Фрикулинг (free cooling) ПИФАГОР

Фрикулинг (free cooling)

 

Рост тарифов на электроэнергию, увеличение дефицита энергомощ­ностей заставляет инвесторов внед­рять в различных производствен­ных сферах энергосберегающие технологии. Очень эффективным мероприятием с точки зрения со­кращения расходов электроэнергии и увеличения ресурса работы холо­дильного оборудования является использование естественного холо­да. Климат России позволяет широ­ко внедрять технологии охлажде­ния с применением естественного холода в различных производствах почти на всей ее территории.  
На се­годняшний день такие технологии получили наибольшее распростра­нение в технологическом конди­ционировании воздуха, молочной промышленности, при производс­тве макаронных изделий, соков, газированных напитков, вин, в хи­мической промышленности и при производстве различных изделий из пластмасс. При этом в большей части из них охлаждение воздуха в производственных помещениях, материалов или продукта происхо­дит при помощи жидкого хладоно­сителя — воды или водных раство­ров различных антифризов.  
    
Таким образом, основной задачей на та­ких производствах является ох­лаждение жидкого хладоносителя (до заданной температуры) при по­мощи холодильной установки или наружного воздуха. Во всех случаях (за исключением охлаждения воды в градирнях открытого типа) для целей охлаждения хладоносителя при помощи наружного воздуха ис­пользуются оребренные воздушные теплообменники, так называемые сухие    охладители.     
    freekool.png
   
   
Современные технологии изготовления таких теплообменников позволяют обес­печить эффективное охлаждение жидких хладоносителей при темпе­ратурном напоре между охлаждаю­щим воздухом и жидкостью, вхо­дящей в теплообменник при 5-7 С. Исходя из этого, можно подсчитать время эффективного использования естественного холода для различных производств, располо­женных в той или иной климати­ческой зоне. Для этого необходимо знать температуру хладоносителя, используемого в технологическом процессе, и среднегодовой график изменения температур в данной местности.  
Так как практически на всех про­изводствах охлаждение требуется круглый год и при этом темпера­тура хладоносителя, как правило, ниже температуры окружающего воздуха в теплый период года, то возможно применение только ком­бинированных схем машинного и естественного охлаждения.  
   
   
Современные машиностроитель­ные технологии позволяют изго­тавливать блочные компрессорные водоохлаждающие установки со встроенной системой естественно­го охлаждения. В таких установках, как правило, батареи воздушных конденсаторов и батареи сухих ох­ладителей имеют общее алюмини­евое оребрение, что обеспечивает компактность этих установок, а со­ответственно, удобство транспор­тировки и размещения на объекте.  
   
   
При температуре окружающего воздуха выше температуры охлаж­даемой жидкости поток этой жид­кости через трехходовой клапан поступает в испаритель холодиль­ной установки, где охлаждается до заданной температуры.  
Если температура окружающе­го воздуха опускается ниже тем­пературы охлаждаемой жидкости, поток этой жидкости через треххо­довой клапан поступает в батарею сухого охладителя, где охлаждается потоком воздуха. При этом темпе­ратура охлаждаемой жидкости не достигает заданных значений. Да­лее поток этой жидкости направ­ляется в испаритель холодильной установки, где охлаждается до за­данного значения температуры, Хо­лодильная установка в этом случае работает не на полную мощность, которая будет снижаться по мере понижения температуры окружаю­щего воздуха температуры окружающего возду­ха для поддержания заданной температуры охлаждаемой жидкости будет уменьшаться поток воздуха через батарею сухого охладителя.  
   
   
   
При нижних значениях температу­ры окружающего воздуха и нулевом потоке воздуха через батарею сухого охладителя (выключенных венти­ляторах) температура охлаждаемой жидкости на выходе из батареи мо­жет быть ниже заданной. Модулиру­ющий трехходовой вентиль разде­ляет поток охлаждаемой жидкости и часть его направляет непосредс­твенно в испаритель, а часть — в ба­тарею сухого охладителя. Далее эти потоки смешиваются, и на выходе из машины температура жидкости до­стигнет заданного значения. Таким образом, обеспечивается надежная работоспособность установки принизких — вплоть до -40 С — темпера­турах окружающего воздуха.  
В режиме естественного охлажде­ния работают только вентиляторы, которые в блочных машинах ис­пользуются и для охлаждения воз­душного конденсатора. Потребля­емая мощность этих вентиляторов не превышает 10 % от потребляемой мощности водоохлаждающей уста­новки, работающей в режиме ма­шинного охлаждения. При низких температурах для поддержания за­данной температуры охлаждаемой жидкости уменьшается поток воз­духа через батарею охладителя либо за счет изменения частоты враще­ния вентиляторов, либо за счет от­ключения части вентиляторов.  
Потребляемая мощность при этом также будет снижаться.  
Несмотря на то, что, по сравне­нию с обычными компрессорными водоохлаждающими установками, стоимость блочных установок с функцией естественного охлажде­ния увеличивается на 20-25 %, их внедрение крайне выгодно, как с точки зрения экономии электро­энергии и окупаемости стоимости установки, так и с точки зрения уве­личения рабочего ресурса установ­ки, сокращения расходов на ремонт и замену изнашиваемых деталей.  
   
   
Срок окупаемости увеличения капитальных затрат в случае при­обретения водоохлаждающей ус­тановки с функцией естественного охлаждения (фрикулинга) можно рассчитать по формулам для каждого отдельного региона. Он может составлять от 1года до 3-х лет в зависимости от рабочих  температуры хладоносителя и климатических условий региона.  
   
Наибольший экономический эффект от применения систем фрикулинга достигается для охлаждения жидкостей  в интервалах с температур от 20 до 5 градусов Цельсия практически для всех регионов России.  
   
   
Бюро проектирования холода ПИФАГОР предлагает комплекс работ по устройству как новых систем с использованием естественного холода (фрикулинга), так и дооснащение действующих  систем охлаждения жидкости.