Chłodzony wodą agregat śrubowy Producenci

Projekt układu wodnego skraplacza: wymiary wieży chłodniczej i wymagania dotyczące jakości wody

Chłodzony wodą agregat śrubowy nie odprowadza ciepła do otaczającego powietrza — przekazuje ciepło skraplacza do obiegu wody, która następnie rozprasza je przez zewnętrzną wieżę chłodniczą. To oddzielenie odprowadzania ciepła od samego agregatu chłodniczego zapewnia systemom chłodzonym wodą przewagę w zakresie wydajności, ale oznacza również, że wieża chłodnicza i obieg wody skraplacza muszą być zaprojektowane równie starannie, jak sam agregat chłodniczy.

Dobór wieży chłodniczej opiera się na całkowitym odrzuceniu ciepła przez agregat chłodniczy, co równa się wydajności chłodniczej plus mocy wejściowej sprężarki. W przypadku agregatu chłodniczego o mocy 500 kW i współczynniku COP wynoszącym 6,0 całkowite oddawanie ciepła osiąga w przybliżeniu 583 kW — wieża musi obsłużyć całe obciążenie, a nie tylko moc chłodniczą wynoszącą 500 kW. Niewymiarowe wieże podnoszą temperaturę wody zasilającej skraplacz, co zwiększa ciśnienie skraplania i pogarsza wydajność lub powoduje wyłączenia przy wysokim ciśnieniu.

Jakość wody jest drugą krytyczną zmienną. Obiegi wody skraplacza są otwarte na atmosferę w wieży chłodniczej, co czyni je podatnymi na osadzanie się kamienia, osadzanie się zanieczyszczeń biologicznych i korozję. Standardowe programy uzdatniania wody monitorują przewodność, pH (zwykle utrzymywane na poziomie 7,0–8,5), całkowitą zawartość rozpuszczonych substancji stałych i aktywność biologiczną. Zobacz systemy nieleczone degradacja wymiany ciepła o 10–25% w ciągu jednego sezonu operacyjnego z powodu osadzania się kamienia na powierzchni rur skraplacza. Firma Shanghai Soouney Refrigeration Equipment Co., Ltd. zaleca stosowanie w skraplaczach rur wzmocnionych stopem miedzi do projektów realizowanych w regionach o twardej wodzie lub wysokiej zawartości minerałów.

COP, IPLV i sposób faktycznego pomiaru wskaźników efektywności

Dane dotyczące wydajności agregatów śrubowych chłodzonych wodą są publikowane w dwóch postaciach: COP przy pełnym obciążeniu i wartość zintegrowanego obciążenia częściowego (IPLV). Zrozumienie obu jest niezbędne, aby uczciwie porównać specyfikacje sprzętu.

COP przy pełnym obciążeniu mierzona jest w standardowych warunkach ARI/ISO — zazwyczaj temperatura wody lodowej na zasilaniu wynosi 7°C, temperatura na powrocie 12°C i temperatura na wlocie wody do skraplacza 30°C. Wysokiej jakości agregaty chłodnicze śrubowe chłodzone wodą osiągają w tych warunkach współczynnik COP przy pełnym obciążeniu na poziomie 5,5–7,0. Liczba ta odzwierciedla szczytową wydajność sprężarki, ale nie odzwierciedla rzeczywistych warunków pracy, ponieważ większość agregatów chłodniczych spędza większość czasu pracy przy obciążeniu 40–80%.

IPLV waży wydajność w czterech punktach obciążenia (100%, 75%, 50%, 25%) przy użyciu wzoru stałego ważenia, który jest przybliżony do typowego rocznego rozkładu obciążenia. Wartości IPLV są prawie zawsze wyższe niż COP przy pełnym obciążeniu, ponieważ agregaty chłodnicze śrubowe z modulacją zaworu suwakowego są bardziej wydajne przy częściowym obciążeniu niż przy pełnym obciążeniu. Jednostka o współczynniku COP przy pełnym obciążeniu wynoszącym 5,8 może mieć IPLV wynoszący 7,2 lub wyższy.

Praktyczne implikacje: w przypadku obiektów o zmiennym obciążeniu – budynków komercyjnych, centrów danych ze zmiennym obciążeniem IT, produkcji wsadowej – IPLV jest bardziej znaczącym miernikiem zakupów. W przypadku ciągłych procesów przemysłowych przy pełnym obciążeniu, COP przy pełnym obciążeniu ma pierwszeństwo. Nasz chłodzony wodą agregat śrubowy specyfikacje obejmują obie wartości w pełnym zakresie wydajności, co pozwala na dokładne porównanie kosztów cyklu życia.

Konfiguracja parownika: konstrukcja płaszczowo-rurowa a konstrukcja ze opadającą warstwą

Parownik to miejsce, w którym schłodzona woda oddaje ciepło czynnikowi chłodniczemu, a jego wewnętrzna geometria ma bezpośredni wpływ na efektywność wymiany ciepła i wymagania dotyczące ładunku czynnika chłodniczego. W nowoczesnych chillerach śrubowych chłodzonych wodą stosowane są dwie konfiguracje: zalany płaszczowo-rurowy i opadający film.

Zalane parowniki płaszczowo-rurowe zanurzyć rury z wodą lodową w ciekłym czynniku chłodniczym. Są wytrzymałe, tolerancyjne na zmienne warunki obciążenia i łatwe w utrzymaniu, co czyni je dominującym wyborem w zastosowaniach związanych z chłodzeniem przemysłowym i procesowym, gdzie głównym wymaganiem jest niezawodność. Ilość czynnika chłodniczego jest stosunkowo wysoka i istnieje praktyczna dolna granica temperatury dostarczanej wody lodowej, zwykle 4–5°C, zanim ryzyko zamarznięcia stanie się problemem.

Wyparki z opadającym filmem rozprowadzać czynnik chłodniczy w postaci cienkiej warstwy na zewnątrz poziomych rurek, zamiast je zalewać. Zmniejsza to ilość czynnika chłodniczego o 30–50%, poprawia współczynniki przenikania ciepła przy niskich różnicach temperatur i zmniejsza ryzyko migracji czynnika chłodniczego w okresach poza cyklem. Są bardziej wrażliwe na zmiany obciążenia i wymagają precyzyjnego rozprowadzania cieczy, ale coraz częściej są stosowane w wysokowydajnych odśrodkowych i wielkotonażowych konstrukcjach agregatów śrubowych, w których czynnikiem decydującym są koszty czynnika chłodniczego i przepisy dotyczące redukcji jego ilości.

Dla większości nabywców przemysłowych wybierających a chłodzony wodą agregat śrubowy w zakresie 200–2 000 kW zalany płaszczowo-rurowy pozostaje praktycznym rozwiązaniem domyślnym. Zespół inżynierów Soouney może doradzić w sprawie konfiguracji parownika w oparciu o wymagania dotyczące temperatury procesu, profil obciążenia i typ czynnika chłodniczego.

Konfiguracje agregatów chłodniczych równoległych i szeregowych dla dużych instalacji

W dużych obiektach rzadko używa się jednego agregatu chłodniczego. Instalacje agregatów chłodniczych składające się z wielu jednostek oferują redundancję, stopniowaną wydajność i możliwość optymalizacji wydajności poprzez pracę mniejszej liczby maszyn przy wyższych indywidualnych punktach obciążenia w okresach pozaszczytowych. Chłodzone wodą agregaty chłodnicze śrubowe są rutynowo stosowane w konfiguracjach równoległych lub szeregowych, każda z odrębną logiką działania.

Konfiguracja równoległa to podejście standardowe: wiele agregatów chłodniczych ma wspólne kolektory wody lodowej i wody skraplacza, z których każdy wytwarza tę samą temperaturę zasilania. Obciążenie jest rozdzielane poprzez włączanie i wyłączanie jednostek stopniowych lub poprzez dostosowywanie mocy poszczególnych agregatów chłodniczych. Główną strategią efektywności jest unikanie jednoczesnej pracy wszystkich jednostek przy niskim obciążeniu częściowym — prawie zawsze bardziej efektywne jest działanie dwóch agregatów chłodniczych na 70% niż czterech na 35%.

Konfiguracja przeciwprądu szeregowego etapuje agregaty chłodnicze w taki sposób, że schłodzona woda przepływa przez pierwszy agregat chłodniczy o wyższej temperaturze powrotu, a następnie drugi agregat chłodniczy w celu osiągnięcia końcowej wartości zadanej zasilania. Dzięki temu każdy agregat chłodniczy może pracować przy korzystniejszym wzroście — agregat wysokostopniowy pracuje z mniejszą różnicą temperatur, co poprawia jego współczynnik COP. Konfiguracje szeregowe są najbardziej korzystne w przypadku niskich temperatur zasilania wodą lodową (4°C lub mniej) i dużych różnic temperatur (8–12°C delta-T), gdzie pojedynczy agregat chłodniczy działałby przy wysokim wzroście sprężarki.

Logika sekwencjonowania instalacji – który agregat chłodniczy prowadzi, przy jakim progu obciążenia włączają się dodatkowe jednostki i w jaki sposób zarządzany jest przepływ wody w skraplaczu pomiędzy maszynami – jest równie ważna jak wybór sprzętu. Instalacje o złej kolejności z prawidłowo dobranymi agregatami chłodniczymi rutynowo zużywają 15–25% więcej energii niż optymalnie kontrolowane odpowiedniki. Dzięki prawie 20-letniemu doświadczeniu w realizacji projektów zagranicznych firma Shanghai Soouney wspiera klientów w projektowaniu konfiguracji instalacji, a nie tylko w dostawach sprzętu.