Особенности применения чиллеров на базе винтовых и спиральных компрессоров

0
337

В
настоящее время на рынке чиллеров идет негласная конкуренция между
многокомпрессорными (6-12 шт) чиллерами на базе компрессоров SCROLL и
чиллерами на базе винтовых компрессоров (1-3 шт).


В этой статье мы хотим
рассмотреть аспект энергетической эффективности этих машин в различных условиях
и на разных объектах на примере оборудования компании CLIVET, которая имеет в
своей гамме продукции оба этих типа чиллеров.


Вместе с тем,
затрагивать аспекты надежности, долговечности, ремонтопригодности мы здесь не
будем – это тема для отдельной статьи.


Компания CLIVET
выпускает чиллеры, а также тепловые насосы серии SPIN CHILLER WSAT/N-SC. Каждый
контур циркуляции хладагента чиллера включает в себя несколько герметичных
спиральных компрессоров, которые реализуют ступенчатое регулирование
производительности. Такие системы имеют низкое потребление электроэнергии при
неполных нагрузках.


В то же время компания
CLIVET выпускает чиллеры для охлаждения серии WDAT-3. Каждый контур циркуляции
хладагента построен на базе полугерметичных винтовых компрессоров, в которых
реализуется плавное регулирование производительности. Чиллеры предназначены для
работы на фреоне R-134a и имеют низкое потребление электроэнергии при полной
тепловой нагрузке.


























Производительность чиллера

100%
75%


50%


25%

EMPE

PE% (время работы
чиллера)

10


30


40


20


Температура
теплоносителя на входе в испаритель

12


10,7


9,5


8,3


Температура
внешнего воздуха

35


31,3


27,5


23,8

Представление о том,
какое же решение является наиболее целесообразным для конкретного объекта, дает
индекс энергоэффективности чиллера. Существуют две методики его расчета:
EMPE, разработанная итальянской ассоциацией AICARR, применяемая на
европейском рынке климатического оборудования, и IPLV, которая
разработана в соответствии со стандартом 550/590-98, действующим в США для
климатического оборудования и применяется на рынке США. Отличие двух индексов в
разном представлении энергоэффективности при частичных нагрузках для различных
условий эксплуатации.


В соответствии с
исследованиями ассоциации AICARR, проведенными для стран Восточной и Центральной
Европы, были приведены усредненные условия эксплуатации оборудования в течение
года.


Было установлено, что в
течение года в среднем всего лишь 10% времени чиллер работает с полной тепловой
нагрузкой при температуре внешнего воздуха 350С; 30% времени – с
тепловой нагрузкой в 75% при температуре внешнего воздуха 310С и 40%
времени с производительностью 50% при температуре внешнего воздуха
270С. А 20% времени чиллер работает с тепловой нагрузкой 25% при
температуре наружного воздуха 23,80С.

































EMPE чиллера на базе герметичных спиральных компрессоров 3,83
EMPE чиллера на базе полугерметичных винтовых компрессоров 3,77
 
Чиллер на
базе герметичных спиральных компрессоров, на фреоне R-22,
R-407

Чиллер на
базе полугерметичных винтовых компрессоров

Производительность
[кВт]

869,64

3,8%

830,25

EER при 100%
производительности

2,78

-10,7%

3,11

EER при 75%
производительности

3,45

-1,4%

3,5

EER при 50%
производительности

4,03

4,10%

3,87

EER при 25%
производительности

4,55

5,8%

4,3

EMPE

3,83

1,6%

3,77
Таблица 1
Измерения
проводились при постоянном расходе жидкости и температуре жидкости на выходе из
испарителя 70С, поэтому температура жидкости на входе в испаритель
изменяется (см. таблицу 1).


В
соответствии со стандартом 550/590-98, условия измерения и временные интервалы
другие, как показано в таблице 2.


Чтобы упростить
сравнение, мы взяли два чиллера с одинаковыми поверхностями теплообмена и
количеством рядов теплообменника конденсатора, а также одинаковым расходом
воздуха через конденсатор. Чиллер на базе полугерметичных винтовых компрессоров
укомплектован встроенным контуром экономайзера и кожухо-трубным испарителем.
Чиллер на основе спиральных компрессоров имеет пластинчатый испаритель.
Производительность чиллеров при 100% нагрузке, при температуре входящей и
выходящей воды 7-120С равна 850 КВт.


   


























Производительность
чиллера

100%

75%

50%

25%

IPLV

PE% (время работы
чиллера)

1

42

45

12

Температура
теплоносителя на входе в испаритель

11,7

10,5

9,2

8

Температура
внешнего воздуха

35

26,7

18,3

12,8

Энергоэффективность
чиллеров рассчитана в соответствии с температурными режимами
эксплуатации.


Значение коэффициентов
EMPE и IPLV для чиллеров на базе винтовых и спиральных компрессоров было
рассчитано, исходя из соотношения времени, в течение которого чиллер
эксплуатируется с определенными значениями тепловой
нагрузки.


Из приведенных графиков
видно, что если тепловая нагрузка на объекте изменяется от 0 до 100%, то
наибольшей эффективностью и наименьшим энергопотреблением будут обладать чиллеры
на базе герметичных спиральных компрессоров. Если же тепловая нагрузка на
объекте меняется в пределах 60-100%, наибольшую эффективность будут
демонстрировать чиллеры с полугерметичными винтовыми
компрессорами.


Большую
роль играет также и система управления чиллера. Появление новых систем
управления, в частности систем управления семейства CLIVET TALK, регулирующих
температуру жидкости на выходе, "интеллектуальное" включение или отключение
очередного компрессора позволило значительно сократить необходимый объем
жидкости в системе и значительно сократить количество пусков компрессоров.


































IPLV чиллера на базе герметичных
спиральных компрессоров 4,66
IPLV чиллера на базе полугерметичных
винтовых компрессоров 4,61
 

Чиллер на
базе герметичных спиральных компрессоров, на фреоне R-22
R-407

Чиллер на
базе полугерметичных винтовых компрессоров

Производительность
[кВт]

861,47

3,8%

830,25

EER при 100%
производительности

2,76

-10,7%

3,09

EER при 75%
производительности

3,86

-2,5%

3,96

EER при 50%
производительности

5,09

2,4%

4,97

EER при 25%
производительности

6,02

6,5%

5,65

EMPE

4,66

1,10%

4,61


Следует отметить, что в
настоящее время эта система управления устанавливается не только традиционно на
SPIN-чиллерах и ELFO-чиллерах, но и стала применяться на чиллерах с винтовыми
компрессорами, повышая его эффективность при переменных
нагрузках.


Поэтому, если
SPIN-чиллеры в условиях переменной нагрузки обеспечивают экономию энергии до
38%, то чиллеры с винтовыми компрессорами обеспечивают экономию до
30%.


Мы надеемся, что эта
информация, в условиях повышающихся требований к экономии энергии, поможет
специалистам сделать правильный выбор при проектировании различных
объектов.

Статья предоставлена
компанией "Евроклимат"

Предыдущая статьяМодельный ряд DANTEX: от «мобильника» до VRF
Следующая статьяКомплексное применение теплонасосных установок

Решение года