Выбор между чиллерами с воздушным и водяным охлаждением
Вашему предприятию необходим технологический охладитель холодопроизводительностью около 200 кВт. Один поставщик предлагает установку с воздушным охлаждением, которую можно разместить на открытой площадке снаружи здания. Другой предлагает чиллер с водяным охлаждением, градирней на крыше, водяным насосом конденсатора и соединительными трубопроводами. Цена с воздушным охлаждением ниже, а срок поставки короче. Поставщик водяного охлаждения утверждает, что более низкие температуры конденсации снизят потребление электроэнергии на протяжении всего времени работы машины. Оба аргумента могут быть действительными одновременно.
Практический вывод таков: чиллер с водяным охлаждением обычно оправдывает более высокую стоимость установки, если установка работает много часов в год, имеет надежный источник охлаждающей воды или уже эксплуатирует градирню. Чиллер с воздушным охлаждением лучше подходит, когда воды не хватает или она дорогая, когда чиллер работает только часть года или когда для проекта требуется автономная машина, которую можно быстро установить. В оставшейся части статьи объясняются физические различия этих правил и дается контрольный список для их применения на вашем сайте.
Как чиллер с воздушным охлаждением отводит тепло
Промышленный чиллер с воздушным охлаждением отводит тепло от конденсатора непосредственно в окружающий воздух. Конденсатор представляет собой ребристый змеевик, и один или несколько осевых вентиляторов протягивают окружающий воздух через ребра. Когда хладагент проходит через змеевик, он конденсируется и выделяет тепло в воздушный поток. Отброшенное тепло никогда не попадает в другую систему водоснабжения, поэтому здесь нет ни градирни, ни конденсаторного водяного насоса, ни контура водоочистки.
Важным ограничением конструкции является то, что давление конденсации отслеживает температуру окружающей среды по сухому термометру. Большинство производителей оценивают чиллеры с воздушным охлаждением при температуре окружающей среды 35°C. Когда температура на объекте достигает 40°C или выше, конденсатор работает интенсивнее, компрессор потребляет больше мощности, а холодопроизводительность испарителя падает. Машина по-прежнему работает, но ее эффективность падает именно тогда, когда объект больше всего нуждается в охлаждении.
Для растений, которые могут жить в таких отношениях, серия чиллеров с воздушным охлаждением предлагает простой способ добавить технологическое охлаждение без расширения механического помещения или добавления внешней инфраструктуры водоснабжения.
Производители промышленных водоохладителей с воздушным охлаждением на заказ, завод Shanghai Soouney - это китайский промышленный воздушный охладитель, производители промышленных охладителей с воздушным охлаждением, фабрика, мы предлагаем промышленный воздухоохладитель на заказ... Посмотреть продукт → Как чиллер с водяным охлаждением отводит тепло
Промышленный чиллер с водяным охлаждением отводит тепло в два этапа. Во-первых, хладагент отдает тепло внутри конденсатора с водяным охлаждением, обычно это кожухотрубный или паяный пластинчатый теплообменник. Охлаждающая вода уносит это тепло. Во-вторых, теплая вода перекачивается в градирню, где она распыляется на наполнитель и охлаждается путем испарения. Охлажденная вода возвращается в конденсатор и цикл повторяется.
Преимущество этой двухступенчатой схемы заключается в том, что температура конденсатора регулируется температурой по влажному термометру воздуха, поступающего в градирню, а не температурой по сухому термометру. Поскольку температура по влажному термометру почти всегда ниже, система с водяным охлаждением может работать при более низком давлении конденсации даже в середине лета. В типичной градирне с температурой подаваемой воды 30°C и обратной воды 35°C хладагент конденсируется при температуре около 40°C. В тот же день конденсатор с воздушным охлаждением может нагреваться на 5–10 К выше, и каждый кельвин дополнительной температуры конденсации увеличивает работу компрессора.
Поэтому модели чиллеров с водяным охлаждением подходят для предприятий, у которых уже есть градирня или которые хотят минимизировать потребление электроэнергии в течение длительного сезона эксплуатации.
Ключевые различия с первого взгляда
В таблице ниже практические различия сведены к элементам, которые обычно появляются при техническом сравнении перед покупкой. Значения являются типичными диапазонами, а не обещаниями для какой-либо конкретной машины, поскольку окончательные цифры зависят от типа компрессора, размера теплообменника, условий окружающей среды и стратегии управления.
| Параметр | Чиллер с воздушным охлаждением | Чиллер с водяным охлаждением |
|---|---|---|
| Конденсирующая среда | Окружающий воздух (по сухому термометру) | Вода градирни (мокрый термометр) |
| Температура конденсации | Выше и зависит от климата | Ниже и более стабильно |
| Энергоэффективность | Ниже, особенно при температуре окружающей среды выше 35°C. | Высшее; Типичное снижение мощности компрессора на 10–30 % |
| Потребление воды | Нет для отвода тепла | Подпиточная вода плюс химическая обработка |
| Объем установки | Отдельная упаковка, установленная на подставке | Чиллер плюс башня, насос и трубопроводы |
| Открытое пространство | Требуется свободный поток воздуха вокруг устройства. | Башня нуждается в открытом месте; занимаемая площадь чиллера может быть меньше |
| Фокус на техническое обслуживание | Очистка теплообменников и двигателей вентиляторов | Водоподготовка, наполнение башни, сепараторы |
| Шум | Шум вентилятора в месте расположения агрегата | Шум насоса и башни, можно обнаружить вдали |
| Лучше всего подходит | Сухие площадки, сезонное использование, простая установка | Постоянные нагрузки, жаркий климат, энергочувствительные установки |
Эффективность и эксплуатационные расходы: где водяное охлаждение получает все большее распространение
Почему температура конденсатора имеет значение
Эффективность охлаждения зависит от подъема давления между испарителем и конденсатором. Чем выше давление конденсации, тем больше работы должен совершить компрессор для достижения того же эффекта охлаждения. В жаркий полдень конденсатор с воздушным охлаждением может иметь температуру от 45 до 50°C, поскольку он должен отводить тепло в воздух, температура которого уже может быть 35°C или выше. Напротив, башня с водяным охлаждением может подавать воду температурой 30°C даже при температуре воздуха 35°C, поскольку испарение охлаждает воду ниже температуры по сухому термометру. В результате температура конденсации около 40°C снижает подъем давления и мощность компрессора.
Проще говоря: при одинаковой холодопроизводительности и одинаковых условиях испарителя хорошо спроектированный чиллер с водяным охлаждением обычно потребляет От 10 до 30 процентов меньше мощности чем аналогичная машина с воздушным охлаждением, причем большая экономия достигается в жарком климате и при высоких коэффициентах нагрузки.
Годовой энергетический расчет
Разница в эффективности становится заметной в годовом счете за электроэнергию. Рассмотрим чиллер мощностью 200 кВт, работающий 4000 часов в год при средней нагрузке 80 процентов. Если водяное охлаждение экономит 15 процентов мощности компрессора, экономия составит 200 × 0,8 × 4000 × 0,15 = 96 000 кВтч в год. При цене промышленной электроэнергии 0,12 доллара США/кВтч это более 11 000 долларов США в год. На многих станциях разница покрывает стоимость градирни и водяного насоса конденсатора в течение двух-четырех лет.
Если на объекте уже есть вышка от более старой системы, окупаемость еще короче. Если на объекте нет инфраструктуры водоснабжения, инвестиции в башню, насосы, трубы и водоочистку могут быть значительными, а простой срок окупаемости может выйти за рамки полезного горизонта проекта. Вот почему предположение о количестве часов работы имеет большее значение, чем какой-либо отдельный показатель эффективности. Более подробную информацию о том, как профили нагрузки влияют на выбор чиллера, см. здесь. руководство по выбору холодильных установок для различных промышленных процессов .
Использование воды, установка и ограничения на площадке
Система водоснабжения не бесплатна
Чиллеры с водяным охлаждением потребляют воду, и эту стоимость легко недооценить. Градирня испаряет часть оборотной воды при каждом проходе. Также требуется подпиточная вода, продувка для контроля растворенных твердых веществ и химическая обработка для предотвращения образования накипи, коррозии и биологического роста. В регионах, где вода дорогая или строго регулируется, эксплуатационные расходы на систему с водяным охлаждением могут компенсировать значительную часть экономии энергии.
Чиллер с воздушным охлаждением позволяет избежать всей этой подсистемы. Здесь нет ни конденсаторной воды, ни башни, ни счетов за воду, ни обязательств по техническому обслуживанию градирни. Для объекта, на котором никогда не обслуживалась градирня, это также снижает диапазон навыков, требуемых от группы технического обслуживания.
Ограничения по установке и компоновке
Чиллеры с воздушным охлаждением проще устанавливать. Машина поставляется в единой упаковке с уже собранными конденсатором, вентиляторами, органами управления и заправкой хладагента. Вы размещаете его на ровной площадке, подключаете трубы охлажденной воды и электропитание и вводите агрегат в эксплуатацию. Переезд также упрощается, что важно для арендованных зданий, временных заводов или модульных производственных линий.
Основное ограничение – циркуляция воздуха. Тепло, отводимое конденсатором, должно отходить от змеевика. Если несколько агрегатов расположены слишком тесно или если стены и ограждения блокируют путь выпуска, горячий воздух рециркулирует обратно во входное отверстие, и давление конденсации возрастает. Оставьте достаточно свободного пространства вокруг устройства и при размещении воздухозаборника учитывайте преобладающее направление ветра.
Системы с водяным охлаждением делают сам охладитель более компактным, но увеличивают требования к пространству в других местах. Градирня требует открытого пространства, водоснабжения, дренажа и подготовки к зиме в холодном климате. Если на станции нет свободной площади для башни, схема с водяным охлаждением может потребовать структурных работ, прежде чем она сможет продолжить работу. Если на заводе есть место, башню часто можно разместить на крыше или в отдаленном дворе, чтобы убрать шум от рабочих зон.
Когда площадь помещения в помещении ограничена, помогает другой вариант с воздушным охлаждением: чиллер с воздушным охлаждением может быть установлен внутри технического помещения с канальной вентиляцией, обеспечивая простоту воздушного охлаждения без ущерба для ценного внутреннего пространства.
Производители чиллеров с воздушным охлаждением на заказ, завод Мы являемся китайскими производителями чиллеров с воздушным охлаждением, фабрика, Шанхайская компания по производству холодильного оборудования Soouney Co., Ltd. Предлагаем изготовленные на заказ чиллеры с воздушным охлаждением ... Посмотреть продукт → Схема практического принятия решений
Следующие вопросы не заменят подробного технического обзора, но они укажут вам на правильное общее семейство машин, прежде чем вы предложите подробное ценовое предложение.
- Подтвердите условия летнего проектирования. Производительность воздушного охлаждения зависит от температуры по сухому термометру; Производительность башни зависит от температуры по влажному термометру. В жарком сухом климате разница между сухим и мокрым термометром велика, что увеличивает разрыв в эффективности в пользу водяного охлаждения.
- Проверьте, имеется ли уже охлаждающая вода. На заводе с существующей башней, источником речной воды или контуром технологического охлаждения можно установить охладитель с водяным охлаждением за умеренную дополнительную плату. Участок без инфраструктуры водоснабжения должен иметь бюджет на башню, насосы, трубопроводы, очистку воды и установку.
- Оцените годовые часы работы и профиль нагрузки. В качестве грубого эмпирического правила, Чиллеры с водяным охлаждением обычно становятся экономически эффективными, когда установка работает более 2500–3000 часов в год. при значимом коэффициенте нагрузки. При сезонной или прерывистой работе часто выигрывает более низкая первоначальная стоимость машины с воздушным охлаждением.
- Сравнивайте общую стоимость установки, а не цену оборудования. Укажите фундамент, электрические соединения, водопроводы, башню, насосы, трубопроводы, ввод в эксплуатацию и стоимость занимаемой площади. Чиллер с водяным охлаждением может выглядеть лучше с точки зрения энергопотребления на единицу холодопроизводительности, но он все равно должен пройти разумный тест на окупаемость вашего предприятия.
- Проверьте возможности вашей команды по обслуживанию. Установки с воздушным охлаждением нуждаются в периодической чистке змеевика и обслуживании вентилятора. Системы с водяным охлаждением требуют очистки воды, проверки башен и подготовки к зиме в условиях холодного климата. Если на объекте мало персонала, маршрут с воздушным охлаждением снижает эту нагрузку.
Для электростанций высокой мощности тот же компромисс между конденсатором также влияет на выбор компрессора. Наш Сравнение винтовых чиллеров с воздушным охлаждением и центробежных чиллеров объясняет, как эти варианты сочетаются в верхней части диапазона мощности.
Роль температуры процесса
Температура процесса не меняет основного сравнения. Независимо от того, производит ли чиллер охлажденную воду температурой 7°C или жидкость с более низкой температурой, конденсатор по-прежнему работает при тех же уровнях давления, и логика отвода тепла по сухому термометру или по влажному термометру остается той же. Soouney предлагает машины как с воздушным, так и с водяным охлаждением, включая модели с криогенным охлаждением, поэтому выбор между ними должен зависеть от условий вашего объекта и профиля эксплуатации, а не от наличия продукта.
Если на вашем заводе есть вода, он работает много часов и хочет минимизировать потребление энергии, система с водяным охлаждением обычно окупает дополнительные затраты на установку за счет более низкого спроса на электроэнергию. Если воды не хватает, установка должна быть простой или чиллер работает только часть года, то установка с воздушным охлаждением часто является более разумной первой инвестицией. В любом случае проверьте мощность и потребляемую мощность в реальных расчетных условиях и попросите поставщиков указать полную систему, чтобы сравнение было справедливым.
