Эволюционное развитие чиллеров CLIVET

Фирма CLIVET является одним из ведущих европейских производителей климатического оборудования, постоянно работает над увеличением энергетической эффективности, надежности и конкурентоспособности своей продукции.

Результатом многолетней и плодотворной работы в этой области является появление на климатическом рынке все новых и новых моделей оборудования.

Время не стоит на месте, и в новом сезоне Clivet предлагает расширенный ряд энергоэффективных чиллеров SPIN и ELFO. Теперь, наряду с хорошо зарекомендовавшими себя на российском рынке осевыми SPIN и ELFO чиллерами, появились новые:

ELFO

  • WSAT/N-EE с осевыми вентиляторами для работы как в режиме охлаждения так и в режиме теплового насоса с холодильной мощностью от 4,26 до 153 кВт;
  • WSA-EE с центробежными вентиляторами с холодильной мощностью от 4,47 до 22,7 кВт;

SPIN

  • WSAT-SC с осевыми вентиляторами для работы только в режиме охлаждения с холодильной мощностью от 190 до 927 кВт. Эта модификация может поставляться в так называемом варианте Free-cooling;
  • WSAN-SC с осевыми вентиляторами и возможностью работы в режиме теплового насоса с тепловой мощностью от 207 до 496 кВт;
  • WSA-SC с центробежными вентиляторами с холодильной мощностью от 173 до 257 кВт;
  • MSE-SC c выносным кондесатором с холодильной мощностью от 159 до 388 кВт;
  • WSH-SC с водяным охлаждением конденсатора с холодильной мощностью от 197 до 511 кВт.

На сегодняшний день наиболее перспективным путем повышения энергоэффективности считается разработка климатической техники, способной с прецизионной точностью покрывать график нагрузки при постоянно меняющихся условиях работы.

Согласно исследованиям, проведенным фирмой Clivet, колебания средней величины нагрузки на систему кондиционирования в течение сезона составляют до 80%, в то время как работа на полную мощность необходима всего лишь несколько дней в году (см. рис.1). В то же время, суточный график тепловых избытков имеет похожий неравномерный характер c явно выраженным максимумом. Таким образом, точная отработка графика нагрузок является достаточно сложной технической задачей.

 

 17 кБайт
Рис.1. График распределения нагрузки на систему кондиционирования

 

Для ее решения Clivet предлагает две прогрессивные разработки: новое поколение чиллеров серии ELFOenergy с холодильной мощностью от 43 до 153 кВт, и SPIN-чиллеры холодильной мощностью от 186 до 927 кВт с компрессорами типа SCROLL.Традиционно в чиллерах мощностью 20-80 кВт устанавливают два одинаковых компрессора типа Scroll и делают два независимых холодильных контура. В результате агрегат способен работать в двух режимах на 50% и 100% своей номинальной мощности.

 

 15 кБайт
 20 кБайт
Рис. 2. Наработка блока в течение дня

 

Фирма Clivet предлагает решение, позволяющее выполнять трехступенчатое регулирование производительности в чиллерах с двумя компрессорами.В этом случае полная холодильная мощность распределяется между компрессорами в соотношении 63% и 37%.

 

 8 кБайт
Рис. 3. Новый модуль управления для чиллеров CLIVET

 

Новая серия чиллеров получила название ELFOenergy и имеет маркировку WSAT EE (для работы только в режиме охлаждения) или WSAN EE (чиллеры с тепловым насосом).

У чиллеров серии ELFOenergy оба компрессора включены параллельно и работают на один холодильный контур, то есть имеют общий конденсатор и испаритель. Такая схема значительно увеличивает холодильный коэффициент (СОР) контура при работе с неполной нагрузкой. Для чиллеров серии ELFOenergy при 100% нагрузке и температуре наружного воздуха 25°С СОР = 3,5, а при работе на 37% СОР = 5. Учитывая то, что 50% времени чиллер работает с нагрузкой ?37% (см. рис. 2) происходит существенная экономия энергии.

 

 15 кБайт
Рис. 4. Компоновка чиллера ELFOenergy

 

Для эффективной реализации нового решения, на чиллеры устанавливаются микропроцессорные контроллеры ерии ELFO (см. рис. 3), которые позволяют:

  • контролировать все рабочие параметры оборудования;
  • регулировать установленное значение температуры воды на выходе из чиллера в соответствии с параметрами наружного воздуха, технологическими процессами или командами от централизованной системы управления (функция диспетчеризации);
  • осуществлять выбор оптимального шага регулирования мощности;
  • при необходимости быстро и эффективно выполнять цикл размораживания (для моделей с тепловым насосом).

В результате, автоматически происходит минимизация кратковременных включений компрессора, оптимизация времени работы компрессоров и корректировка параметров воды на выходе из чиллера в соответствии с реальными потребностями. Как показали проведенные испытания, в среднем в течение суток происходит всего 22 включения компрессоров чиллера серии ELFOenergy, в то время как компрессоры обычных чиллеров включаются 72 раза. Среднегодовой КПЭ чиллера достигает 6, а экономия электроэнергии, при применении чиллера ELFOenergy вместо обычного чиллера, составляет 7,5 кВт/час на 1 м2 площади обслуживаемого объекта за сезон, или 35%.

Кроме того, новая конструкция обеспечивает значительно меньшие пусковые токи, что особенно актуально для ряда регионов России.

Еще одно важное преимущество, которое дает применение новых чиллеров ELFOenergy, состоит в том, что исчезает необходимость установки громоздких аккумулирующих баков, а устанавливаемый в корпус чиллера циркуляционный насос позволяет обойтись без дополнительной насосной станции.

 

 13 кБайт
Рис. 5. График работы SPIN-чиллера в течение суток

 

Чиллер ELFOenergy является полностью собранным, готовым к работе агрегатом, и для его включения в общую систему нужно всего лишь подключить водяные трубопроводы и электропитание. Конструкция чиллера представлена на рис. 4. Что касается ценовых показателей, то и в этом вопросе фирма CLIVET оказалась на высоте. Стоимость установки и экплуатации чиллера ELFOenergy со встроенным насосом гораздо ниже цены обычного чиллера с насосной станцией во всем диапазоне холодильной мощности.

Очевидно, что чиллеры ELFOenergy являются очень перспективным оборудованием, но по-настоящему эволюционным решением в данной области стал новый SPIN-чиллер от CLIVET. При его разработке фирма CLIVET осталась верна своим принципам конструирования оборудования: постоянное повышение энергоэффективности; выпуск законченных, протестированных и готовых к эксплуатации блоков; модульная конструкция и высокая надежность.

Традиционно в чиллерах большой мощности применялись поршневые или винтовые компрессоры. Поршневой компрессор имеет большое количество движущихся частей и, как следствие, низкую эффективность из-за больших потерь на трение. В процессе эксплуатации поршневых компрессоров возникает высокий уровень шума и вибрации, а также существует необходимость их регулярного обслуживания. Винтовые компрессоры, в свою очередь, имеют сложную конструкцию, и, как следствие, очень высокую стоимость. Обслуживание подобных компрессоров требует высокой квалификации персонала. В последние годы на рынке появились новые компрессоры типа SCROLL, которые лишены характерных недостатков поршневых и винтовых компрессоров. Scroll-компрессоры обладают высокой энергетической эффективностью, низким уровнем шума и вибраций, и не нуждаются в обслуживании. Этот тип компрессоров прост по конструкции, очень надежен и, вместе с тем, недорог. Однако, производительность Scroll-компрессоров, как правило, не превышает 40 кВт.

Проанализировав изменение графика годовой нагрузки, специалисты фирмы Clivet решили применить в чиллерах большой мощности несколько холодильных контуров и, соответственно, небольшие, но очень надежные компрессоры типа Scroll. Получился очень "маневренный" чиллер, который, как показано на рис. 5, способен с высокой точностью выдавать требуемую холодильную мощность.Таким образом, получился очень "маневренный" чиллер, который, как показано на рис. 5, способен с высокой точностью выдавать требуемую холодильную мощность.

Применение такого чиллера сделало ненужным установку насосной станции, а широкий выбор встраиваемых в корпус чиллера насосов разной производительности решило все вопросы, связанные с циркуляцией охлажденной воды.

Особо следует выделить очень маленькие пусковые токи нового оборудования. Ведь пуск Scroll-компрессоров, имеющих низкое электропотребление, происходит поочередно, в соответствии с возрастанием нагрузки на агрегат.

Принято считать, что увеличение количества агрегатов снижает надежность, однако в случае со SPIN-чиллером все не так однозначно. Срок службы компрессора определяется, прежде всего, количеством его стартов и остановок, а не временем суммарной наработки. Новый принцип конструкции чиллера обеспечивает минимальное число включений каждого отдельного компрессора, и общий ресурс SPIN-чиллера оказывается выше, чем у обычного.

Как и у чиллеров серии ELFOenergy, современная микропроцессорная система управления позволяет регулировать установленное значение температуры воды на выходе из чиллера в соответствии с параметрами наружного воздуха, технологическими процессами или командами от централизованной системы управления (диспетчеризации). С экономической точки зрения использование большого числа Scroll-компрессоров и установка встроенного циркуляционного насоса вместо отдельной насосной станции, оказывается более выгодным вариантом, чем применение дорогих, мощных и сложных полугерметичных компрессоров. С экономической точки зрения использование большого числа Scroll-компрессоров и установка встроенного циркуляционного насоса вместо отдельной насосной станции, оказывается более выгодным вариантом, чем применение дорогих, мощных и сложных полугерметичных компрессоров.

Компания CLIVET не останавливается на достигнутом, постоянно совершенствуя ряды выпускаемого оборудования. Сейчас технология SPIN реализуется в компрессорно-конденсаторных блоках CLIVET.

Статья подготовлена

Ананьевым В. А., главным инженером департамента вентиляции профессионального оборудования ЗАО "ЕВРОКЛИМАТ"



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