Чиллер: секреты правильного выбора

Крупные помещения вроде развлекательных или торговых центров, больниц, отелей, производственных цехов и складов нуждаются в особой системе кондиционирования. Она должна быть тесно связана с работой систем отопления и вентиляции, и при этом желательно, чтобы она не просто охлаждала воздух, но и увлажняла его или осушала в зависимости от особенностей здания. И лучше всего с такими задачами сегодня справляются системы кондиционирования, построенные на основе чиллеров.

Что дает такая система?

Чиллер – или особая холодильная станция – считается одним из самых эффективных видов климатического оборудования, которое позволяет создать оптимальные температурно-влажностные условия в любом помещении. Ее главная функция – охлаждение воды, после чего насосные установки транспортируют холодную воду по трубопроводам внутрь здания. При этом чиллеры могут быть самыми разнообразными, однако система, построенная на их базе, всегда обладает массой преимуществ:

•     она дает максимально эффективное охлаждение (или нагрев, если потребуется),
•     она экономична – чиллеры потребляют не слишком много электроэнергии по сравнению с другими видами климатической техники,
•     она стоит не слишком дорого – больше всего пользователь потратится только тогда, когда будет разрабатывать систему кондиционирования – это самая энергоемкая часть всего проекта, однако она быстро окупится,
•     она многовариантна – в зависимости от нужд здания и его обитателей можно выбрать самые разные виды оборудования, оснащенного целым комплексом особых элементов.

Какими бывают чиллеры?

В продаже встречаются разные варианты этих агрегатов, но основными считаются всего 6 разновидностей.

1.    Чиллер, оснащенный функцией воздушного охлаждения конденсатора.

Как правило, такое оборудование работает на воде, которая выступает холодоносителем. Этот вариант считается очень экономичным и при этом легким с точки зрения проектирования и последующего монтажа, однако чиллеры с воздушным охлаждением имеют и ряд недостатков. Среди них:

•     возможность работы только при положительной температуре,
•     отсутствие регулировки высокого уровня звукового давления (его показатели часто зашкаливают за 62 дБА),
•     возможность полного размораживания чиллера, если вода была слита не полностью или не вовремя.

2.    Чиллер, оснащенный функцией воздушного охлаждения конденсатора в наружной установке и работающий с незамерзающими жидкостями.

Как правило, в качестве теплообменника и холодоносителя в этой ситуации выступает гликоль, однако это может быть и вода. Такая холодильная станция работает в графике 5/10 градусов, а охлажденная вода после теплообменника отличается параметрами 7/12 градусов.

Преимущества этой системы таковы:

•     пользователю не нужно каждый сезон опустошать гидравлическую систему, а затем снова ее заполнять,
•     испаритель чиллера никогда не размораживается,
•     система способна работать даже при отрицательной температуре снаружи,
•     зимой такая система может интегрироваться с сухой градирней для свободного охлаждения воздуха.

С другой стороны, подобные чиллеры также имеют недостатки. Среди них:

•     достаточно высокая цена (по сравнению с предыдущей моделью они стоят примерно на 30% дороже),
•     более высокое потребление электроэнергии (за счет гликоля),
•     более низкая температура теплоносителя,
•     наличие второго гидравлического контура,
•     необходимость использовать дополнительную автоматику, предотвращающую размораживание теплообменника, когда система впервые запускается зимой после длительного простоя.

3.    Чиллер, оснащенный встроенной градирней.

Это оборудование позволяет реализовать свободное охлаждение в холодные сезоны, причем автоматика самостоятельно выбирает оптимальный режим работы – работа только градирни, работа только компрессора или смешанный режим. Это позволяет добиться максимальной экономии электроэнергии, что делает такую систему очень экономичной и дает возможность пользователю быстро окупить затраты на нее.

Еще одним преимуществом такого варианта является то, что холодильную станцию с таким оснащением можно использовать без промежуточных теплообменников.

4.    Чиллер, оснащенный выносным конденсатором.

Система может эффективно служить в отдельных условиях, однако в большинстве случаев эксплуатации она будет характеризоваться только недостатками:

•     такой чиллер стоит на 30-40% дороже, нежели первая разновидность,
•     система не может работать круглый год в регионах с холодным климатом,
•     свободного охлаждения можно добиться, только если система будет работать исключительно на эту функцию,
•     между чиллером и конденсатором должно быть небольшое расстояние, не превышающее 30 м,
•     в системе содержится слишком большой объем фреона,
•     для установки такого чиллера потребуются исключительно профессионалы с высочайшей квалификацией.

5.    Чиллер, оснащенный функцией жидкостного охлаждения конденсатора, а также сухой градирней.

Оборудование считается недешевым, однако у него есть множество преимуществ:

•     такой чиллер обладает высокой энергетической эффективностью,
•     угроза размораживания станции полностью отсутствует,
•     система может работать круглый год, выдерживая температуру до -40 градусов,
•     чиллер работает практически бесшумно,
•     система надежно защищена,
•     оборудование можно устанавливать на крыше, и нагрузка на кровлю будет минимальной,
•     с минимальными затратами можно установить дополнительную функцию свободного охлаждения,
•     расстояние между чиллером и градирней может быть неограниченным,
•     чиллер не нуждается в сложном сезонном обслуживании.

Однако при этом такая техника будет примерно на 60% дороже первого варианта.

6.    Центробежный чиллер или водоохлаждаемая станция, имеющая компрессор центробежного типа.

Оборудование считается очень эффективным, причем чем ниже температура охлаждающей жидкости, тем выше результативность работы чиллера. Для того чтобы ее повысить дополнительно, можно использовать испарительную градирню, которая будет поддерживать температуру воды на уровне 30 градусов. Такой вариант отлично подойдет крупным зданиям, которые нуждаются в высокомощных системах.

При этом следует отметить еще одно важное преимущество такой системы – капитальные затраты на нее невелики. Но, с другой стороны, есть и недостатки – контур охлаждающей воды в таком чиллере должен постоянно подпитываться, а минимальная производительность оборудования на самом деле составит 30% от номинального показателя.

7.    Абсорбционный газовый чиллер, оснащенный функцией водяного охлаждения.

В качестве топлива на этом оборудовании можно использовать сжиженный газ – привозной или получаемый из газопровода (для установки такого чиллера к газопроводу должно быть выполнено надежное подсоединение). Также этот вид холодильной системы следует комплектовать с испартительной градирней.

Если оборудование подключено правильно, оно продемонстрирует превосходные преимущества:

•     минимум относительных затрат потребляемой энергии,
•     высокая окупаемость,
•     возможность генерировать тепло зимой для отопления помещения и горячего водоснабжения.

В то же время капитальные затраты на этот вид оборудования будут достаточно высокими, а минимальная производительность чиллера составит около 25% от номинального показателя. Также такое оборудование нуждается в подпитке контуров охлаждающей воды.

Что выбрать?

Рассматривая все эти варианты, достаточно просто взвесить все за и против, и вы сможете приблизительно представить себе, какой вариант чиллера вас бы устроил. Однако окончательный выбор следует делать с учетом специфики всего объекта и ваших личных пожеланий и требований. В частности, нужно будет учесть:

•     стоимость и основные расходы электроэнергии,
•     цену присоединения дополнительных электрических мощностей,
•     цену на сетевой природный газ,
•     особенности климата, в котором вы проживаете,
•     желаемые сроки окупаемости оборудования,
•     возможность использования испарительной градирни,
•     возможность установить холодильную станцию и ее элементы как внутри здания, так и снаружи,
•     особенности эксплуатационных характеристик станции при частичных нагрузках в течение год,
•     параметры охлажденной жидкости и ваши требования к ним,
•     стоимость технического обслуживания чиллера в течение года (цена на материалы и работу специалистов в течение года),
•     срок службы оборудования.

Например, если вам требуется охладить серверную, обязательно учтите, что холодопроизводительность оборудования должна быть не менее 1 тыс. кВт, стоимость подключения дополнительной энергии будет составлять 1,5 тс. Долл./кВт, а минимальная наружная температура будет до – 40. При этом техника будет работать круглый год и круглые сутки, а газ использоваться не будет.

Учитывая эти данные, оптимальный вариантом чиллера для серверной будет система со свободным охлаждением (чиллер № 5) или чиллер со встроенной градирней (№ 3). Последний будет на 20% дешевле при покупке, а первый окажется более экономичным впоследствии. Впрочем, в любой ситуации все капиталовложения в такую систему (при равной стоимости технического обслуживания и одинаковой амортизации) составят 5-7 лет, после чего дадут отличную экономию. Но если вам при этом понадобится подсоединить дополнительные электромощности (на уровне примерно 100 кВт), первый вариант однозначно будет более предпочтительным с точки зрения экономики.

Аналогичным образом следует подбирать чиллеры и для любых других помещений. И только проведя все точные расчеты и сопоставив техническое задание с разными типами станций, которые вы могли бы выбрать, вы сможете подобрать оптимальную климатическую технику.