Фрикулинг (free cooling) — принципы работы

Рост тарифов на электроэнергию, увеличение дефицита энергомощностей заставляет инвесторов внедрять в различных производствен­ных сферах энергосберегающие технологии. Очень эффективным мероприятием с точки зрения сокращения расходов электроэнергии и увеличения ресурса работы холодильного оборудования является использование естественного холода. Климат России позволяет широко внедрять технологии охлаждения с применением естественного холода в различных производствах почти на всей ее территории.

На сегодняшний день технология фрикулинга получила наибольшее распространение:

  • в технологическом кондиционировании воздуха;
  • молочной промышленности;
  • при производстве макаронных изделий, соков, газированных напитков, вин;
  • в хи­мической промышленности;
  • при производстве различных изделий из пластмасс.

При этом в большей части из них охлаждение воздуха в производственных помещениях, материалов или продукта происходит при помощи жидкого хладоносителя — воды или водных растворов различных антифризов.

Таким образом, основной задачей на та­ких производствах является ох­лаждение жидкого хладоносителя (до заданной температуры) при по­мощи холодильной установки или наружного воздуха. Во всех случаях (за исключением охлаждения воды в градирнях открытого типа) для целей охлаждения хладоносителя при помощи наружного воздуха ис­пользуются оребренные воздушные теплообменники, так называемые сухие охладители. 

Особенности современных технологий фрикулинга

Современные технологии изготовления таких теплообменников позволяют обеспечить эффективное охлаждение жидких хладоносителей при темпе­ратурном напоре между охлаждаю­щим воздухом и жидкостью, входящей в теплообменник при 5-7 С. Исходя из этого, можно подсчитать время эффективного использования естественного холода для различных производств, расположенных в той или иной климатической зоне. Для этого необходимо знать температуру хладоносителя, используемого в технологическом процессе, и среднегодовой график изменения температур в данной местности.   Так как практически на всех про­изводствах охлаждение требуется круглый год и при этом темпера­тура хладоносителя, как правило, ниже температуры окружающего воздуха в теплый период года, то возможно применение только ком­бинированных схем машинного и естественного охлаждения.          

Современные машиностроитель­ные технологии позволяют изго­тавливать блочные компрессорные водоохлаждающие установки со встроенной системой естественно­го охлаждения. В таких установках, как правило, батареи воздушных конденсаторов и батареи сухих охладителей имеют общее алюминиевое оребрение, что обеспечивает компактность этих установок, а со­ответственно, удобство транспортировки и размещения на объекте.

При температуре окружающего воздуха выше температуры охлаждаемой жидкости поток этой жид­кости через трехходовой клапан поступает в испаритель холодильной установки, где охлаждается до заданной температуры. Если температура окружающего воздуха опускается ниже тем­пературы охлаждаемой жидкости, поток этой жидкости через трехходовой клапан поступает в батарею сухого охладителя, где охлаждается потоком воздуха. При этом темпе­ратура охлаждаемой жидкости не достигает заданных значений. Да­лее поток этой жидкости направляется в испаритель холодильной установки, где охлаждается до за­данного значения температуры. Холодильная установка в этом случае работает не на полную мощность, которая будет снижаться по мере понижения температуры окружаю­щего воздуха температуры окружающего воздуха для поддержания заданной температуры охлаждаемой жидкости будет уменьшаться поток воздуха через батарею сухого охладителя.

При нижних значениях температуры окружающего воздуха и нулевом потоке воздуха через батарею сухого охладителя (выключенных вентиляторах) температура охлаждаемой жидкости на выходе из батареи мо­жет быть ниже заданной. Модулирующий трехходовой вентиль разделяет поток охлаждаемой жидкости и часть его направляет непосредственно в испаритель, а часть — в ба­тарею сухого охладителя. Далее эти потоки смешиваются, и на выходе из машины температура жидкости до­стигнет заданного значения. Таким образом, обеспечивается надежная работоспособность установки при низких — вплоть до -40 С — темпера­турах окружающего воздуха. В режиме естественного охлаждения работают только вентиляторы, которые в блочных машинах ис­пользуются и для охлаждения воз­душного конденсатора. Потребля­емая мощность этих вентиляторов не превышает 10% от потребляемой мощности водоохлаждающей уста­новки, работающей в режиме ма­шинного охлаждения. При низких температурах для поддержания за­данной температуры охлаждаемой жидкости уменьшается поток воз­духа через батарею охладителя либо за счет изменения частоты вращения вентиляторов, либо за счет отключения части вентиляторов.

Экономический эффект от технологии фрикулинга (free cooling):

Потребляемая мощность при этом также будет снижаться. Несмотря на то, что, по сравнению с обычными компрессорными водоохлаждающими установками, стоимость блочных установок с функцией естественного охлаждения увеличивается на 20-25%, их внедрение крайне выгодно, как с точки зрения экономии электро­энергии и окупаемости стоимости установки, так и с точки зрения увеличения рабочего ресурса установ­ки, сокращения расходов на ремонт и замену изнашиваемых деталей.

Срок окупаемости увеличения капитальных затрат в случае при­обретения водоохлаждающей ус­тановки с функцией естественного охлаждения (фрикулинга) можно рассчитать по формулам для каждого отдельного региона. Он может составлять от 1 года до 3-х лет в зависимости от рабочих  температуры хладоносителя и климатических условий региона.

Наибольший экономический эффект от применения систем фрикулинга достигается для охлаждения жидкостей  в интервалах с температур от 20 до 5 градусов Цельсия практически для всех регионов России. Бюро проектирования холода ПИФАГОР предлагает комплекс работ по устройству как новых систем с использованием естественного холода (фрикулинга), так и дооснащение действующих  систем охлаждения жидкости.

Есть вопросы или нуждаетесь в помощи?
Оставьте заявку на обратный звонок!