Чиллеры CLIVET. Сопоставление и анализ рабочих параметров различных типов чиллеров

В данной статье проводится техническое сравнение двух различных типов чиллеров воздушного охлаждения с осевыми вентиляторами, которые работают в одних и тех же условиях и имеют одинаковую холодильную мощность. Чиллеры работают в системе кондиционирования с местными доводчиками типа фанкойл. Подача свежего воздуха осуществляется отдельной системой вентиляции.

Основной задачей статьи является наглядная демонстрация технических решений, практическая реализация которых в новых типах оборудования фирмы CLIVET позволяет значительно увеличить энергоэффективность системы кондиционирования.

Система кондиционирования с чиллером традиционного типа.

В качестве блока со стандартным типовым решением холодильного контура и традиционной системой автоматики был выбран чиллер WSAN 202 производства фирмы CLIVET (Италия).

Чиллер WSAN 202 — это чиллер воздушного охлаждения с осевыми вентиляторами, который предназначен для наружной установки и может работать в режиме теплового насоса. На таком чиллере устанавливается микропроцессорная система управления типа Energy Light, которая осуществляет управление блоком в соответствии со значением температуры обратной воды.

На рисунке 1 приведена упрощенная схема холодильного контура блока. Основная особенность состоит в том, что этот чиллер имеет два полностью одинаковых контура. Каждый компрессор имеет свой отдельный теплообменник конденсатора и отдельный теплообменник испарителя. При этом, контур циркуляции охлаждаемой воды оказывается также раздвоенным.

 

Рис. 1. Схема стандартного типового решения холодильного контура чиллера

 

Для циркуляции воды между чиллером и потребителем используется стандартная насосная станция, оборудованная аккумулирующим баком.

Эффективность работы холодильной машины может быть оценена как отношение полезной работы (количеством полученного холода) и затраченной работы (количеством энергии на сжатие газа в компрессоре).

 

Рис. 2. Холодильный цикл работы чиллера в режиме охлаждения

 

На рисунке 2 построен холодильный цикл работы чиллера в режиме охлаждения. Холодильная мощность определяется как разность энтальпий в точках h3 и h4, которые характеризуют процесс испарения и перегрева хладагента в испарителе. Энергия на сжатие газа в компрессоре равна разности энтальпий h1 и h4. Таким образом, эффективность холодильного контура рассчитывается по формуле:

В чиллере с двумя независимыми холодильными контурами при изменении нагрузки эффективность холодильного контура почти не меняется. При переходе блока с режима 50% производительности (цикл 1-2-3-4) на работу со 100% производительностью (цикл 1-2-3’-4’) происходит некоторое увеличение коэффициента преобразования энергии (КПЭ) вследствие небольшого увеличения температуры испарения, что вызвано повышением средней температуры воды внутри испарителей.

Кроме того, при постоянной температуре окружающего воздуха и постоянном значении «уставки» (заданной температуре воды на выходе из чиллера) при работе блока с неполной нагрузкой происходит дополнительное ухудшение характеристик, связанное с тем, что при неизбежном включении/выключении компрессора цикл охлаждения претерпевает дополнительные изменения, вызванные разгонными характеристиками оборудования.

Аналогичная ситуация складывается и при работе блока в режиме теплового насоса. В этом случае основные изменения коснутся уже давления конденсации.

 

Рис. 3. Зависимость КПЭ от температуры наружного воздуха для чиллера WSAN 202 при работе с 50% и 100% нагрузкой

 

На основе оценки эффективности рассматриваемого блока при работе с 50% и со 100% нагрузкой были получены графики зависимости КПЭ от температуры наружного воздуха для работы блока с 50% и 100% нагрузкой, приведенные на рис.3.

Графики учитывают также потребление электроэнергии вентиляторами обдува конденсатора и соответствуют техническим характеристикам, которые приведены в каталоге фирмы Clivet. Значения температурных «уставок» (7°С при работе в режиме охлаждения и 45°С при работе на обогрев) приняты постоянными.

Аналогичный график был получен и для работы чиллера в режиме теплового насоса (см. рис. 4). Приведенные значения учитывают потребление электроэнергии компрессорами и вентиляторами обдува конденсатора, а также снижение тепловой мощности, которое происходит в результате необходимости оттаивания льда и выполняется за счет реверсирования цикла. Наиболее значительное влияние этот фактор имеет при температуре наружного воздуха менее 2°С, когда относительная влажность воздуха близка к 100%.

 

Рис. 3. Зависимость КПЭ от температуры наружного воздуха для чиллера WSAN 202 при работе с 50% и 100% нагрузкой

 

Как известно, аккумулирующий бак необходимо устанавливать в системах в том случае, если теплоаккумулирующая способность системы оказывается недостаточной для постоянного обеспечения нормируемых параметров воздуха в обслуживаемых помещениях при работе чиллера с частичной нагрузкой.

У чиллеров с традиционной схемой холодильного контура желаемое число включений компрессора в работу может превысить максимальное значение, разрешенное производителем и необходимое для обеспечения надежной и долгосрочной работы оборудования. Поэтому, если в системе не установлен аккумулирующий бак, отклонения температуры воды в контуре от расчетного графика 7/12°С превысят допустимые нормы. Во время остановки компрессоров, в фанкойлы будет подаваться теплая вода и они не смогут обеспечить заданную температуру воздуха в помещениях.

Следует отметить то, что насосная станция неизбежно становится фактором дополнительных энергопотерь. Поэтому было бы весьма желательно отказаться от ее установки в системе кондиционирования, как с энергетической точки зрения, так и с точки зрения экономии места и снижения затрат на ее установку. Решить эту проблему позволяет новый чиллер серии ELFO ENERGY, производства фирмы CLIVET.

Продолжение следует...

Статья подготовлена специалистами Департамента Вентиляции и Профессионального Оборудования ЗАО «Евроклимат», по материалам, предоставленным фирмой CLIVET



наши проекты
  • АПИК
  • Университет климата
  • Выставка «Мир климата»
  • АПИК-тест