачає використання зовнішнього повітря в холодні пори року в системах кондиціонування і теплоотведенія. Користуючись своєю перевагою від територіального розташування в помірному кліматі, підприємства здатні зменшити річне енергоспоживання в десятки разів (до 80% в зимовий період і до 50% в міжсезоння).

Система фрікулінга передбачає в холодний період року охолодження рідини не в випарнику, як зазвичай, а в додатковому теплообміннику - драйкулери (сухому охолоджувачі), в якому джерелом охолодження виступає зовнішнє повітря низької температури, що нагнітається осьовими вентиляторами. Завдяки тому, що в режимі фрікулінга НЕ задіюються випарник і компресор (найбільш енергоемний компонент холодильної системи), спостерігається відчутна економія експлуатаційних витрат підприємства. До того ж відбувається економія ресурсу компресора, що в свою чергу збільшує термін його служби, зменшує капітальні витрати на ремонт зношеного агрегату і покупку нового.

При застосуванні фрікулінга в системі холодопостачання підприємства відсутні обмеження роботи системи по мінімальній температурі зовнішнього повітря. Використовуючи додаткові нагрівальні елементи картерів компресорів, підігрів триходового кабелю і контролера, а також кабель зі спеціальною морозостійкою ізоляцією, можна забезпечити роботу обладнання при наднизьких температурах зовнішнього повітря (до -45 ° С).

Приймаючи рішення про доцільність використання систем фрікулінга на підприємстві, слід визначити терміни окупності витрат на придбання спеціального обладнання. Завдяки значній економії електроенергії, витрачені кошти повністю повертаються в середньому через 3-4 роки в залежності від погодних даних конкретного регіону, тарифів на електроенергію, різниці споживаних потужностей і інших чинників.

види фрікулінга

Розрізняють два види фрікулінга:

1) при прямому фрікулінг використовується одноконтурна система: зовнішнє повітря подається безпосередньо в охолоджуване приміщення, що, з одного боку, спрощує систему і ще більше скорочує енерговитрати, але з іншого вимагає додаткових коштів фільтрації і зволоження повітря, що поступає;

2) при непрямому фрікулінг зовнішнє повітря подається в теплообмінні апарати і охолоджує зовнішній хладоноситель, який, в свою чергу, охолоджує хладоноситель внутрішній; така двоконтурна система менш ефективна, ніж прямий фрікулінг, проте в промислових чиллерах найчастіше використовується саме вона.

Є кілька варіантів реалізації системи фрікулінга:

1. Використання холодильних чиллерів з функцією фрікулінга, завдяки чому з'являється можливість відмовитися від використання компресора в зимовий і перехідний періоди (в останньому випадку можлива часткова завантаженість обладнання). Перед тим, як потрапити в випарник, хладоноситель через триходовий клапан надходить в додаткову теплообмінну систему фрікулінга, де охолоджується зовнішнім повітрям. Весь процес контролюється автоматикою, а вбудований в корпус чилера теплообмінник фрікулінга забезпечує агрегату компактні розміри.

2. Повітряно-повітряні теплообмінники з використанням роторних теплообмінних агрегатів мають дуже високий потенціал енергозбереження, можуть працювати майже цілий рік (при рівній температурі внутрішнього і зовнішнього повітря), але відрізняються дуже великими розмірами (можуть займати кілька поверхів будівлі, цілі технічні поверхи й горища).

3. Моноблочні прецизійні кондиціонери, реалізуючи схему прямого фрікулінга, застосовуються для невеликих об'єктів з теплонадлишки не більше 50 кВт. Моноблок встановлюється впритул до стіни; в теплу пору року зовнішнє повітря охолоджує конденсатор, а в холодну завдяки спеціальному клапану подається прямо в приміщення.

Двоконтурні системи на основі холодильних чиллерів з функцією фрікулінга

1. Чилер зовнішнього розміщення з сухим охолоджувачем, в якому в якості холодоагенту використовується або гліколевий розчин, або два контури (водяний і гліколевий) з насосною групою для кожного, розділені проміжним теплообмінником. Даний агрегат здатний функціонувати в трьох режимах: в теплий період року пристрій використовується в режимі чилера охолодження (хладоноситель охолоджується в випарнику), в перехідній режими фрікулінга і чилера комбінуються (холодоагент частково охолоджується в сухому охолоджувачі, а потім виходить у випарник для подальшого доохолодження), а в холодний сезон апарат повністю переходить на фрікулінг.

2. Чилер внутрішнього розміщення з сухим охолоджувачем використовується, коли немає можливості зовнішнього розміщення теплообмінного апарату. Такий агрегат здатний працювати тільки в двох режимах (чиллер і фрікулінг, що не поєднуючи) і використовує два контури - зовнішній гліколевий і внутрішній водяний. У теплу пору року вода охолоджується в випарнику, а теплота конденсації переноситься гліколевим розчином в драйкулери і віддається в атмосферу (режим чиллера). У холодний період охолоджений в сухому охолоджувачі гліколевий розчин знижує температуру надходить в проміжний теплообмінник води до заданої (режим фрікулінга).

3. Водо-водяний чиллер внутрішнього розміщення, який в перехідний період поєднує використання буда холодоагенту і фрікулінга. Система складається з чилера охолодження води. сухий градирні, проміжного теплообмінника і двох насосних груп - першої в контурі споживачів холоду (на стороні охолоджувальної води), другий в контурі сухої градирні (на стороні гликолевого розчину). Холодильна автоматика здійснює перемикання між системами в залежності від температури зовнішнього повітря, в міру зниження якого установка знижує споживану потужність, переходячи на вільне охолодження. Гликолевий хладоноситель, циркулюючи по внутрішньому контуру з постійною температурою (завдяки охолодженню проміжним апаратом - пластинчастим теплобменніком), коригує температуру води, що надходить до споживача холоду: при недостатньому охолодженні води зовнішнім повітрям відбувається її доохолодження, а в разі сильного морозу - підігрів. Таким чином, здійснюється надійна робота установки навіть при наднизьких температурах навколишнього середовища без ризику розморозити проміжний теплообмінник.