Рекуперация тепла в чиллерах Clivet

Почему важно использовать рекуперацию тепла в холодильных машинах?

Как известно, от 25 до 35% энергопотребления зданий уходит на системы нагрева и горячего водоснабжения, около 7–20% на системы кондиционирования, в зависимости от типа объекта. В такой ситуации, если возможно реализовать более эффективные средства обеспечения здания теплом, появляется огромная возможность снизить энергопотребление зданий и сократить соответствующие расходы.

Эффективное производство горячей воды.

Горячая вода, на протяжении многих лет, получается практически таким же образом, как и много лет назад. Основными способами нагрева воды являются: процесс сжигания ископаемого топлива, либо нагрев воды с помощью электрических тэнов. При нагреве воды ископаемыми видами топлива, эффективность нагрева может достигать более 0,9 в конденсационных котлах и около 1,0 при помощи погружных электронагревателей.

Можно ли получать горячую воду с эффективностью более 1,0?

Да, возможно, с помощью системы рекуперации тепла в холодильной машине (чиллере). Система рекуперации тепла использует энергию, которая в противном случае впустую выбрасывается в атмосферу, и преобразует данную энергию в полезное тепло. Это становиться возможным благодаря использованию тепла конденсации холодильной машины. В таком случае суммарная эффективность производства горячей воды для внутренних нужд и холодной воды для охлаждения может быть выше 5,0.

Как это работает? Частичная рекуперация

В нормальном режиме охлаждения, чиллер производит определенное количество холодной воды за счет работы холодильного цикла, а все тепло, отведенное от системы, выбрасывает через конденсатор или выносные блоки в атмосферу. В случае установки дополнительного теплообменника в холодильный контур, появляется возможность передачи “бесплатного” тепла системам нагрева и горячего водоснабжения, но только при существовании одновременной потребности в холодной и горячей воде.

Важно помнить, что приоритетным режимом работы установки, в любом случае, остается режим охлаждения. Чиллеры Clivet, в зависимости от типа и серии, могут рекуперировать 20 или 100% тепла конденсации (величины эквивалентной сумме холодильной мощности и потребляемой мощности компрессоров).

В холодильных машинах, рассчитанных на утилизацию 20% тепла конденсации, установлен небольшой теплообменник – “пароохладитель” (как показано на рисунке 1а),который представляет собой паянный пластинчатый теплообменник из нержавеющей стали AISI 316. Благодаря небольшой площади теплообмена, он способен рекуперировать только тепло перегретого газа после компрессоров (как показано на рисунке. 1б). Активация режима рекуперации в таком исполнении производится пользователем. В случае отсутствия потребности в горячей воде, холодильная машина отдает все тепло атмосфере через конденсатор. Устройство частичной рекуперации должно работать при наличии определенного расхода жидкости. Система рекуперации также улучшает производительность чиллера, поскольку она снижает температуру конденсации: при номинальных условиях, холодильная мощность возрастает приблизительно на 3,2% и потребляемая мощность компрессоров снижается на 3,6%.

Когда температура нагреваемой воды достаточно низка, необходимо добавить регулятор расхода в гидравлическую систему, для поддержания температуры воды на выходе выше 35°C и исключения конденсации хладагента в теплообменнике частичной рекуперации.

Полная рекуперация

В холодильных машинах, рассчитанных на утилизацию 100% тепла конденсации, установлен теплообменник эквивалентный по площади конденсатору. Он выполнен из паянного пластинчатого теплообменника(как показано на рисунке. 2а), из нержавеющей стали, который идеально подходит для рекуперации всей тепловой мощности машины (величины эквивалентной сумме холодильной мощности и потребляемой мощности компрессоров). При помощи соленоидиных клапанов, датчиков температуры подаваемой и обратной горячей воды и соответствующей интегрированной логике управления с двумя ступенями разделения. Такая конфигурация холодильных машин позволяет утилизировать 100% тепла конденсации(как показано на рисунке. 2б). Наличие горячей воды всегда определяется производством холодной воды.

Например:
Холодильная мощность = 100% / тепловая мощность = 0% производство только холодной воды
Холодильная мощность = 100% / тепловая мощность = 100% производство холодной и горячей воды
Холодильная мощность = 50% / тепловая мощность = 100% производство холодной и горячей воды 50% от необходимой мощности

Когда достигнута уставка рекуперации, теплообменник рекуператор переактивируется. В таком режиме контур полной рекуперации переходит в режим частичной рекуперации (пароохладитель). Когда необходимо получать горячую воду, теплообменник конденсатора отключается. Конденсация происходит полностью в блоке рекуперации.

Источник: TopClimat.ru