Способы охлаждения производственных помещений

Содержание

Охлаждение производственных помещений
Эффективное кондиционирование производственных помещений с повышенной тепловой нагрузкой
Комментарий редакции
Охлаждение производственных объектов
Основы адиабатического эффекта
Блог о климатической технике Консультации по тел.: 8-495-225-37-19

Охлаждение производственных помещений

Охлаждение производственных помещений используется для больших зданий, складов, цехов и прочих специализированных площадей на предприятии. Промышленное кондиционирование включает в себя целую группу оборудования, различную по конструктивному решению, принципу действия и другим параметрам – это руф-топы, централи, кондиционеры канальные, колонные, кассетные, шкафные, прецизионные, схема «чиллер-фанкойл» и другие типы.

Виды установок для охлаждения

Чтобы подобрать оптимальный вид устройств, нужно знать параметры помещения, его назначение, средние показатели температуры, а также климатические условия и условия эксплуатации с учетом пиковых нагрузок.

Использовании технологии Регулируемой газовой среды

Поддержание заданного температурного режима в каждой точке объема помещения

Точное распределение воздушного потока при заданной температуре.

Подбор оборудования исходя из существующей теплоизоляции

Комплексное использование охлаждения и вентиляции

В зависимости от этого можно порекомендовать один из вариантов:

1. Руф-топ – моноблочное устройство, которое одновременно решает сразу ряд задач – охлаждение производственных помещений, их вентилирование, обеспечение поступления свежего воздуха, а при необходимости и нагрев. Устанавливаются руф-топы на плоских крышах.

2. В технологических помещениях могут быть установлены прецизионные кондиционеры. Их отличительная черта – высокая точность поддержания показателей влажности и температуры. Такие условия зачастую просто необходимы для строгого соблюдения технологии изготовления определенных групп продукции и долгосрочного функционирования различных электронных систем.

3. Центральные кондиционеры, то есть централи очищают, охлаждают или нагревают воздух, далее распределяя его по заданному объему по системе воздуховодов. Для охлаждения воздуха в нем используется вода, поступающая от чиллера.

4. Самый частый и востребованный вариант на подобных предприятиях – комбинация «чиллер-фанкойл». Чиллер в этой системе отвечает за охлаждение воды и передачу ее фанкойлам – теплообменникам. Задача теплообменников – охлаждение воздуха посредством поданной воды и его равномерное распределение.

5. Если для безопасного и эффективного процесса изготовления требуется обеспечить постоянную чистоту и температуру воздуха, то устанавливаются шкафные промышленные кондиционеры. Он представляют собой напольные моноблоки с полным набором всех необходимых устройств и автоматики.

Охлаждение производственных помещений должно производиться при помощи надежных систем с продолжительным жизненным циклом. Надежность здесь зависит не только от качества сборки, использованной схемы и материалов, но и от монтажа. Грамотно спроектированное и установленное оборудование прослужит вам длительное время, не нарушая ритма деятельности предприятия выходом из строя. Поэтому монтажные работы должны проводиться соответствующими специалистами. «АквилонСтройМонтаж» гарантирует вам безупречное качество оборудования, работы и обслуживания. Вас приятно удивят и порадуют наши невысокие цены, внимательное отношение сотрудников компании и оперативность обработки заявок.

Источник

Эффективное кондиционирование производственных помещений с повышенной тепловой нагрузкой

А. С. Рубцов, генеральный директор ООО «Вент-Дизайн», otvet@abok.ru

В составе производственных предприятий нередко встречаются цеха с повышенной тепловой нагрузкой. Это могут быть различные сушильные камеры, технологические печи для нагрева или сушки продукции, стерилизаторы, цеха розлива напитков и пр. Как правило, в таких помещениях возникают проблемы, связанные с повышенной температурой воздуха: значения температуры могут превышать +40…+50 °С не только летом, но и в холодный период года. Это, в свою очередь, может привести к нарушению технологического цикла производства, сбоям в электронике и автоматике управления технологическим оборудованием.

Между тем, каждый экономный заказчик хочет добиться определенных параметров в производственных помещениях при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах, позволяющих минимизировать количество недешевых энергетических ресурсов.

В качестве примера в статье рассмотрен технологический участок по производству различных компонентов для вафель на одном из предприятий Сибири. Приведенное решение позволяет снизить нагрузку на систему охлаждения.

На многих предприятиях нужна вода, и зачастую она поступает из собственной скважины, при этом температура воды может быть ниже +8…+9 °С. Таким образом, какую-то часть холодильной нагрузки можно переключить на воду для технологического процесса. Это экономит средства заказчика на приобретение холодильного оборудования и его эксплуатацию – а это дорогостоящая электроэнергия. Так и поступили для рассматриваемой технологической зоны. Были тщательно просчитаны теплоизбытки и влаговыделения от технологических линий и оборудования, построены I–d диаграммы процессов изменения тепловлажностного состояния воздуха. Далее была выбрана установка с секциями фильтрации, рециркуляции и охлаждения в летнем режиме.

Принципиальная схема такого подхода показана на рис. 1. Установка располагается на кровле, прямо над зоной кухни, и работает круглый год. В холодный период года часть вытяжного воздуха возвращается и подмешивается к притоку, а в летнем режиме, когда температура на улице поднимается выше +16 °С, установка работает полностью на свежем воздухе. Подача свежего воздуха в помещение производится в нижнюю зону для эффективного вытеснения теплого отработанного воздуха вверх, где он и забирается вытяжными устройствами. На схеме показан градиент температуры, то, каким образом меняется температура в цехе с высотой. Точка 1,8 м по высоте – это рабочая зона, температура здесь находится на уровне +25,4 °С, и именно этим показателем мы задавались, когда приступали к задаче, согласовывая данную температуру с заказчиком. Стоит отметить некоторые особенности. Одна из них – зимний режим эксплуатации, когда происходит смешение влажного теплого вытяжного воздуха с холодным приточным и наиболее вероятно появление тумана и инея. В таких условиях необходимы надежные фильтры. Кроме того, так как речь идет о приготовлении компонентов для производства пищевых продуктов, необходимо обеспечить требуемую чистоту среды на производстве. Поэтому были выбраны фильтры типа Hi-Flo с длинными карманами из стекловолоконного материала класса F7, обеспечивающие эффективность улавливания частиц 0,4 мкм на всем протяжении срока службы фильтров не ниже 70 %. Кроме того, данные фильтры обеспечивают чистоту узлов и комплектующих самой установки подготовки воздуха; в частности, не придется мыть водяной охладитель. Воду из скважины на подачу в охладитель нужно подавать в теплый период года и сливать при подготовке к холодному периоду года с продувкой водяного контура охладителя. Это решение позволяет отказаться от промежуточного теплообменника и проблем, связанных с использованием гликолей.

Принципиальная схема вентиляции

На рис. 2 приведена I–d диаграмма для зимнего режима эксплуатации, на рис. 3 – для летнего.

I–d диаграмма для зимнего режима эксплуатации системы вентиляции:
1 – наружный воздух, –39 °С;
2 – вытяжной воздух из помещения, +35 °С,
3 – приточный воздух, поступающий в помещение, +17 °С

I–d диаграмма для летнего режима эксплуатации системы вентиляции:
1 – наружный воздух, +30 °С;
2 – приточный воздух после охладителя центральной установки, +16 °С;
3 – приточный воздух, поступающий в помещение +17 °С;
4 – отработанный вытяжной воздух, +38 °С

Система автоматического регулирования следит за температурой в помещении, в зависимости от уставки температуры рабочей зоны управляет положением заслонок секции рециркуляции и дополнительно для летнего режима работы управляет регулирующим водяным клапаном для получения необходимой холодильной мощности охладителя.

На рис. 4 показан внешний вид установки на кровле. Воздуховоды, расположенные между установкой и входом через кровлю в помещение, изолируются теплоизоляцией толщиной 80…100 мм. Тип изоляции, ее толщина, покров имеют значение при вычислении теплопотерь и понижении температуры как приточного воздуха от вентилятора до входа в теплое помещение, так и вытяжного воздуха от кровли до вытяжного вентилятора. Кроме того, необходимо аккуратно просчитать потери тепла через корпус установки. Данные на I–d диаграммах приведены в зимнее время (с некоторым разумным запасом) при снижении температур по пути притока примерно на 2 °С, столько же теряется в целом на вытяжном участке.

Внешний вид установки

Благодаря рассмотренному решению, основное потребление энергоресурсов приходится на работу моторов вентиляторов, что обеспечивает значительную экономию электроэнергии в сравнении с нагревом свежего приточного воздуха зимой, а также охлаждением летом с использованием холодильных машин.

Комментарий редакции

В статье рассмотрено решение, позволяющее снизить нагрузку на систему охлаждения за счет использования воды из скважины для технологического процесса. Следует отметить, что аналогичные решения достаточно часто применяют в Европе – в силу достаточно либерального водоохранного законодательства. В нашей стране использование воды из скважин ограничивают целями питьевого водопровода со строгим ограничением расхода воды с тем, чтобы не нарушить естественный гидрогеологический режим. Как правило, Министерство природных ресурсов и экологии РФ, в ведении которого находятся данный вопрос, разрешения на технологическое использование воды из глубоких скважин не дает. В связи с эти предложенная технология не может быть рекомендована для массового применения.

Источник

Охлаждение производственных объектов

Рассказываем, как можно использовать эффект испарения для создания более продуктивной среды на производственном объекте.

На промышленных объектах многие процессы выделяют избыточное тепло. Это не только приводит к повышению температуры, но и вызывает падение относительной влажности воздуха со всеми возможными отрицательными побочными эффектами: риск электростатического разряда, высыхание продуктов, снижение комфорта для сотрудников и меньший контроль производственных процессов.

Испарительное охлаждение и контроль влажности могут быть достигнуты с помощью адиабатического процесса для повышения производительности и благополучия рабочих, а также для удаления избыточного тепла, выделяемого во многих промышленных и производственных процессах. Выпаривая воду с помощью системы увлажнения воздуха эти побочные эффекты можно уменьшить или устранить, а эффект испарения от распыления воды в жаркое помещение также обеспечит энергоэффективный охлаждающий эффект.

Система увлажнения воздуха с использованием холодной воды может создать значительный охлаждающий эффект, потребляя очень мало энергии. Именно испарение воды заставляет всю систему рассеивать энергию посредством адиабатического процесса, описанного ниже — наука, лежащая в основе всего этого, очень сложна, но эффект одновременно измерим и предсказуем.

Основы адиабатического эффекта

Адиабатический эффект является результатом первого закона термодинамики, который гласит, что энергия в замкнутой системе не уходит, а переходит в другое состояние. Другими словами, в адиабатическом процессе энергия передается посредством работы, а не тепла. Например, сжатый газ станет горячим, а расширяющийся — холоднее.

Если добавлять тепло в систему, можно получить только две вещи: изменить внутреннюю энергию системы или заставить систему работать. Вся тепловая энергия должна идти на эти вещи.

В случае производственного помещения (как показано на рисунке) наличие местных источников тепла увеличивает тепло в помещении. Другими словами, внутренняя энергия системы увеличивается. Чтобы удалить его, вы можете либо ввести холодный воздух, либо заставить тепло рассеивать свою энергию, используя адиабатический эффект, который приведет к падению температуры.

Если вы хотите вникнуть в основы адиабатического процесса, в Википедии есть статья «Адиабатический процесс».

Как превратить 2 Вт электроэнергии в 630 Вт охлаждающего эффекта

Охлаждающий эффект испаряющегося водяного пара составляет примерно 630 Вт охлаждающего эффекта на килограмм испарившейся воды — и на каждый килограмм воды требуется приблизительно 2 Вт потребляемой энергии для системы увлажнения воздуха высокого давления. Другими словами, за счет использования естественного процесса испарительное охлаждение является высокоэффективным методом охлаждения производственных помещений с использованием местных источников тепла.

Такая энергоэффективность обусловлена тем фактом, что, в отличие от обычных систем кондиционирования воздуха, испарительное охлаждение происходит естественным образом, без использования компрессоров и других энергоемких компонентов.

Увлажнители воздуха могут оказывать охлаждающий эффект двумя совершенно разными способами — испарением или добавлением аэрозоля в воздушный поток. Оба охлаждают воздух за счет адиабатического эффекта, который описан выше — испарение обеспечивает охлаждающий эффект 630 Вт на кг воды. Однако охлаждающим эффектом капель на полу или в воздухе можно пренебречь.

Увлажнители могут устанавливаться в воздуховоде (в приточно-вытяжной системе помещения) или в компактных системах, где испарители или форсунки доставляют водяной пар локально. Второй тип систем более прост в монтаже и дешевле в обслуживании. Помимо этого, компактные системы более эффективны при использовании адиабатического эффекта и будут более эффективными при отводе избыточного тепла в производственной среде.

Источник

Блог о климатической технике Консультации по тел.: 8-495-225-37-19

Промышленные системы охлаждения — это системы, которые обеспечивают охлаждение больших зданий, цехов, складов и других специализированных помещений. Они включают большую группу промышленных кондиционеров, среди которых: руф-топы (крышные кондиционеры), центральные, кассетного, подпотолочного и колонного типа, канальные, шкафные, прецизионные кондиционеры, системы чиллер-фанкойл, а также мультизональные VRV и VRF системы.

Руф-топы — это моноблоки, предназначенные для установки на плоских крышах, обеспечивающие приток воздуха, вентиляцию, кондиционирование и охлаждение воздуха в помещении. Руф-топ самостоятельно охлаждает и нагревает воздух и подает его с помощью системы воздуховодов. Его используют в супермаркетах, спортзалах, кафе, вокзалах, аэропортах.

Прецизионные кондиционеры необходимы для поддержания постоянного режима температуры и влаги в технологических помещениях, в которых необходимо строгое соблюдение параметров воздушной среды, например, там где необходимо обеспечить бесперебойную и продолжительную работу электронных, телекоммуникационных и компьютерных систем. Данные системы на порядок надежнее бытовых приборов, с высокой точностью обеспечивают заданную температуру и влажность. Данные системы охлаждения отличает высокая стоимость, а также ограничение поставок, что может затруднить ремонт оборудования из-за отсутствия какой-либо детали.

Центральные кондиционеры предназначены для охлаждения, очистки и предварительного нагрева воздуха, распределяемого системой воздуховодов. Центральный кондиционер для охлаждения воздуха использует воду, которая поступает от чиллера.

Для охлаждения больших офисов, гостиниц, музеев и крупных госучреждений используется чиллер-фанкойлы. По внешнему виду и внутреннему устройству они напоминают сплит системы, отличаются тем, что внешним блоком выступает чиллер, а вместо фреона применяется вода.

Канальный кондиционер можно использовать одновременно в нескольких помещениях, для этого в каждом помещении устанавливаются управляемые воздушные заслонки.

Кондиционеры колонного типа устанавливаются там, где нет возможности установки на стенах и потолке. Их можно увидеть в зданиях кинотеатров, ресторанах и больших магазинах.

Шкафные промышленные кондиционеры устанавливаются в тех помещениях, где для эффективного и безопасного производственного процесса необходимо обеспечивать постоянную температуру и чистоту воздуха. Это напольный моноблок, внутри которого располагаются компоненты кондиционера, используемый в производственных, складских или иных помещениях.

VRV (Variable Refregerant Volume) и VRF (Variable Refregerant Flow) — полностью автоматизированные промышленные системы охлаждения, VRV — с переменным расходом холодильного агента, VRF — с переменным потоком.

Промышленные системы охлаждения и кондиционирования обладают продолжительным жизненным циклом и высокой надежностью. Их надежность определяется качеством оборудования, а также тем, насколько профессионально оно установлено и насколько квалифицированно его гарантийное и сервисное обслуживание. Промышленные системы охлаждения, кондиционеры и прочее оборудование, обеспечивающее комфортные условия на производстве должны монтироваться и обслуживаться квалифицированными специалистами, имеющими необходимое оборудование и материалы.

При использовании ряда промышленного оборудования, образуется тепло, которое добавляется к температуре окружающего воздуха, в некоторых регионах она может быть очень высокой. Излишнее тепло может стать причиной аварий и остановок оборудования и всего производственного процесса. Во избежание таких негативных последствий применяются промышленные системы охлаждения, обеспечивающие контроль и управление за температурой промышленного оборудования.

Самыми распространенные промышленные системы охлаждения те, которые осуществляют охлаждение жидкостей. Для охлаждения воды, воздуха, масла, которые используются в производственных процессах, существуют различные промышленные системы охлаждения. Это градирни, сухие градирни, чиллеры и т.д. Чиллеры охлаждают воду, масло или эмульсию, являющиеся хладагентом, до температуры 10 °С — 35 °С, которая обеспечит правильную работу оборудования. Какой бы не была температура окружающей среды, все нагревающиеся элементы станочного оборудования будут сохранять требуемую температуру. Чиллеры широко применяются в машиностроительной промышленности, лазерных установках, полиграфической промышленности и т.д. Область их применения достаточно велика, это охлаждение клея и цвета в деревообрабатывающих станках, охлаждение систем цвета в печатных прессах, охлаждение станков и обрабатывающих центров, сварочных систем для пластиковой пленки упаковочных машин, рентгеновских трубок, лазеров и измерительных систем.

Промышленные системы охлаждения жидкостей подразделяются на три основных класса в зависимости от температурного режима жидкости, которая циркулирует в контуре.

Низкотемпературные промышленные системы охлаждения — это системы, в которых циркулирует жидкость, имеющая температуру ниже среднегодовой температуры окружающего воздуха и равная +15С и ниже. Охлаждение циркулирующей жидкости происходит на базе чиллеров. Недостатком низкотемпературных систем является их высокая стоимость, большие энергозатраты и недостаточная надежность. Но если технологический процесс требует получение температуры жидкости более низкой, чем температура окружающего пространства, ее можно получить только, применяя такие охладительные системы. Поэтому, при всех имеющихся недостатках, их применение оправдано.

Высокотемпературные промышленные системы охлаждения предполагают использование охлаждающей жидкости, температура которой выше средней годовой температуры окружающего воздуха, которая равна +25С и выше. Здесь используют градирни сухого и испарительного типа. Недостатком высокотемпературных систем является то, что в летний период такие системы не могут обеспечить получение низких температур. К достоинствам высокотемпературных систем можно отнести их низкую стоимость, простоту и легкость управления системами, высокую надежность и небольшие энергозатраты.

Среднетемпературные промышленные системы охлаждения используют охлаждающую жидкость, температура которой близка к среднегодовой, и находится в диапазоне от +5 до +20С.

Оптимальным, с точки зрения, энергозатрат, является использование в летний период чиллера, а в зимнее градирни.

Существуют комбинированные промышленные системы охлаждения, которые объединяют чиллер и градирню. «Free-cooling» — свободное охлаждение, так называются системы, которые вот уже более 40 лет выпускаются и пользуются большой популярностью в европейских странах. Система работает в режимах «лето», «осень», «зима» и «весна», и является самым оптимальным решением по энергоэффективности. Применение системы Free-cooling помогает сэкономить 80% электроэнергии в зимнее время и до 50% осенью и весной. Основным недостатком системы является ее высокая стоимость, которая со временем все же окупается ее энергосберегающими возможностями. Стоимость системы Free-cooling окупается за 1,5 — 2 года.

Источник