Системы холодоснабжения, принципиальные схемы
В разделе приведены некоторые наиболее часто встречающиеся схемные решения систем холодоснабжения
Схема системы с чиллером наружной установки
|
Система холодоснабжения с одним чиллером наружной установки с осевыми вентиляторами - одна из самых распространенных и достаточно простых систем. В качестве теплоносителя в системе, как правило, используется вода, в отдельных случаях возможно применение теплоносителей с низими температурами замерзания (раствор этиленгликоля, рассолы и т.д.).
Циркуляция теплоносителя в системе осуществляется с помощью насосной группы. На схеме показанной в качестве примера, насосная группа состоит из двух насосов, один из которых основной, второй резервный.
Расширительный мембранный бак служит как для предотвращения гидравлических ударов при работе насосов, так и для компенсации изменения объема теплоносителя вследствие изменения его температуры.
Бак - аккумулятор предназначен для увеличения тепловой инерционности системы и сокращения количества циклов пуска/остановки холодильной машины.
При использовании потребителей с переменным расходом теплоносителя (например, фанкойлов с регулированием холодопроизводительности изменением расхода двухходовыми клапанами) необходимо обеспечить постоянный расход жидкости через теплообменник испарителя холодильной машины. На схеме показан вариант с установкой регулятора перепада давлений на перемычке между распределительными коллекторами для обеспечения постоянного расхода на испарителе. В случае использования потребителей с постоянным расходом (трехходовые клапаны с байпасом на теплообменниках потребителей) перемычки с регулятором перепада не требуется.
Недостатки рассматриваемой схемы системы холодоснабжения:
- отсутствие резервирования холодильного оборудования,
- необходимость частичного сезонного слива/заправки теплоносителя (в случае использования воды) и как следствие - повышенная коррозия трубопроводов и арматуры.
- невозможность круглогодичной эксплуатации системы.
Схема системы с параллельным подключением двух чиллеров
|
В ряде случаев (при значительной холодопроизводительности системы, необходимости частичного резервирования холодильного оборудования) возникает необходимость в установке нескольких холодильных машин, работающих на одну систему холодоснабжения. В качестве примера приведена схема с установкой двух чиллеров с воздушным охлаждением конденсаторов.
Принцип работы системы аналогичен принципу работы системы с одним чиллером.
Недостатками рассматриваемой схемы системы холодоснабжения являются:
- необходимость частичного сезонного слива/заправки теплоносителя (в случае использования воды) и как следствие - повышенная коррозия трубопроводов и арматуры.
- колебания температуры теплоносителя при включении/ отключении одной из холодильных машин.
- невозможность круглогодичной эксплуатации системы.
Схема системы на базе чиллера с водяным конденсатором
|
Рассматривается схема на базе холодильной машины с водяным конденсатором. Помимо контура испарителя в системе имеется контур охлаждения конденсатора холодильной машины с раствором этиленгликоля в качестве теплоносителя.
Теплоноситель нагреваясь забирает тепло от конденсатора, затем, с помощью насосов подается на "сухую градирню" (драйкулер), где охлаждается потоком воздуха, отдавая тепло. Также как и в контуре испарителя, основными элементами контура охлаждения конденсатора являются насосы, расширительный бак.
Так как температура наружного воздуха, а как следствие и производительность
драйкулера
меняется в широких пределах, в схеме предусматривается установка
трехходового смесительного клапана для поддержания постоянной температуры
на входе в конденсатор. Помимо этого, как правило, применяются различные
способы изменения производительности драйкулера посредством изменения
расхода воздуха (изменением частоты вращения вентиляторов, частичным
выключением одного или нескольких вентиляторов и т.д.)
Недостатками рассматриваемой схемы системы холодоснабжения являются относительно высокая стоимость и сложность в эксплуатации.
Основное преимущество - возможность круглогодичной эксплуатации системы.
Двухконтурная система холодоснабжения с промежуточным теплообменником с применением этиленгликоля
|
Для устранения проблем, связанных с необходимостью сезонного слива теплоносителя из системы холодоснабжения с холодильными машинами наружной установки, зачастую используются двухконтурные схемы с промежуточным теплообменником. Следует заметить, что при применении указанной схемы необходимо обеспечить разность температур теплоносителей контура испарителя и контура потребителей.
Двухконтурная система холодоснабжения с функцией "свободного охлаждения" (Freecooling)
|
В целях экономии электроэнергии, сокращения количества времени работы компрессоров холодильной машины за все время эксплуатации системы холодоснабжения, возможна доработка двухконтурной системы холодоснабжения до системы с функцией "свободного охлаждения". Охлаждение теплоносителя в холодный период года осуществляется наружным воздухом с помощью драйкулера без использования холодильной машины.
Драйкулер включается в контур испарителя параллельно с основной холодильной машиной и в летний период не используется. На зимний период холодильная машина отключается от системы холодоснабжения, теплоноситель охлаждается только с помощью драйкулера.
Трехходовой клапан, показанный на схеме, предназначен как для регулирования температуры теплоносителя в процессе работы в режиме "свободного охлаждения", так и для защиты теплообменника от замерзания при пусках системы в зимний период.