Система охлаждения Free-cooling (cвободное охлаждение)

В промышленности существуют самые различные системы охлаждения, которые необходимы для обеспечения технологических процессов.  Наибольшее распространение имеют системы охлаждения осуществляющие охлаждение жидкостей.Системы охлаждения жидкостей можно разделить на три основных класса по температуре жидкости циркулирующей в контуре.

 

Низкотемпературные системы охлаждения.

Охлаждающая жидкость в системе имеет температуру ниже среднегодовой температуры окружающего воздуха.

Для охлаждения циркулирующей жидкости применяются установки на безе холодильного контура (чиллеры).

Температура жидкости в таких системах  ниже +15С.

Отрицательной особенностью низкотемпературных систем охлаждения на безе чиллеров есть  их высокая стоимость,  относительно низкая надежность и высокие энергозатраты  на получение холода. Но если Вам необходима температура жидкости ниже температуры окружающего воздуха, то получить ее можно только с помощью чиллера и соответственно применение таких систем оправданно, несмотря на все недостатки.

 

Высокотемпературные системы охлаждения.

Охлаждающая жидкость в системе имеет температуру выше среднегодовой температуры окружающего воздуха.

Для охлаждения циркулирующей жидкости применяются градирни сухого или испарительного типа.

Температура жидкости в таких системах выше +25С.

Отрицательной особенностью высокотемпературных систем охлаждения на безе градирен есть их ограниченный диапазон применения связанный с невозможностью получения низких температур в летний период времени.

Положительными особенности таких систем есть их низкая стоимость, высокая надежность, легкая управляемость, низкие энергозатраты  на получение холода.

 

Среднетемпературные системы охлаждения.

Охлаждающая жидкость в системе имеет температуру близкую к среднегодовой  температуре окружающего воздуха.

Температура жидкости в таких системах находятся в диапазоне +5 … +25С.

Среднетемпературные системы длительный период времени являлись «головной болью» предприятий, для которых важны низкие энергозатраты при получение холода.В 99% на территории Украины для получения холода круглый год  используют чиллеры. Такое решение не очень выгодно с точки зрения эффективности.

Дело в том, что в холодное время года нужную температуру охлаждающей жидкости можно получить при помощи не дорогих и эффективных градирен.

Получается, что оптимальным с точки зрения энергоэффективности  решением есть применение летом чиллера (когда градирни не могут обеспечить требуемую температуру), а зимой градирни.

 

Free-cooling (свободное охлаждение).

Комбинированные системы,  объединяющие в себе градирню и чиллер, существуют  и называются «Free-cooling» (Free-cooling  переводится, как свободное охлаждение). Такие системы выпускаются уже более 40 лет, имеют большую популярность и очень распространены в Европе, благодаря высокой эффективности.

Для  среднетемпературных систем охлаждения Free-cooling являются оптимальным по энергоэффективности решением.

 

 

                  

 

  

Рис.1 Принципиальная схема системы Free-cooling.

Т1 – температура жидкости на входе во Free-cooling

Т2 – температура жидкости после градирни, на выходе из системы Free-cooling

Т3 – температура жидкости после чиллера

Та – темпреатура окружающей среды

М – 3-х ходовой клапан

 

 

Описание работы системы  Free-cooling.

 

Режим работы Зима (Та < Т1 и Т3).

Мощности градирни достаточно для обеспечения необходимой температуры жидкости. Градирня работает. Чиллер выключен.

3-х ходовой клапан «М» соединяет трубопроводы 1-3, трубопровод 2 перекрыт.

Жидкость с температурой Т1 по трубопроводу «1» поступает в  градирню, охлаждается до температуры Т2=Т3, проходит через клапан «М», по трубопроводу «3» подается  на выключенный чиллер и уходит к потребителю.

 

Режим работы Осень/весна (Т1 > Та > Т3).

Мощности градирни не достаточно для обеспечения необходимой температуры жидкости. Градирня включена -  предварительно охлаждает жидкость. Чиллер выключен – доохлаждает жидкость после градирни до требуемой температуры.

3-х ходовой клапан «М» соединяет трубопроводы 1-3, трубопровод 2 перекрыт.

Жидкость с температурой Т1 по трубопроводу «1» поступает в  градирню, охлаждается до температуры Т2, проходит через клапан «М», по трубопроводу «3» подается  на чиллер, доохлаждается до температуры Т3 и уходит к потребителю.

 

Режим работы Лето (Та >  Т1 и Т3).

Градирня выключена. Чиллер выключен.

3-х ходовой клапан «М» соединяет трубопроводы 2-3, трубопровод 1 перекрыт.

Жидкость с температурой Т1 по трубопроводу «2» в обход градирни (Т2=Т1) поступает на клапан «М», по трубопроводу «3» подается  на чиллер, охлаждается до температуры Т3 и уходит к потребителю.

 

Энергосбережение на базе систем Free-cooling.

Ниже приведен график зависимости потребляемой мощности среднетемпературной системы охлаждения от температуры окружающей среды. 

 

                 

Система Free-cooling позволяет экономить до 80% электрической мощности в зимний период времени и до 50%  осенью/весной. 

 

 

Преимущества и недостатки системы Free-cooling.

Основной недостаток системы Free-cooling заключается в достаточно высокой стоимости. Преимущество в получаемом энергосбережении.

Как показывает практика, период окупаемости систем Free-cooling не превышает 1,5 – 2 года.  

 

P.S. Компания ООО «Энергетические системы» является эксклюзивным представителем производителя чиллеров МТА (Италия) на территории Украины.

 

В модельном ряду МТА имеются две линейки чиллеров оборудованных системой  Free-cooling: ARIES free-cooling (65 – 226 кВт) и PHEONIX free-cooling (170 – 449 кВт).

 

Более подробную информацию по чиллерам МТА можно посмотреть у нас на сайте или узнать  у технической службы ООО «Энергетические системы».

Перейти в список статей