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.
|
||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||
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 | |||
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.
 |
||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||
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"
