Системы холодоснабжения на базе водоохлаждающих машин – чиллеров

Несколько десятилетий назад по нормативным документам только в промышленных зданиях на этапе проектирования предусматривалось включение в систему вентиляции охлаждающих подаваемый воздух устройств с учетом технологий производства и хранения продукции. В общественных зданиях очень редко применялась принудительная вентиляция, обходились «естественной»: окна, вертикальные вентиляционные каналы по всей высоте здания. Для категории помещений были нормативы, но другие. Например, если температура в помещении превышала +25^оС, рабочий день сотрудников сокращался.

Почему сейчас необходимо холодоснабжение в большинстве зданий

Забота о здоровье (самочувствии в рабочее время) сотрудников, посетителей или обращающихся за медицинской помощью людей – важная составляющая, но не единственная. Сейчас в любом помещении очень много электроприборов, где-то холодильники, где-то компьютеры с подключенными принтерами или другими устройствами, и все они имеют собственное охлаждение, лишнее тепло от которого вносит свою лепту в нагрев воздуха помещения. Причем, чувствительная электроника начинает сбоить, если ей слишком жарко.

Кстати, в механических и сборочных цехах приборостроительных заводов с началом эры применения станков с ЧПУ, измерений параметров изделий/узлов и учета продукции с использованием программного обеспечения приходилось дополнительно встраивать в систему вентиляции или устанавливать «местные» системы охлаждения воздуха. Сейчас вопросы по обеспечению комфортного для сложной техники микроклимата решаются на стадии проектирования или реконструкции промышленного здания.

С развитием рынка климатической техники вспомнили и о комфорте людей умственного труда, точнее, о том, что изнывающий от жары человек вряд ли сможет продуктивно работать. Сначала появились кондиционеры с внешними блоками, расположенными на фасадной части здания, которые обслуживали отдельно взятые кабинеты. Чуть позднее пришло понимание того, что 30-50 кондиционеров на здание потребляют слишком много электричества, и их можно заменить системой, обеспечивающей прохладой все необходимые помещения, с гораздо меньшими эксплуатационными затратами, если вынести блок охлаждения в отдельную зону. При этом, для получения большей эффективности применить в качестве охладителя конденсатора не наружный воздух, а воду. Климатические устройства, рассчитанные на кондиционирование помещений в средних или больших зданиях, принято называть чиллерами (или, по-русски, холодильными машинами).

На рисунке 1 приведена принципиальная схема чиллера с воздушным охлаждением, а на рисунке 2 – с водяным.

Что выбирать: систему с воздушным охлаждением или водяным?

В плане эффективности (скорости теплообмена на конденсаторе) воздушное охлаждение значительно проигрывает водяному в силу удельной плотности охлаждающего вещества (газ против жидкости). Тем не менее, в ряде случаев, из экономических соображений, выгоднее остановиться на воздушном охлаждении. Например,

• имеется возможность установить чиллер на крыше здания (при плотной окружающей застройке) или на открытой местности, соорудив навес;
• нет доступа к неограниченному (бесплатному, в виде реки или озера) источнику воды или невозможность создать запас для оборотного ее использования в системе, а стоимость водопроводной с учетом круглосуточно открытого крана кажется чересчур высокой;
• с учетом эксплуатационных расходов (электричество, вода, техобслуживание) на основании сравнительных расчетов выгоднее установить 2-3-10 чиллеров с воздушным охлаждением (по одному на некоторую часть здания), чем осуществлять подачу охлажденного воздуха от одной холодильной машины с водяным охлаждением.

При проектировании нового производственного или общественного здания по действующим нормативам (ГОСТы, СНиПы) разработка системы кондиционирования входит в проектную документацию на объект. При реконструкции или изменении назначения здания его собственнику придется учитывать предписанные нормы по климату в помещениях в соответствии с их назначением. Поскольку заказчик имеет право выбора конструкции холодильной машины или нескольких, можно сделать предварительные расчеты по двум вариантам оборудования с точки зрения его стоимости и последующих эксплуатационных расходов. Разумеется, один чиллер с воздушным охлаждением стоит меньше, чем холодильная машина с водяным охлаждением, но и эффективность его меньше при одинаковой потребляемой мощности, как минимум, в несколько раз.

Не зря ведь в прошлом веке заменили воздушное охлаждение двигателей внутреннего сгорания автомобилей водяным ради того, чтобы обеспечить мотору большую мощность и избежать заклинивания от перегрева! Так и с чиллерами.