Технологические инновации на рынке динамических систем охлаждения
Переход на новые хладагенты и широкое распространение воздухоохлаждаемых установок – факторы, определившие новые тенденции в холодильной технике.
В последнее время на рынке чиллеров наблюдаются существенные изменения, в частности, это касается моделей с воздушным охлаждением, частотно-регулируемыми приводами (далее, ЧРП) и хладагентов. Как следствие, поставщики и подрядные организации должны идти в ногу со временем и не отставать от последних техно-тенденций. Такого мнения придерживается Билл Дитрих, старший менеджер по продукту (чиллеры) компании Daikin Applied.
По его словам, объем продаж воздухоохлаждаемых чиллеров в США непрерывно растет, например, в 2016 году он составил почти 9% после 11%, зарегистрированных в 2015 году. В целом, в период с 2012 года увеличение продаж достигло отметки 27%. Заинтересованность потребителя в данной продукции обусловлена высокой энергоэффективностью воздухоохлаждаемых чиллеров, повышением цен на воду и на техническое обслуживание градирен.
“В прошлом чиллеры данного типа отличали низкая цена и экономное сервисное обслуживание, но при этом более затратная эксплуатация”,- пояснил Дитрих. “Сегодня ситуация изменилась: новые, энергосберегающие агрегаты с системой воздушного охлаждения в большинстве случаев превосходят водяные аналоги с точки зрения годовых операционных издержек.”
Более того, оптимизация стоимости и надежности ЧРП оставила в прошлом их применение исключительно в центробежных холодильных машинах.
Стандартные винтовые компрессоры с ЧРП сегодня широко используются в винтовых чиллерах с воздушным и водяным охлаждением конденсатора, что дает такие преимущества как: более высокая производительность, отсутствие механического золотникового регулятора расхода и низкий уровень шума при работе в режиме частичной нагрузки. Более того, ЧРП используют в комплекте с вентиляторами обдува конденсаторов, что позволяет повысить их эффективность при неполной нагрузке.
“Ранее такие приводы применялись исключительно в низкотемпературных средах, – отметил Дитрих. – Эффективность воздухоохлаждаемых чиллеров с конденсаторным вентилятором и ЧРП при частичных нагрузках практически не уступает дорогим аналогам с водяным охлаждением.”
В заключение Дитрих напомнил о приближении даты окончательного запрета озоноразрушающих хладагентов (гидрохлорфторуглеродов HCFC), к примеру, R-123, и о нецелесообразности их дальнейшего использования.
“Покупатель должен настаивать на внедрении в новые линейки чиллеров безопасных и дешевых вариантов, таких как гидрофторуглероды [HFC] или гидрофторолефины [HFO]”.
“Примерами безвредных, озононеразрушающих холодильных агентов являются R-134a, 410A и -1233zd.”
При этом R-410A и R-134a также исчезнут из списков разрешенных материалов для чиллеров в момент вступления в силу Политики “Новые Важные Альтернативы” (SNAP) Агентства по охране окружающей среды США (EPA) 1 января 2024 года.
Воспламеняемость хладагентов с низким ПГП
Брайан С.Смит, директор по глобальному маркетингу, чиллерам и строительным технологиям компании Johnson Controls Inc., перечислил трудности, связанные с воспламеняемостью новых хладагентов.
“Независимо от того, насколько быстрым станет переход холодильной индустрии на хладагенты с низким ПГП [потенциал глобального потепления], в настоящее время на рынке практически отсутствуют невоспламеняемые исполнения для чиллеров и другой холодильной техники коммерческого назначения”,- отметил Смит. “В данном случае сложностей с использованием новых хладагентов в промышленных установках не возникнет, в то время как владельцы и подрядные организации объектов коммерческого назначения столкнутся с рядом трудностей: у некоторых отсутствует опыт работы с умеренновоспламеняемыми веществами и возможность обеспечения дополнительных мер безопасности. В других случаях использование данных хладагентов категорически запрещено строительными нормами и правилами, по причине их воспламеняемости”.
Смит также обратил внимание на альтернативы R-123: невоспламеняемые хладагенты низкого давления. Для R-134a имеются воспламеняемые и невоспламеняемые аналоги среднего давления, в то время как холодильные агенты высокого давления (аналоги R-410A), существуют только в воспламеняемом исполнении.
“Сегодня R-410A широко используется в ротационных и спиральных компрессорах, применяемых в жилых комплексах и зданиях коммерческого назначения. В этом случае в установках ОВКВ имеются теплообменники прямого расширения или другого типа, которые при эксплуатации в плохо проветриваемых помещениях в случае утечки хладагента могут привести к скоплению небезопасных концентраций продукта”.
Ряд стандартов безопасности, к примеру, ANSI/ASHRAE Standard 15, “Стандарт безопасности для Систем Охлаждения; Обозначения и классификация хладагентов” в настоящее время находятся на пересмотре и доработке (в целях описания безопасных применений новых хладагентов). Смит отметил большую вероятность того, что холодильная индустрия разработает особые правила, и возможно, ограничения, на использование воспламеняемых хладагентов в ряде установок. “Пожалуй, наибольшей трудностью станет не проектирование, производство или применение оборудования, а пересмотр стандарта по безопасности, строительных норм и правил и их принятие”. “Несмотря на то, что данные правила могут быть изменены, процесс принятия стандартов в качестве локальных строительных норм может существенно замедлить их разработку. В настоящее время ведется очередной пересмотр данных правил в целях разрешения использования некоторых воспламеняемых хладагентов, при этом принятие новой редакции строительных правил и норм должно пройти в беспрецедентно короткие сроки”.
Низкая стоимость владения
“Непрерывное развитие регламентов и жесткие требования к энергосбережению привели к потребности в разработке строительных систем, технологий и продукции, позволяющих предприятиям снизить углеродный след и обеспечить высокие показатели эффективности”, – отметил Виджай Дешмукх, специалист по центробежным чиллерам компании Trane (бренд Ingersoll Rand). В результате, владельцы зданий стремятся найти компетентных партнеров, которые могут оказать помощь в достижении обозначенных целей.
Такая тенденция, по словам Дешмукха, обеспечила повышение спроса на здания с пониженными годовыми энергозатратами и эксплуатационными издержками и минимальной стоимостью владения на протяжении всего срока службы здания. Использование системного подхода позволяет подрядчикам лучше организовывать работу и помогать владельцам и администраторам строительных объектов в достижении поставленных целей, таких как, устойчивое развитие и оптимизация конструктивных характеристик объектов строительства.
“С одной стороны, большую важность имеет подбор оборудования, способного обеспечить выполнение поставленных задач, с другой, следует учитывать полный комплекс систем, которыми оснащается здание”, – отметил Дешмукх. “Для получения оптимального результата требуется обеспечить слаженную работу ОВКВ с остальными компонентами системы. Отдельная установка современного высокоэффективного чиллера скорее всего не принесет заказчику желаемого результата. Таким образом, именно подрядные организации, делающие ставку на эффективность целостной системы, а не на оптимизацию параметров отдельных установок, способны обеспечить надлежащее интегрирование и исправное функционирование всех системных компонентов, а также значительные сбережения энергии на протяжении всего срока службы системы”.
Дешмукх также обратил внимание на большое количество инструментов и ресурсов, которые могут помочь подрядным организациям при работе над проектами, к примеру, при сотрудничестве с компетентными производственными партнерами подрядчикам может предоставляться доступ к инструментам анализа систем и строительным характеристикам объекта, что поможет правильнее определить потребности и получить лучшие результаты.
“К примеру, разработчики компании Trane проектируют чиллеры не как отдельные системы, но с учетом особенностей условий их эксплуатации в месте окончательного монтажа”.
“Завод по производству и испытанию чиллеров Trane, имеет широкие технологические возможности и оснащение для проверки производимой продукции на соответствие индивидуальным требованиям заказчика. Перед выходом с завода проводятся испытания, состоящие в симулировании будущих условий эксплуатации объекта. План обслуживания установки предусматривает обеспечение максимально эффективной службы систем здания и чиллера на протяжении всего срока службы холодильного агрегата”.