Фрикулинг - принцип работы и преимущества

Автор:
Шелопаев Андрей Юрьевич

Дата публикации:
27 Февраля 2024 г.

Длительность чтения:
7 мин.

Поделиться:

---

Оглавление:

• Принцип работы фрикулинга
• Принцип работы фрикулинга в чиллере
• Преимущества использования фрикулинга
• Окупаемость систем с фрикулингом
• Расчет окупаемости

Фрикулинг в системах с чиллерами представляет собой важную технологию охлаждения. В них часто используется непрямой фрикулинг.

В обычном режиме работы компрессор чиллера охлаждает жидкость в испарителе, однако в переходные и зимние периоды можно воспользоваться охлаждением воздухом окружающей среды. Для этого необходимо иметь дополнительный контур с драйкулером.

Фрикулинг в системах с чиллерами может быть реализован двумя способами:

• Охлаждение жидкости основного контура с использованием дополнительного теплообменника, встроенного в чиллер с воздушным охлаждением конденсатора (моноблок)
• Охлаждение жидкости основного контура с помощью драйкулера в системе с чиллером водяного охлаждения

Принцип работы фрикулинга

В летний период, когда температура окружающего воздуха превышает температуру теплоносителя, жидкость напрямую подается в испаритель и охлаждается там, минуя драйкулер.

В переходный период, когда температура окружающего воздуха снижается, можно использовать чиллер в смешанном режиме. В этом случае часть теплоносителя охлаждается в испарителе, а остальная часть проходит через драйкулер. Такой подход позволяет снизить энергопотребление компрессора.

В холодный сезон чиллер вступает в режим фрикулинга, и охлаждение жидкости осуществляется исключительно через драйкулер. Компрессор выключается, что значительно снижает энергопотребление.

Системы с фрикулингом используют незамерзающие водо-гликолевые смеси в качестве теплоносителя. Если техническое задание или проект не допускают использование антифриза, то устанавливается дополнительный контур с промежуточным теплообменником.

Принцип работы фрикулинга в чиллере

Функционирование данного механизма в разные времена года подобна описанным выше сценариям. В летний период охлаждение осуществляется только в испарителе чиллера, а контур с антифризом не используется. В зимний период компрессор чиллера выключается, а теплоноситель основного контура охлаждается в промежуточном теплообменнике с антифризом.

Использование промежуточного контура незначительно снижает энергоэффективность системы, но обладает несколькими преимуществами:

• возможность значительного перепада температур теплоносителя
• безопасность использования благодаря разделению контуров
• необходимость удаления теплоносителя на зимний период отсутствует
• меньший объем антифриза требуется для заправки системы
• процедуры обслуживания или ремонта холодильной машины проще и удобнее
• риск утечек теплоносителя минимален

Чиллеры с воздушным конденсатором могут быть оснащены системой фрикулинга или выполнены без нее. Использование встроенной системы более предпочтительно, так как она автоматически регулирует работу чиллера в зависимости от условий окружающей среды. Режим свободного охлаждения также применяется для чиллеров с водяным охлаждением конденсатора. В зимний период драйкулер переключается на охлаждение теплоносителя от потребителей при выключенных компрессорах.

Фрикулинг в системах вентиляции осуществляется через применение воздухо-воздушных теплообменников, таких как роторные рекуператоры. Роторные рекуператоры работают по принципу чередующегося контакта ротора с потоками воздуха, движущимися в противоположных направлениях и имеющими разные температуры.

Преимущества использования фрикулинга

Основные преимущества роторных рекуператоров включают:

• высокую энергоэффективность (достижимую эффективностью от 75% до 85%)
• возможность круглогодичной эксплуатации, поскольку внешняя температура может быть близкой к температуре внутри помещения

Эффективность применения направлена на снижение затрат на электроэнергию, что является основной целью использования данной технологии в системах охлаждения. Наиболее эффективным считается прямой фрикулинг, но его применение требует дополнительных затрат на очистку воздуха извне.

Эффективность непрямого фрикулинга зависит от температуры наружного воздуха, при этом среднее минимальное значение температуры наружного воздуха составляет около 7°C. Расчет эффективности рекомендуется проводить в соответствии с нормативами, такими как СНиП 23-01-99, где указывается допустимая продолжительность среднесуточной температуры менее 7°C. Для этого можно использовать статистические данные по температуре в городах за последние 15 лет, доступные на архивных сайтах погоды.

Окупаемость систем с фрикулингом

Вопрос окупаемости систем является ключевым. Для наглядности можно рассчитать и сравнить затраты на электроэнергию при использовании чиллеров мощностью 520 кВт с фрикулингом и без него. Кроме того, следует учесть капитальные затраты на оборудование.

Ориентировочная стоимость холодильной машины:

• с фрикулингом - 7 800 000 руб.
• без фрикулинга - 6 000 000 руб.

Расчет окупаемости для регионов

Давайте произведем расчет окупаемости чиллеров для различных климатических зон России, таких как Москва, Краснодар и Архангельск.

Для этого мы рассмотрим данные из СНиП 23-01-99 и составим таблицу, в которой будет указана примерная годовая длительность периодов, в течение которых среднесуточная температура воздуха опускается ниже +7°C. Это позволит нам оценить примерное время работы режима фрикулинга и, следовательно, его влияние на окупаемость чиллеров в разных регионах.

Таблица 1

Исходя из данных, представленных в таблице 1, проведем расчет чистого времени работы режима, не учитывая время функционирования компрессора.

Таблица 2

Теперь проведем расчет затрат на электроэнергию за год для двух различных типов чиллеров при следующих условиях:

• Номинальная потребляемая мощность чиллера без использования режима фрикулинга составляет 170 кВт
• Потребляемая мощность системы в режиме фрикулинга составляет 20 кВт
• Стоимость электроэнергии принимается равной 3.8 рублей за 1 кВт*ч
• Чиллер используется круглогодично, 24 часа в сутки

Таблица 3. Итоговые затраты на электроэнергию, руб/год

Таблица 4. Затраты на электроэнергию для чиллера с фрикулингом, Руб/год

Теперь мы проведем расчет окупаемости системы, которая обошлась нам в 1,8 млн. рублей. Для этого разделим разницу в цене затрат на приобретение чиллера на разницу в сэкономленных средствах и приведем результат в месяцах. Таким образом, сроки окупаемости системы будут определены.

Таблица 5. Срок окупаемости

Полученные результаты позволят оценить эффективность внедрения данной системы и принять решение о ее целесообразности в конкретных условиях эксплуатации. Оценить целесообразность внедрения системы фрикулинга для вашего объекта вам помогут опытные инженеры Сервисной Компании Градиент. Обращайтесь к нам за консультацией!

Консультация инженера

Проведем аудит вашей системы, произведем необходимые расчеты

Заказать консультацию