Фрікулінг - вільне охолодження

Фрікулінг, або еволюція кватирки.

До числа найдавніших пристроїв управління мікрокліматом в приміщенні відносяться віконні кватирки. Змінюючи кут їх відкриття, можна не тільки регулювати приток свіжого повітря. але і підтримувати бажану температуру в приміщенні, створюючи «керований холодний протяг».

В епоху НТР дана технологія була значно вдосконалена і отримала назву «Free Coоling» - «вільне охолодження», «природне охолодження». Суть її полягає в тому, що до отвору в стіні підключається повітропровід з вентилятором, змішувальної камерою і керованими заслінками. Положення заслінок визначає розумний контролер в залежності від температури зовнішнього повітря, температури в приміщенні і заданої уставки температури. При низьких температурах зовні і температурі в приміщенні близькою до заданої, заслінка зовнішнього повітря злегка прочинені, основний потік повітря - рециркуляционний. При підвищенні температури всередині або зовні приміщення, заслінка зовнішнього повітря відкривається більше, рециркуляционного - закривається. Подібна система дозволяє досить точно регулювати температуру в приміщенні, що обслуговується, уникати різких температурних перепадів і холодних протягів, завдяки участі в процесі не тільки холодного зовнішнього, а й теплого рециркуляційного повітря.

Безсумнівною перевагою систем природного охолодження, в порівнянні з іншими системами, можна вважати мале споживання енергії - холод використовується безкоштовний!

До недоліків можна віднести обмежений період роботи - при температурі зовнішнього повітря вище +16 0 С, використовувати подібні системи, наприклад, для охолодження серверної. навряд чи вийде. Тому системи природного охолодження зазвичай встановлюють, як додаток до кондиціонерів.

Великі витрати повітря вимагають великих повітропроводів - іноді проблематично розмістити їх в приміщенні.

Ще одним недоліком можна вважати осушку повітря в холодну пору року. Якщо параметр вологості важливий, потрібно додатково встановити зволожувачі повітря. Альтернативний варіант - охолоджувати повітря, що циркулює всередині приміщення зовнішнім через теплообмінник. Потоки виявляються розділеними, температура всередині приміщення підтримується, завдяки зміні витрати зовнішнього повітря через теплообмінник.

Незважаючи на зазначені недоліки, фрікулінг заслуговує на серйозну увагу - ціни на електроенергію в Москві вже вище, ніж в Парижі, а з огляду на апетити наших енергетичних компаній, можуть наздогнати і токійські, тому використання енергозберігаючих технологій стає все більш актуальним.

Приклад технічного рішення фрікулінга на діючому об'єкті.

Рішення завдання фрікулінга на діючому об'єкті.

В даному технічному рішенні розглядається задача охолодження виробничого приміщення за рахунок природного холоду в холодний період року без використання існуючих чиллерів.

У приміщенні є фанкойли сумарною холодопродуктивністю 150 кВт. при температурі охолоджуючої води +7 С, зворотної +12 С. Центральний трубопровід має необхідну кількість запірної арматури для відсікання кожної гілки, яка обслуговує 1й поверх. З їх допомогою можна прибрати з роботи не експлуатуються гілки трубопроводу.

Для вирішення даного завдання пропонується наступне:

У холодний період року, коли централізована система кондиціонування законсервована, до гілки трубопроводу обслуговуючої приміщення друку (далі «гілка №1) пропонується підключити теплообмінник вода-гліколь, зі своєю насосною групою. До теплообміннику вода-гліколь з боку «гліколь» підключити «суху градірню» для захолажіванія гліколю і подальшого охолодження води для гілки №1.

Принципова гідравлічна схема природного охолодження

Таким чином для охолодження повітря в холодний період року використовується природний холод і витрачається електроенергія тільки для роботи насосів, вентиляторів фанкойлів і сухий градирні.
Триходовий клапан, показаний на схемі, призначений як для регулювання температури теплоносія в процесі роботи в режимі "вільного охолодження", так і для захисту теплообмінника від замерзання при пусках системи в зимовий період.

Однак дана схема має один недолік:
Оскільки консервація централізованої системи кондиціонування на зимовий період відбувається при температурі зовнішнього повітря близько +7 С (початок експлуатації системи природного охолодження), то температура гликолевой суміші матиме графік + 15 / + 10С і як наслідок охолоджена вода, яка обслуговує фанкойли матиме графік +18 / + 13С. При цьому температурному графіку знаходяться в приміщенні фанкойли матимуть холодопроизводительность близько 45 кВт. (В три рази менше).

Для повноцінної роботи системи в діапазоні від +7 до + 0С потрібно:
1. або збільшувати кількість фанкойлів (не дуже зручно в умовах діючого виробництва тому спричинить за собою ще й заміну труб через що збільшилася витрати води),
2. або збільшити період роботи централізованої системи охолодження (що тягне за собою ризик розморожування теплообмінника і як наслідок дорогий ремонт),
3. або використовувати додаткове джерело холоду у вигляді чилера працюючого в даному температурному діапазоні і нижче суміщають в собі додатковий теплообмінник для охолодження гліколю без використання компресорів при температурі нижче 0 С.

Принцип роботи чиллера з функцією природного охолодження:

1. Режим літо.
Рідина охолоджується тільки в випарнику чилера.
Компресори використовуються на 100%.

2. Режим міжсезоння (перехідний режим)
Рідина охолоджується в першу чергу в теплообміннику рідина-повітря (суха градирня), в другу чергу відбувається доохолодження в випарнику чилера. Компресори включаються час від часу для доохолодження рідини до необхідної температури.

3. Режим зима (природне охолодження, «FREECOOLING»)
Рідина повністю охолоджується в теплообміннику рідина-повітря (суха градирня).

Зведена таблиця варіантів для роботи системи в діапазоні від +7 до 0С і нижче із застосуванням сухої градирні.