Холодоснабжение промышленных и гражданских зданий

Холодоснабжение включает в себя совокупность нескольких инженерных систем, позволяющих обеспечивать охлаждение технологического оборудования, а также поддерживать необходимые температурные параметры микроклимата в помещениях.

В зависимости от поставленных задач и требований специалисты компании ИксАйс помогут выбрать оптимальный вариант системы холодоснабжения для каждого конкретного случая: чиллер + фанкойл, компрессорно-конденсаторный блок + испаритель/конденсатор приточной установки, прецизионное кондиционирование, холодильные/морозильные камеры.

Наиболее обширный класс источников холода базируется на компрессионном цикле охлаждения, в котором основными конструктивными элементами являются: конденсатор, компрессор, испаритель и регулятор потока.

Обязательной частью холодоснабжения являются гидравлические системы, обеспечивающие циркуляцию хладоносителя потребителям холода.

Холодильные машины

Конструктивное исполнение холодильных машин многообразно.

Типология холодильных машин по конструктивному исполнению конденсатора
Типология холодильных машин по конструктивному исполнению конденсатора
Типология холодильных машин по типу применяемых компрессоров
Типология холодильных машин по типу применяемых компрессоров

Неотъемлемой частью холодильной машины, работающей по принципу компрессионного цикла охлаждения, является испаритель. По конструктивному исполнению испарители могут быть пластинчатые или кожухотрубные: фреоновые, аммиачные, незатопленного или затопленного типа.

Для регулирования мощности холодильной машины применяется регулятор потока, т. е. на жидкостном фреонопроводе устанавливается терморегулирующий вентиль с внешним уравниванием.

Правильно подобранная и установленная холодильная машина гарантирует оптимизацию издержек на потребляемую электроэнергию, техническое обслуживание и ремонт. Наша задача – это комплексный подбор и поставка всех инженерных систем, обеспечивающих холодоснабжение объекта.

Компрессорно-конденсаторные блоки - ККБ

Компрессорно-конденсаторный блок – это одна из важных частей системы охлаждения воздуха. Жидкий хладагент, получаемый в нём, подаётся через жидкостной трубопровод в теплообменник непосредственного расширения - испаритель, где происходит его кипение. Из теплообменника выходит хладагент в газообразной фазе, который отводится в ККБ к компрессору.

Компрессорно-конденсаторный блок используется:

  • Для охлаждения наружного воздуха в тёплый период года в приточных вентиляционных установках в состав которых входят теплообменники непосредственного расширения;
  • Для внутренних блоков сплит-систем канального, настенного или шкафного типа.

Системы охлаждения воздуха с использованием ККБ являются одними их самых доступных и дешевых решений.

Типы компрессорно-конденсаторных блоков:

  • Уличная установка ККБ с осевыми вентиляторами воздушного охлаждения конденсатора;
  • ККБ с центробежными вентиляторами воздушного охлаждения конденсатора. Такой тип устанавливается внутри помещения;
  • ККБ с установкой внутри помещения с водяным охлаждением конденсатора с использованием градирни. Этот вариант позволяет уменьшить размеры блока и позволяет установить ККБ и градирню на значительном расстоянии друг от друга;
  • ККБ с выносным конденсатором применяется в случае, когда блок устанавливается внутри помещения, а теплообменник конденсатора выносится на улицу.

Выбор ККБ зависит от наличия свободной площади и наличия имеющихся финансовых средств.

Принципиальная схема работы компрессорно-конденсаторного блока в режиме «охлаждение»
Принципиальная схема работы компрессорно-конденсаторного блока в режиме «охлаждение»
Принципиальная схема работы компрессорно-конденсаторного блока в режиме «теплового насоса»
Принципиальная схема работы компрессорно-конденсаторного блока в режиме «теплового насоса»
Условные обозначения:

BC - змеевик теплообменника (конденсатора);

C - компрессор;

SP1(H) - реле высокого давления;

SP2(L) - реле низкого давления;

MC - электродвигатель компрессора;

RTV - тепловое реле перегрузки электродвигателя вентилятора;

DL - распределитель жидкой фазы;

VQ - четырёх ходовой клапан;

SC - регулятор частоты вращения вентилятора;

RLL - запорный клапан жидкостной линии;

RG - запорный клапан линии всасывания;

VA - предохранительный клапан;

VL - осевой вентилятор;

RTC - тепловое перегрузочное реле электродвигателя компрессора;

SL - отделитель жидкой фазы;

BT - датчик температуры наружного воздуха;

TS - термостатический элемент;

DX - испаритель внутреннего блока.

Монтаж и установку ККБ должны производить специализированные организации, персонал которых прошел соответствующее обучение. Для подключения блока потребуется специализированное оборудование и инструмент.


Прецизионные кондиционеры

Прецизионные кондиционеры применяются там, где необходимо поддерживать температуру и влажность внутреннего воздуха помещений с высокой точностью.

Основные объекты, где необходимы установки прецизионного кондиционирования, - это музеи, фармацевтические производства, банковские помещения с автоматами пересчёта бумажных денег, медицинские учреждения, чистые помещения и другие. Необходимость установки оборудования прецизионного кондиционирования связано с наличием оборудования в этих помещениях для проведения технологических процессов или с повышенными требованиями к окружающей среде для сохранности документов и экспонатов.

Прогресс в области компьютерной техники, теле- и радиокоммуникаций, вызвал необходимость в создании специфического оборудования для обеспечения тепло влажностных режимов в компьютерных залах, офисах, автоматических телефонных станциях, теле- и радиостудиях. Спецификой этих объектов является наличие оборудования, вызывающего в условиях неконтролируемой влажности воздуха повышенную напряжённость электростатических полей, которые могут привести к отказам в работе электронного оборудования.

Пониженная влажность воздуха, особенно в зимний период времени, приводит к высыханию и потери эластичности изоляционных покрытий кабелей.

Основные варианты интегрирования внутренних агрегатов

При одном и том же внешнем оформлении возможны три различных варианта интегрирования внутренних агрегатов прецизионных кондиционеров.

Первый вариант - это кондиционер с теплообменником (охладителем) воздуха непосредственного испарения и наружным воздушным конденсатором.

Второй вариант - кондиционер-моноблок с такого же типа охладителем воздуха и водяным конденсатором.

Третий вариант - кондиционер-воздухоохладитель. Основное применение такого кондиционера возможно только при наличии источника холода (холодильного центра) и системы с промежуточным хладоносителем - водой, имеющей собственный циркуляционный контур.

Кондиционер непосредственного испарения и выносным конденсатором с воздушным охлаждением

Основной агрегат прецизионного кондиционера - внутренний блок и воздушный конденсатор - наружный блок образуют замкнутый автономный герметичный контур, который обеспечивает экономическую эффективность и надёжность работы всей системы в целом.

Выносной конденсатор устанавливается снаружи здания на улице. Охлаждение конденсатора осуществляется осевыми вентиляторами. Воздушные конденсаторы имеют встроенную систему управления давлением конденсации.

Для обеспечения возможности работы системы прецизионного кондиционирования при низких температурах наружного воздуха до минус 35ºС, помимо плавного регулирования скорости вращения вентилятора, дополнительно устанавливается обводной клапан, регулирующий давление конденсации паров фреона паров и перепускающий часть хладагента в ресивер.

Кондиционер непосредственного испарения и выносным конденсатором с воздушным охлаждением
Кондиционер непосредственного испарения и выносным конденсатором с воздушным охлаждением

Кондиционер с воздухоохладителем непосредственного испарения с водяным конденсатором

Кондиционеры с конденсатором водяного охлаждения представляют собой моноблок. Они проще по конструкции и дешевле кондиционеров с конденсатором воздушного охлаждения. Температура наружного воздуха не влияет на работу таких кондиционеров, поскольку конденсатор находится внутри помещения, и поэтому они могут работать при любой температуре наружного воздуха.

Однако для их применения необходимо использование проточной воды, что сдерживает применение таких кондиционеров.

Подача охлаждённой воды может осуществляться от градирни (системы оборотного водоснабжения), из артезианской скважины или любого другого источника холодной воды.

Поскольку конденсатор расположен внутри основного агрегата кондиционера, система имеет относительно небольшой потребный объём хладагента.

Кондиционер с воздухоохладителем непосредственного испарения с водяным конденсатором
Кондиционер с воздухоохладителем непосредственного испарения с водяным конденсатором

Кондиционеры с воздухоохладителями непосредственного испарения с водяными конденсаторами, охлаждаемыми гликолевой смесью

Данный тип системы прецизионного кондиционирования разделён на два независимых друг от друга контура.

Один контур, который находится в основном блоке (в прецизионном шкафном кондиционере) является фреоновым.

Второй контур – промежуточный. Основными элементами которого является выносной теплообменник с воздушным охлаждением, устанавливаемый на улице и циркуляционный насос, позволяющий осуществлять циркуляцию гликолевой смеси по контуру.

В кондиционерах с промежуточным контуром конденсатор охлаждается незамерзающей жидкостью, циркулирующей в замкнутой закрытой системе.

Охлаждение незамерзающей циркулирующей жидкости производится в специальном наружном теплообменнике.

Наружные теплообменники, также называются сухими охладителями. Они оснащены осевыми вентиляторами с регулированием скорости вращения рабочего колеса, что позволяет регулировать давление конденсации хладагента.

Холодильный контур кондиционера заправлен необходимым количеством хладагента, поэтому при монтаже кондиционера необходимо выполнить только промежуточный контур.

Минимальная температура наружного воздуха определяется температурой замерзания и расходом гликолевой смеси в промежуточном контуре, и как правило, составляет минус 40ºС.

Основной недостаток двухконтурных систем прецизионного кондиционирования - снижение производительности по холоду за счёт введения промежуточного контура с использованием гликолевого раствора.

Кондиционеры с воздухоохладителями непосредственного испарения с водяными конденсаторами, охлаждаемыми гликолевой смесью
Кондиционеры с воздухоохладителями непосредственного испарения с водяными конденсаторами, охлаждаемыми гликолевой смесью

Кондиционеры с водяным воздухоохладителем

Этот тип агрегатов значительно проще по сравнению с агрегатами непосредственного испарения. По своей конструкции такие кондиционеры аналогичны вентиляторным доводчикам - fan - coils.

Работа кондиционеров предполагает наличие внешних источников холода - холодильного центра.

Водяной теплообменник с развитой поверхностью теплообмена обеспечивает высокую эффективность охлаждения воздуха. При этом встроенный трёхходовой клапан регулирует расход охлаждающей воды через теплообменник, что позволяет с большой точностью регулировать температуру воздуха в помещении.

Кондиционеры с водяным воздухоохладителем
Кондиционеры с водяным воздухоохладителем

Кондиционеры с двойным охлаждением

В кондиционерах с двойной системой охлаждение воздуха может выполняться:

  • В специальном теплообменнике, через который пропускается «захоложенная» вода от чиллера.

Регулирование температуры воздуха на выходе из кондиционера производится изменением расхода охлаждённой воды через теплообменник с помощью трёхходового клапана.

  • В испарителе холодильного контура с конденсатором воздушного охлаждения либо с конденсатором водяного охлаждения..

Кондиционеры такого типа используются в тех случаях, когда подача холодной от чиллера или системы водоснабжения может производиться с перебоями.

Микропроцессор автоматически включает холодильный контур при полном или частичном прекращении воды (в ночное время, в зимний период, в результате аварии и т.д.).

Две системы охлаждения различного типа, объединённые в одном кондиционере, дают возможность наиболее эффективно использовать оборудование, и гарантирует его высокую надёжность.

Кондиционеры с двойным охлаждением
Кондиционеры с двойным охлаждением

Гидравлическая обвязка холодильных машин с воздушным охлаждением конденсаторов

Основные правила стандартной обвязки гидравлических контуров холодильных машин:

  • Запорная арматура на входе и выходе из испарителей позволяет отсекать холодильные машины от общего гидравлического контура;
  • Перед испарителями необходимо поставить жидкостной сетчатый фильтр;
  • На выходе из испарителей необходимо предусмотреть реле протока;
  • При наличии нескольких циркуляционных колец в системе необходимо предусмотреть регулирующую арматуру в каждом циркуляционном кольце. Подбор регулирующей арматуры определяется расчётом;
  • Напор циркуляционных насосов необходимо принимать с коэффициентом запаса не неучтённые гидравлические сопротивления;
  • Для проведения технических работ и промывки гидравлического контура необходимо предусмотреть перед холодильными машинами байпасные трубопроводы с запорной арматурой;
  • Предусмотреть систему для заполнения и подпитки жидкостью основной системы;
  • Для закрытой системы холодоснабжения предусмотреть мембранный расширительный бак.

Полезный объём мембранного расширительного бака определить расчётом.

  • При необходимости установить буферный (аккумулирующий) бак. Ёмкость бака определить расчётом.
  • Перед испарителями необходимо поставить жидкостной сетчатый фильтр;
  • Установку термометров предусмотреть у входа и выхода из теплообменников;
  • установка манометров необходима у входа и выхода из теплообменников, до и после циркуляционных насосов, до и после фильтра жидкостного.
Одноконтурная принципиальная схема холодильного центра с моноблочными холодильными машинами наружного исполнения
Одноконтурная принципиальная схема холодильного центра с моноблочными холодильными машинами наружного исполнения
Одноконтурная принципиальная схема холодильного центра с моноблочными холодильными машинами внутреннего исполнения
Одноконтурная принципиальная схема холодильного центра с моноблочными холодильными машинами внутреннего исполнения
Одноконтурная принципиальная схема холодильного центра с холодильными машинами внутреннего исполнения и выносными конденсаторными блоками
Одноконтурная принципиальная схема холодильного центра с холодильными машинами внутреннего исполнения и выносными конденсаторными блоками
Двухконтурная принципиальная схема холодильного центра с моноблочными холодильными машинами наружного исполнения с режимом ”свободного холода”
Двухконтурная принципиальная схема холодильного центра с моноблочными холодильными машинами наружного исполнения с режимом ”свободного холода”
Двухконтурная принципиальная схема холодильного центра с моноблочными холодильными машинами наружного исполнения с сухими охладителями
Двухконтурная принципиальная схема холодильного центра с моноблочными холодильными машинами наружного исполнения с сухими охладителями
Типология холодильных машин по конструктивному исполнению конденсатора
Типология холодильных машин по конструктивному исполнению конденсатора