Система вільного охолодження фрікулінг (free-cooling)
Free-cooling (фрікулінг) - охолодження рідини за допомогою повітря в «Сухий градирні» (також званої драйкулери, фрі-кулер або сухий охолоджувач).
Застосування систем фрікулінга (Free-cooling) дозволяє в значній мірі економити витрати електроенергії на охолодження рідини і збільшити термін служби холодильного обладнання за рахунок відключення холодильної установки в зимовий період, або взагалі відмови від чиллера, якщо дозволяє температурний режим технологічного процесу.
Система фрікуллінга підбирається виходячи з необхідних технічних вимог спільно з чиллером, або може бути інтегрована у вже наявну систему охолодження рідини. Зазвичай термін окупності систем Free-cooling становить від 0,5 до 3 років.
Принцип дії
Охолодження рідини відбувається в «сухий градирні» (фрі-кулере). «Суха градирня» (Dry Cooler) являє собою радіатор, до якого подається охолоджувальна рідина. Через нього осьовими вентиляторами продувається повітря і охолоджує рідина всередині радіатора.
Системи охолодження рідини за допомогою повітря прості й економічні. Головним обмежуючим фактором використання цих систем є необхідна температура охолодженої рідини. Якщо в чиллере можливо охолодити рідину до будь-якої температури, то в драйкуллери вона буде залежати від температури охолоджуючого повітря.
Охолодження рідини повітрям за допомогою «сухий градирні» (фрі-кулера) може здійснюватися за різними схемами:
1. Робоча рідина охолоджується безпосередньо у фрікулере.
Якщо в якості робочої рідини використовується вода, «суха градирня» повинна бути встановлена всередині приміщення з температурою повітря не нижче + 0 ° С. Приміщення повинно бути обладнанні відповідної приточно-витяжною вентиляцією для відводу отепленной повітря.
При установці драйкулери (сухого охолоджувача) на вулиці або в неопалюваному приміщенні існує ймовірність «розморожування» радіатора взимку, в цьому випадку воду в зимовий період на час зупинки системи охолодження необхідно зливати. У таких випадках все одно залишається ймовірність замерзання води в радіаторі внаслідок людського фактора.
2. Щоб виключити «розмороження» радіатора, використовують систему вільного охолодження води з проміжним хладоносителем. Тобто вода охолоджується в теплообміннику за допомогою проміжного холодоносія. Проміжний хладоноситель в свою чергу охолоджується в «сухий градирні», встановленої на вулиці.
Як проміжний хладоносителя використовуються спеціальні рідини на основі розчинів пропілен- і етиленгліколю.
Приклад застосування системи фрікулінга (free-cooling) для охолодження технічної води до +15 ºС
Зимовий режим роботи
При температурі атмосферного повітря нижче + 11 ° С (включно) вода охолоджується в розбірному пластинчастому теплообміннику за допомогою холодоносія на базі 40-45% розчину етиленгліколю. Розчин гліколю охолоджується в драйкуллери (фрі-кулере), встановленому на вулиці.
Температура подаваного в теплообмінник хладоносителя регулюється автоматично шляхом включення / вимикання вентиляторів «Сухий градирні» (сухого охолоджувача), а також регулюванням швидкості їх обертання.
При низьких температурах зовнішнього повітря температура холодоносія, що надходить в теплообмінник, може досягати негативних температур, особливо під час пуску системи охолодження на початку зміни. Щоб уникнути замерзання води і можливої «розморожування» теплообмінника, насос, що подає розчин гліколю в теплообмінник, має частотний перетворювач для плавного розгону і поступової подачі холодоносія з мінусовою температурою в теплообмінник.
Літній режим роботи
Перемикання на літній режим роботи відбувається автоматично по сигналу з датчика температури рідини на виході з теплообмінника.
1) Якщо в системі охолодження встановлений чиллер з повітряним конденсатором, по сигналу з датчика температури включиться компресор холодильної установки і вентилятори конденсатора, а система фрікуллінга (вентилятори «сухий градирні» і насос) відключиться. Охолодження води тепер буде відбуватися в випарнику холодильної установки.
2) Якщо в системі встановлено чиллер з рідинним конденсатором, триходовий клапан спрямовує потік холодоносія з теплообмінника в конденсатор холодильної установки, включиться компресор холодильної установки.
Охолодження води відбувається в випарнику холодильної установки. Відбирається від води в випарнику тепло холодоагентом відводиться в конденсатор холодильної установки, де віддається розчину етиленгліколю, а від нього атмосферного повітря в драйкуллери.