Фрикулинг в Москве и области под ключ

Фрикулинг или свободное охлаждение – это технология забора тепла за счет разницы температуры с наружным воздухом без применения оборудования, потребляющего значительное количество электроэнергии.

Данный способ охлаждения эффективен, когда температура воздуха снаружи ниже, чем в чиллере, что, как правило, возможно в холодное время года. Тем не менее, при разумном использовании фрикулинга в умеренном климате, можно до 80% уменьшить потребление электроэнергии зимой, и до 50 % в межсезонье.

Использование чиллера с драйкулером позволяет эффективно охлаждать с помощью наружного воздуха и в теплое время года для предварительного охлаждения хладоносителя с температурой 60-70°С до 30-50°С.

Если взять систему кондиционирования, то чиллер с фрикулингом может работать в следующих режимах:

• Механическое охлаждение хладоносителя, воды или раствора гликоля, поступающего из фанкойла с помощью парокомпрессионной установки чиллера.
• Частичный фрикулинг. Драйкулер обеспечивает дополнительное охлаждение при температуре наружного воздуха от 8 до 18°С.
• Полное охлаждение при температуре уличного воздуха менее 8°С.

Рассмотрим более подробно фрикулинг - принцип работы, описание и схему подачи жидкости. При использовании совместно с чиллером используется следующая схема:

• Если температура внешней среды выше хладоносителя, то система работает стандартно – подача компрессором фреона и охлаждение в испарителе холодильного контура агрегата.
• При температуре наружного воздуха ниже, чем у воды или гликоля, раствор хладоносителя направляется в систему фрикулинга для обдува.
• Конструктивно сухая градирня располагается рядом с конденсатором и для обдува используются те же вентиляторы.
• Чиллер с фрикулингом отличается от обычной схемы только развязкой трубопроводов контура, наличием ещё одного теплообменника и более сложным алгоритмом работы блока управления.
• Данный вариант увеличивает и надежность системы, например, можно использовать фрикулинг при поломке чиллера.

Основные преимущества:

1. Встроенная система управления, автоматически переключающая на контур фрикулинга при соответствии требованиям по температуре наружного воздуха.
2. Снижение потребления энергии до 80% в зимнее время и, соответственно, расходов на эксплуатацию.
3. Уменьшение износа холодильного оборудования благодаря частичному или полному взятию на себя его функций фрикулингом.
4. Возможность дополнения любой водоохлаждаемой установки.
5. Быстрая окупаемость оборудования для фрикулинга и его монтажа благодаря значительному снижению эксплуатационных затрат.

Недостатки:

• Зависимость эффективности фрикулинга от климатических условий.
• Необходимость дополнительных затрат, что компенсируется быстрой окупаемостью.
• Потребность в дополнительном месте для размещения установки фрикулинга.

Чиллер с системой фрикулинга.
Чиллеры с функцией фрикулинга представляют собой холодильные машины, оснащённые дополнительным теплообменником – теплообменником для охлаждения холодоносителя за счёт наружного воздуха.

Алгоритм работы таких чиллеров следующий. Если наружная температура выше заданной температуры холодоносителя, то агрегат работает по стандартной схеме – холодоноситель охлаждается в испарителе холодильного контура, встроенного в чиллер. Если же температура уличного воздуха ниже заданной температуры холодоносителя, то последний направляется не в испаритель, а в тот самый дополнительный теплообменник, где охлаждается за счёт обдува наружным воздухом.

Конструктивно дополнительный теплообменник установлен рядом с конденсатором и обдувается теми же вентиляторами, которыми обдувается конденсатор. Таким образом, чиллеры с фрикулингом отличаются от обычных лишь наличием трубной развязки, дополнительного теплообменника и адаптацией алгоритма работы контроллера.

Эту же схему можно реализовать и при помощи обычного чиллера и драйкулера (сухой градирни). В этом случае холодоноситель летом должен направляться для охлаждения в чиллер, а в межсезонье и зимой – в драйкулер.

Такая конфигурация отличается повышенной надёжностью: например, если чиллер вышел из строя, то охлаждение продолжится за счет драйкулера. Однако она более сложна в реализации: трубную развязку, арматуру и алгоритмы автоматизации придётся разрабатывать самостоятельно.

Прямой фрикулинг.
В системах, оснащенных градирнями, конденсатор охлаждается с помощью воды. Чаще всего для этих целей используется конденсатор кожухотрубного типа.

Охлаждающий пар, проходящий снаружи труб, охлаждается и конденсируется с помощью воды, циркулирующей внутри труб. На данном этапе охлаждение воды осуществляется с помощью градирен. Это происходит, когда чиллер работает в условиях высоких температур окружающего воздуха.

Однако, при понижении температуры окружающего воздуха ниже температуры воды, используемой в системах охлаждения, нет необходимости в эксплуатации оборудования охлаждающей группы. В этом случае, в системах прямого охлаждения, вода направляется из градирни в обход чиллера напрямую в систему охлаждения.

Основным преимуществом данной системы при работе градирен в открытом цикле является то, что требуемая температура охлаждающей воды близка к температуре окружающего воздуха. При этом максимальная выгода может быть получена от использования технологии естественного охлаждения.

Однако, серьезным недостатком является загрязнение контура холодной воды, вызванное сравнительно грязной водой конденсатора. Несмотря на попытки использовать различные технологии для ее очистки, такие как, например, фильтрование, применение данных систем в последнее время становится все более непопулярным. Данная проблема может быть устранена путем использования градирен, работающих в закрытом цикле, в составе системы непрямого охлаждения или драйкулеров (сухих градирен).

Применением режима прямого фрикулинга обеспечивается очень высокая энергоэффективность работы оборудования. Однако важно предусмотреть следующий момент: температура воздуха, который поступает в помещение напрямую, должна быть определенной. От также должен быть достаточно чистым. Это ведет к необходимости установки дополнительных устройств, очищающих воздух.

Косвенное свободное охлаждение с увлажнением.
Суть косвенного фрикулинга – охлаждение внутреннего воздуха за счёт наружного. Этот процесс осуществляется в специальных воздухо-воздушных теплообменниках.

Очевидно, что для работы теплообменника в нём должна поддерживаться разница тепловых потенциалов – разница между температурами двух сред. Таким образом, косвенный фрикулинг может работать только тогда, когда температура наружного воздуха на несколько градусов ниже температуры подаваемого охлажденного воздуха. Это означает, что длительность работы такого режима свободного охлаждения должна быть короче, нежели у прямого фрикулинга. Однако это не всегда так.

Дело в том, что установки косвенного фрикулинга можно оптимизировать – внедрить секцию адиабатного (распылительного) увлажнения наружного воздуха. В такой секции воздух будет не только увлажняться, но и охлаждаться, что будет равносильно более низкой наружной температуре, чем есть на самом деле. Применение адиабатных увлажнителей позволяет значительно расширить границы применения косвенного фрикулинга, особенно для жарких сухих регионов.

Воздухо-воздушный теплообменник, входящий в состав агрегатов косвенного фрикулинга, часто выполняется в виде медленно вращающегося ротора большого диаметра. Подобно роторному теплоутилизатору (рекуператору), холод наружного воздуха в нем передаётся внутреннему, что и обеспечивает работу всей установки.

Свободное охлаждение применяется в различных сферах деятельности, практически везде, где может быть использован чиллер или другие холодильные агрегаты. Фрикулинг применяется:

• При кондиционировании производственных и коммерческих помещений – цехов, магазинов, складов и др.
• Для охлаждения серверных. В частности, прецизионные кондиционеры с фрикулингом показали отличные результаты при работе в дата-центрах Selectel.
• При охлаждении жидкости в процессе производства соков, пива, минеральной воды и напитков.
• Фрикулинг в пищевой промышленности при производстве и переработке мяса, молока и других продуктов.
• В энергетической отрасли и многих других сферах деятельности.