Логин:
Пароль:
Сохранить логин и пароль
Для получения логина и пароля пишите на почту do@planetaklimata.com.ua
Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10



Чиллеры: воздухоохлаждаемые и водоохлаждаемые



В чиллерах с воздушным охлаждением вода охлаждается при помощи испарителя, а для отвода тепла вентиляторы прогоняют воздух через конденсатор. Если изменить направление движения хладагента и использовать воздушный теплообменник как испаритель, чиллер превратится в тепловой насос «воздух — вода», нагревающий воду для отопления и горячего водоснабжения.

Водоохлаждаемые чиллеры также используют испаритель для охлаждения воды, а тепло отводят с помощью конденсаторов с водяным охлаждением или градирен. Если на объекте есть необходимость не только в холоде, но и в тепле, можно использовать воду, прошедшую через конденсатор. В этом случае чиллер выступает в роли теплового насоса «вода — вода». Относительная простота утилизации (рекуперации) бросового тепла - особенность данного типа чиллеров.

Производительность воздухоохлаждаемых чиллеров для систем кондиционирования продолжает расти, увеличиваются и масштабы объектов, на которых они используются. Если ранее речь шла о небольших системах, холодильная мощность которых не превышала 2110 киловатт, то сейчас нередко можно встретить системы производительностью свыше 3500 киловатт, использующие несколько чиллеров сразу.

В то же время чиллеры с водяным охлаждением на основе спиральных, винтовых и центробежных компрессоров применяются не только для кондиционирования, но и для производства холода в промышленных целях. Диапазон холодопроизводительности установок на базе таких устройств составляет от 70 до 21 100 киловатт.

Рыночные тенденции

Структура спроса на различные чиллеры сильно меняется в зависимости от региона.

Чиллеры с воздушным охлаждением, в том числе работающие в режиме теплового насоса, особенно популярны в США, странах Европы и в Японии. При этом если в Японии и Китае основная доля воздухоохлаждаемых чиллеров на рынке — это тепловые насосы, то в США преобладают машины, работающие только в режиме охлаждения.

На такое положение в значительной степени влияют климатические условия и доступность водных ресурсов. На Ближнем Востоке, где вода очень дорога, воздушное охлаждение используется практически во всех чиллерах, за исключением устройств центробежного типа.

Рыночный спрос на чиллеры

Рис. 1. Рыночный спрос на воздухо-/водоохлаждаемые чиллеры.
* За исключением абсорбционных холодильных машин.

Соотношение спроса на водоохлаждаемые чиллеры с электрическим приводом компрессора и на машины с воздушным охлаждением остается неизменным на протяжении последних десяти лет. Однако в Северной Америке рынок воздухоохлаждаемых устройств растет быстрее, чем сектор агрегатов с водяным охлаждением.

Тенденции рынка холодильных машин

Рис. 2. Тенденции рынка холодильных машин.

Диапазон мощностей и производительности

Так как воздушные теплообменники крупнее водяных той же холодопроизводительности, габариты чиллеров с воздушным охлаждением больше, чем с водяным. Габариты и вес являются фактором, ограничивающим максимальную мощность воздухоохлаждаемых холодильных машин.

Используя грузовой контейнер, можно перевезти чиллер с воздушным охлаждением холодопроизводительностью не более 2110 киловатт. Однако с появлением модульных конструкций транспортировка и монтаж мощных воздухоохлаждаемых чиллеров заметно упростились.

На рынке США наиболее востребованы чиллеры с воздушным охлаждением производительностью около 700 киловатт. 75% продаж приходятся на модели холодопроизводительностью до 880 киловатт. Среди водоохлаждаемых чиллеров с компрессорами объемного сжатия (не центробежными) спросом пользуются модели холодильной мощностью 1055 киловатт, их доля составляет примерно 80%. Если требуется более высокая холодопроизводительность, используют центробежные чиллеры с водяным охлаждением. В последнее время, с появлением небольших безмасляных центробежных компрессоров, популярность центробежных чиллеров меньшей холодопроизводительности значительно выросла.

Так как эффективность теплообмена между воздухом и хладагентом существенно меньше, чем между водой и хладагентом, температура конденсации у воздухоохлаждаемых конденсаторов выше, чем у охлаждаемых водой. Следовательно, больше и разница температур конденсации и испарения. Поэтому энергопотребление воздухоохлаждаемых чиллеров выше.

Международный стандарт ANSI/ASHRA/IES90.1 определяет минимальные коэффициенты произво- дительности при полной нагрузке и интегральные показатели эффективности при частичной нагрузке (IPLV) для различных типов чиллеров с учетом их мощности. Конкретные цифры согласно последней редакции стандарта приведены в таблице 1.

Таблица 1. Минимальная эффективность согласно стандарту ANSI/ASHRA/IES90.1

 
COP
IPLV
  Чиллеры с воздушным охлаждением
  >2,985
  >4,137 (от 527 кВт)
  Чиллеры с водяным охлаждением и
  компрессорами объемного сжатия
  >5,334
  >6,519
  (от 527 до 1055 кВт)

 

Из таблицы видно, что эффективность водоохлаждаемых чиллеров с компрессорами объемного сжатия должна быть почти в 1,8 раза выше, чем у устройств с воздушным охлаждением. Эффективность же центробежных чиллеров при той же холодопроизводительности — еще выше. Однако для чиллеров с водяным охлаждением необходимо учитывать еще и энергопотребление водяных насосов и вентиляторов градирен. При этом прирост эффективности при частичной нагрузке за счет снижения наружной температуры у чиллеров с воздушным охлаждением гораздо выше, чем у чиллеров с водяным охлаждением, в том числе и центробежного типа.

Преимущество же водоохлаждаемых чиллеров с компрессорами объемного сжатия — удобство транспортировки и высотного монтажа.

Стоимость

Стоимость чиллеров сильно зависит от региона, мощности и эффективности. Согласно данным JARN, средняя цена чиллера холодильной мощностью 1055 киловатт на рынке США составляет примерно 100–155 долларов США за киловатт для устройств с воздушным охлаждением, работающим только в режиме холодильной машины, и 70–85 долларов США за киловатт для винтовых чиллеров с водяным охлаждением. Средняя цена центробежного чиллера холодопроизводительностью 1055–1760 киловатт, как правило, ниже, чем у водоохлаждаемых чиллеров с компрессорами объемного сжатия аналогичной мощности.

Несмотря на то что водоохлаждаемые чиллеры сами по себе дешевле устройств с воздушным охлаждением, их использование требует дополнительных затрат. Сюда входит стоимость строительства градирни, прокладки трубопроводов для охлаждающей и охлажденной воды, монтажа электропроводки. В результате общая сумма капитальных затрат для чиллера с воздушным охлаждением может оказаться меньше, чем для водоохлаждаемого.

Помимо капитальных затрат, в стоимость жизненного цикла системы на базе чиллера входят расходы на эксплуатацию (оплата потребляемой энергии) и обслуживание (водоподготовка, чистка теплообменников и т. д.). Срок службы чиллера при этом зависит от качества сборки и монтажа, климатических условий, стоимости рабочей силы и других факторов. Существует множество исследований, посвященных оценке общей стоимости чиллерных систем. Однако следует помнить, что выбор типа чиллера обычно делается исходя не только из его стоимости, но и прочих обстоятельств: доступности водных ресурсов, наличия квалифицированного обслуживающего персонала, предпочтений заказчика.

Перспективные направления в конструировании

Модульный дизайн

В чиллерах с воздушным охлаждением холодильной мощностью до 700 киловатт обычно используются спиральные и ротационные компрессоры, в устройствах холодильной мощностью от 350 киловатт находят применение и компрессоры винтового типа.

Около десяти лет назад на рынке появились воздухоохлаждаемые холодильные машины модульного типа, собираемые из небольших однотипных чиллеров холодопроизводительностью около 90 киловатт. С разработкой мощных спиральных компрессоров модульные конструкции стали очень популярны в Японии. Такие устройства работают на хладагенте R410A и имеют компактные теплообменники и трубопроводы.

Отдельные блоки с независимыми холодильными контурами проще доставить к месту монтажа и из них можно собрать установку с требуемыми параметрами. По мощности собранный из модулей чиллер может сравниться с холодильной машиной на основе центробежного компрессора. Так как каждый модуль имеет свой собственный фреонопровод, при утечке хладагента в одном из них остальные могут продолжать работу.

Модульная конструкция позволила существенно расширить область применения воздухоохлаждаемых чиллеров. Сейчас в Японии многие мощные чиллеры, в том числе абсорбционные, заменяются модульными системами. Производители предлагают их уже и для промышленного применения.

Использование в качестве теплового насоса

Технология отопления и получения горячей воды при помощи тепловых насосов с электрическим приводом компрессора стала популярной, как производящая меньше парниковых выбросов, чем традиционные котлы. Тепловые насосы, использующие в качестве источника тепла воздух, проще в эксплуатации, однако их эффективность существенно снижается при уменьшении наружной температуры или же в тех случаях, когда требуется повысить температуру нагрева воды.

В промышленности, а также при свободном доступе к незамерзающим природным водоемам, геотермальной энергии или бросовому теплу производственных процессов обычно используют водяные тепловые насосы.

Новейшие промышленные тепловые насосы, как правило, имеют винтовые компрессоры и способны нагревать воду до 65–70°С. Недавно были созданы тепловые насосы, способные одновременно нагревать воду до 90°С и охлаждать до 7°С. Кроме того, разработано устройство, подающее на выход горячий пар температурой 100°С.

Продолжаются работы над созданием промышленных воздушных тепловых насосов. Так, недавно был сконструирован тепловой насос на базе двухступенчатого винтового компрессора, использующий в качестве хладагента смесь гидрофторолефинов. Это устройство нагревает воду до 90°С при наружной температуре 25°С. Способны нагревать воду до 90°С и двухкаскадные воздушные тепловые насосы.

 

Правила использования материалов сайта

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Incorrect $cc