Модульные чиллеры в системах охлаждения

Модульные чиллеры в системах охлаждения

Модульные чиллеры в системах охлаждения совмещают преимущества систем холодоснабжения и мультизональных систем кондиционирования.

Модульные чиллеры — новое слово в системах охлаждения

Развитие систем холодоснабжения происходит в различных направлениях. Это модернизация внутренних элементов холодильных машин, прогресс в устройствах автоматизации, а также, оптимизация алгоритмов управления.

Небольшие изменения в конструкции чиллеров анонсируются ежегодно. Но периодически случаются гораздо более глобальные события. Например, появление нового вида оборудования или адаптация того или иного оборудования под совершенно новые условия работы. Модульные чиллеры в системах охлаждения – из этой серии. Если совместить преимущества систем холодоснабжения и мультизональных систем кондиционирования, то они, судя по всему, станут одним из трендов ближайших лет.

Предпосылки появления модульных чиллеров

Чиллерные системы традиционно ассоциируются с громоздкостью и сложностью, а также с трудностями при их резервировании. Установка одной холодильной машины влечёт за собой появление единой точки отказа – собственно, самого чиллера. Установка нескольких чиллеров сложна в обвязке и наладке. Кроме того, известно, что чем больше в системе единиц оборудования, тем менее устойчиво работает система.

Наконец, установка нескольких чиллеров подразумевает наличие свободного места вокруг каждого из них. Оно необходимо для забора воздуха, охлаждающего конденсатор, а также для сервиса холодильных машин. Если одна холодильная машина требует вокруг себя свободное пространство в 1,5 метра, то между двумя холодильными машинами следует предусматривать 3 метра – по 1,5 метра для каждой из них.

Наиболее распространенной альтернативой для чиллерных систем являются мультизональные системы кондиционирования. Они характеризуются высокой эффективностью и компактностью наружных блоков. Их отличает и более простая наладка системы с несколькими наружными блоками. А также, возможность их установки вплотную друг к другу. Однако мультизональные системы имеют ограничения по общей длине трубопроводов, по расстоянию до самого удалённого блока, по перепаду высот между блоками и ряд других ограничений.

Анализ ситуации приводит к очевидному выводу: между простыми, но имеющими жёсткие ограничения мультизональными системами кондиционирования и практически неограниченными, но сложными чиллерными системами охлаждения должно возникнуть что-то среднее, совмещающее в себе преимущества обеих архитектур. Именно эту нишу и заняли модульные чиллеры.

Что такое модульные чиллеры?

Модульные чиллеры представляют собой традиционные холодильные машины, работающие на базе парокомпрессионного холодильного цикла, но имеющие ряд особенностей – другое конструктивное исполнение и возможность достаточно простого объединения нескольких блоков в одну систему.

Рассмотрим эти особенности.

Конструкция модульных чиллеров

Внешне модульные чиллеры напоминают наружные блоки мультизональных систем кондиционирования. Они занимают малую площадь, имеют вертикально-ориентированный конденсатор с горизонтальным всасыванием и верхним выбросом воздуха. Модульные чиллеры включают в себя все те же элементы, что и обычные чиллеры – испаритель для охлаждения холодоносителя, компрессор, конденсатор, термо-регулирующий вентиль, вентилятор для обдува конденсатора, трубопроводы, арматуру, элементы автоматики.

Компоновка модульных чиллеров такова, что сервисные зоны у них расположены с двух противоположных сторон. Двумя другими сторонами они могут быть установлены вплотную друг к другу в один ряд.

Подобно VRF-системам модульные чиллеры предусматривают объединение нескольких агрегатов в единую систему. Впрочем, если в мультизональных системах может быть объединено лишь до четырёх наружных блоков, то в случае чиллеров – до 8 или до 16. Контроллеры модульных чиллеров имеют весь необходимый для этого функционал – физические разъёмы для кабелей, поддержку адресации и программное обеспечение, осуществляющее контроль и управление над системой в целом.

Объединение модульных чиллеров в одну систему

При объединении нескольких модульных чиллеров в одну систему один из них назначается ведущим, остальные – ведомыми блоками. Система управления следит за равномерной выработкой ресурса каждого из чиллеров. При аварии на ведущем чиллере обычно требуется ручной выбор нового ведущего чиллера. При аварии на ведомом чиллере система продолжает работать, но без вышедшего из строя блока.

Возможность объединения чиллеров различной мощности позволяет подобрать общую мощность системы, в точности соответствующую величине теплоизбытков на объекте. К примеру, в линейке обычных чиллеров присутствуют модели мощностью 500 кВт и 560 кВт, а требуемая холодопроизводительность составляет 520 кВт. В этом случае будет выбран чиллер мощностью 560 кВт, за 40 кВт которого заказчику придётся переплатить.

В случае модульных чиллеров система может быть собрана из трех агрегатов мощностью, например, 200 кВт, 160 кВт и 160 кВт. Это обеспечит в точности необходимую холодильную мощность на объекте. При этом выход из строя одного чиллера в первом случае оставит весь объект без кондиционирования, а во втором случае на объекте гарантированы 320 кВт или 360 кВт холода.

Безусловно, можно было бы предусмотреть два или три обычных чиллера. Это позволило бы точно попасть в заданную холодопроизводительность и обеспечить резервирование. Но, помимо завышенной стоимости решения, сравним габаритные размеры.

Габариты чиллера мощностью 250 кВт составляют порядка 5500 х 1500 мм. С учётом ширины зоны обслуживания 1000 мм с каждой стороны получим «зазор» между соседними чиллерами в 2000 мм. Минимальные размеры площадки для двух чиллеров составят 5500 × 5000 мм – более 27 квадратных метров!

Итоговые габариты собранного из нескольких блоков модульного чиллера составят примерно 9000 × 1200 мм. То есть немногим более 10 м², а выгода в занимаемой площади – почти в 3 раза.

Диапазон холодопроизводительности модульных чиллеров

Холодильная мощность одного модульного чиллера относительно невелика.  В зависимости от производителя и линейки она составляет от 25 до 250 киловатт. Объединение таких чиллеров в одну сеть позволяет построить систему общей холодопроизводительностью порядка 2 мегаватт (до 2080 киловатт холодильной мощности у Dantex, до 2000 кВт у Lessar, до 2208 кВт у Royal Clima).

Для сравнения вспомним, что максимальная холодильная мощность VRF-систем составляет порядка 300-400 кВт. Холодопроизводительность же системы из нескольких мощных чиллеров может достигать и даже превышать 10 МВт. Такой анализ подтверждает позиционирование модульных чиллеров между мультизональными и классическими чиллерными системами.

Регулирование холодопроизводительности

Применение модульных чиллеров имеет ряд преимуществ с точки зрения регулирования холодопроизводительности системы охлаждения при одновременной экономии средств на дорогостоящих технологиях плавного регулирования.

Как известно, наиболее распространенный метод регулирования холодопроизводительности на сегодня – применение инверторных компрессоров. В холодильном контуре присутствует один или два компрессора. Очевидно, они должны быть инверторными для получения широкого диапазона регулирования. Применение модульных чиллеров позволяет регулировать производительность системы путём включения и отключения каждого из компрессоров.

Такой подход обеспечивает ступенчатое регулирование холодильной мощности и экономию средств на инверторных компрессорах. Вместо них могут быть применены обычные «старт-стопные» агрегаты. Шаг регулирования при этом определяется путём деления 100-процентной холодопроизводительности на число холодильных контуров в системе.

К примеру, 4 двухконтурных модульных чиллера общей мощностью 320 кВт обеспечат шаг регулирования 320/(4×2) = 40 кВт. Или всего 12,5% от общей производительности системы. Погрешность регулирования при этом составит половину шага – 20 кВт или 6%. Это достаточно низкая погрешность регулирования холодопроизводительности при отсутствии затрат на дорогие инверторные компрессоры. И, безусловно, ещё одно преимущество модульных чиллеров.

Источник: mir-klimata.info

Если требуются услуги официального сервисного центра — это к нам!