Чиллер системы HVAC удаляет тепло из воды или смеси воды и гликоля, а затем направляет охлажденную жидкость по контуру здания к воздухообрабатывающим агрегатам (AHU) и фанкойлам. Правильный выбор зависит от блочной нагрузки, требуемых параметров жидкости на выходе, пространства для отвода тепла, доступности воды, профиля частичной нагрузки, средств управления и данных, которые поставщик может предоставить в запросе предложений (RFQ). Это решение нельзя принимать надежно, основываясь только на площади пола.
Это руководство предназначено для инженеров, специалистов по эксплуатации, подрядчиков и менеджеров по закупкам, которые сравнивают центральную систему охлажденной воды с оборудованием прямого испарения. Основное внимание уделяется системам HVAC зданий. Технологические задачи имеют иной профиль нагрузки и границы рисков, поэтому используйте руководство Domi, руководство по выбору промышленных чиллеров когда охлажденная жидкость обслуживает машину, производственную линию или технологический теплообменник.
Что делает чиллер HVAC
В центральной системе HVAC чиллер представляет собой холодильную машину, находящуюся в центре водяного контура. Испаритель передает тепло от возвращающейся охлажденной воды хладагенту. Компрессор повышает давление хладагента. Конденсатор отводит это тепло наружному воздуху или воде конденсатора, а расширительное устройство снижает давление хладагента перед началом нового цикла. Компания Trane описывает аналогичную роль масштаба здания в своем глоссарии коммерческих чиллеров. AHRI также рассматривает жидкостные чиллеры как оборудование, производящее охлажденную жидкость для систем кондиционирования воздуха или технологических процессов, причем номинальные условия определяют значение публикуемых характеристик.
Чиллер не охлаждает каждую комнату напрямую. Насосы перекачивают охлажденную воду к концевым змеевикам. Змеевик передает тепло от возвращающегося воздуха воде, в то время как вентиляторы перемещают кондиционированный воздух в обслуживаемые помещения. Такое разделение является причиной того, что центральная установка может обслуживать множество зон, но оно также создает больше проектных стыков, чем один автономный блок прямого испарения (DX).
Чиллер HVAC в сравнении с технологическим чиллером
Нагрузки систем HVAC зданий зависят от заполняемости, погоды, вентиляции и расписания. Технологические нагрузки могут оставаться высокими ночью, быстро меняться в зависимости от цикла работы машины или требовать узкого диапазона температур жидкости. Пояснение компании Trane относительно технологических чиллеров служит полезной проверкой границ. Если производственный актив зависит от непрерывного отвода тепла, рассчитывайте и защищайте контур как технологическую систему, а не используя эмпирическое правило комфортного охлаждения.
Когда центральная система охлажденной воды является правильным выбором
Чиллер HVAC становится привлекательным, когда в здании имеется достаточная подключенная охлаждающая нагрузка для обоснования установки системы, когда заказчик хочет иметь общий контур охлажденной воды или когда многим воздухообработчикам требуется общий источник холода. Больницы, кампусы, лаборатории, гостиницы, офисы и крупные торговые здания часто обладают такими характеристиками, но окончательный выбор все равно зависит от площадки.
Выбирайте центральную установку, когда проект получает преимущества от нескольких воздухообработчиков, поэтапного оборудования, доступного обслуживания в машинном отделении или возможности будущего расширения. Здание меньшего размера с короткими трассами трубопроводов может обслуживаться более эффективно с помощью комплектного оборудования DX. Установка с водяным охлаждением может обеспечить отличные показатели при частичной нагрузке, но ей требуются градирня, насосы воды конденсатора, водоподготовка и место для отвода тепла. Установка с воздушным охлаждением упрощает эту задачу, однако температура наружного воздуха и загрязнение теплообменника напрямую влияют на производительность конденсатора.
Практичный вопрос для отдела закупок звучит не так: “Какой чиллер лучше?”, а так: “Какая схема отвода тепла и распределения удерживает это здание в пределах его эксплуатационных ограничений в течение всего года?”
Чиллеры HVAC с воздушным охлаждением против чиллеров с водяным охлаждением
Обе схемы могут подавать охлажденную воду. Требования к их установкам различаются, и эти требования должны быть отражены в сравнении проектов до выбора номера модели.
| Поле решения | Чиллер HVAC с воздушным охлаждением | Чиллер HVAC с водяным охлаждением |
|---|---|---|
| Путь отвода тепла | Тепло хладагента проходит через змеевики наружного конденсатора и вентиляторы | Тепло хладагента передается в воду конденсатора, а затем в градирню или устройство сухого охлаждения |
| Оборудование площадки | Чиллер, пространство для обслуживания, электроснабжение, насосы и принадлежности для охлажденной воды | Чиллер, насосы конденсаторной воды, градирня или устройство теплоотвода, водоподготовка, трубопроводы и средства управления |
| Использование воды | Отсутствует контур конденсаторной воды | Подпиточная вода, продувка, фильтрация и водоподготовка являются частью эксплуатационного плана |
| Вопрос размещения | Может ли наружный блок получать воздушный поток без рециркуляции горячего воздуха или создания проблем с шумом? | Есть ли место для градирни, безопасного доступа, уноса влаги, защиты от замерзания и подвода воды? |
| Типичная причина выбора | Более быстрое создание границ установки, меньшее количество водяных компонентов или площадка с ограничениями по воде | Крупная центральная установка, регулярная программа технического обслуживания и площадка, способная поддерживать инфраструктуру конденсаторной воды |
| Основной нюанс проектирования | Высокая температура наружного воздуха и загрязненные змеевики конденсатора снижают производительность и эффективность | Низкое качество температуры конденсаторной воды, загрязнение, образование накипи или сбои в управлении градирней могут свести на нет ожидаемую эффективность |
Универсального победителя не существует. Чиллер с воздушным охлаждением может быть оптимальным выбором при ограничении водных ресурсов, высоты градирни или персонала для технического обслуживания. Установка с водяным охлаждением имеет смысл, если на объекте имеется большая постоянная нагрузка и владелец будет правильно эксплуатировать контур конденсаторной воды. Запрашивайте одинаковые точки нагрузки и погодные условия у каждого участника тендера, чтобы сравнение было справедливым.
Проследите путь охлажденной воды, а не только корпус чиллера
Полезный анализ проекта включает четыре этапа:
- Охлажденная вода выходит из испарителя и проходит через подающий коллектор.
- Насосы и регулирующие клапаны подают поток в теплообменники приточных установок (AHU) и фанкойлов.
- Обратная вода переносит тепло здания обратно к испарителю.
- Отдельный контур конденсатора отводит тепло холодильного цикла, если чиллер имеет водяное охлаждение.
На чертеже должны быть показаны запорная арматура, сетчатые фильтры, воздухоотводчики, системы контроля расширения, дренажи, вантузы, датчики и сервисные зоны обслуживания. На нем также должно быть указано, где фиксируется сигнал тревоги по низкому расходу, срабатывает последовательность защиты от замерзания или обнаруживается отказ насоса. Спецификация чиллера без гидравлической схемы оставляет слишком много скрытых допущений.
Интерфейс охлаждающего змеевика приточной установки
Змеевик приточной установки должен передавать требуемую явную и скрытую тепловую нагрузку при доступном расходе воды и воздуха. Подтвердите параметры входящего воздуха, целевые параметры выходящего воздуха, скорость потока на фронтальной поверхности, количество рядов, шаг оребрения, материал труб, размер подключений, перепад давления, конструкцию поддона для конденсата и доступ для очистки. Страница коммерческих охлаждающих змеевиков Domi является подходящей отправной точкой для проверки змеевика. При выборе чиллера следует использовать фактический перепад давления на змеевике и расчетный расход, а не стандартный допуск для концевых устройств.
Интерфейс фанкойла и концевого устройства
Фанкойлы обычно обслуживают меньшие зоны и имеют более жесткие ограничения по пространству. Проверьте балансировку ответвлений, авторитет клапана, дренаж конденсата, размеры люков доступа, требования к уровню шума и влияние низкой нагрузки на холодильную станцию. Если множество концевых клапанов закрываются одновременно, система управления должна поддерживать безопасный минимальный расход или соответствующим образом включать ступени насосов и чиллеров.
Согласуйте конфигурацию чиллера с нагрузкой здания
Начните с модели блочной нагрузки и графика работы. Соберите расчетные погодные точки, данные об occupancy (заполняемости), вентиляции, освещении, оборудовании, ограждающих конструкциях, солнечной радиации, сопутствующем технологическом тепле и будущих этапах. Затем отделите подключенную нагрузку от пиковой одновременной нагрузки. Холодильная станция, рассчитанная на каждое концевое устройство при максимальной мощности, может работать в режиме частых пусков-остановок во время нормальной эксплуатации, в то время как станция, рассчитанная на оптимистичное среднее значение, может выйти из строя в самый жаркий расчетный день.
Используйте следующую таблицу в качестве отправной точки для обсуждения, а не в качестве калькулятора мощности.
| Условия здания или режима эксплуатации | Отправная точка для выбора | Доказательства, которые необходимо запросить до присуждения заказа |
|---|---|---|
| Офис или отель с четким ежедневным графиком | Моделирование периодов с присутствием и отсутствием людей, вентиляции и утреннего выхода на режим | Файл блочной нагрузки, почасовой график и точки номинальной нагрузки при частичной загрузке |
| Больница или лаборатория с высокой вентиляцией | Отделение критических зон, резервирование, влажность и перепад давления на фильтрах | Сводка нагрузок по зонам, концепция резервирования и данные теплообменников приточных установок |
| Кампус или поэтапное развитие | Сравнение центральной станции, распределенных станций и будущих точек подключения | Поэтапные нагрузки, генеральный план, коллекторы и допуски на расширение |
| Торговое или многофункциональное здание | Учет коэффициента одновременности арендаторов, продленных часов работы и изменения планировки | График работы арендаторов, допущения по одновременности и зонирование управления |
| Здание с низкотемпературным контуром или контуром на гликоле | Подтверждение свойств жидкости и температурного напора теплообменника | Концентрация, вязкость, точка замерзания, материалы и характеристика насоса |
Не используйте удельные показатели на квадратный метр в качестве окончательного ответа
Удельные показатели на квадратный метр могут стать началом обсуждения бюджета, но они не учитывают вентиляцию, остекление, внутреннее оборудование, влажность или коэффициент одновременности. Для запроса цен (RFQ) укажите расчетные параметры наружного воздуха, температуры подающей и обратной воды, расчетный расход, допустимый перепад давления, высоту над уровнем моря, химический состав жидкости, параметры электроснабжения, ограничения по шуму и нагрузку в нескольких рабочих режимах. Попросите участников торгов указать свои допущения, чтобы заказчик мог сравнить аналогичные предложения.
Выбор типа компрессора и регулирования при частичной нагрузке
Выбор компрессора зависит от диапазона производительности, потребности в регулировании, схемы контура хладагента, ограничений по шуму, стратегии обслуживания и количества часов работы при частичной нагрузке. Спиральные компрессоры часто подходят для небольших модульных машин. Винтовые компрессоры охватывают множество средних и крупных применений. Центробежные компрессоры обычно рассматриваются для крупных центральных станций, где необходимо тщательно оценить степень сжатия, расход и ступенчатое регулирование. Это общие тенденции выбора, а не гарантия того, что одна технология подойдет для любого проекта.
Запросите границы рабочих характеристик компрессора, минимальную стабильную нагрузку, метод разгрузки, требования к масляной системе, защиту от помпажа (где применимо) и реакцию системы управления при резких изменениях нагрузки. Если станция работает с несколькими чиллерами, сравните одну большую машину со ступенчатыми модулями при одинаковом годовом профиле нагрузки. Самая низкая потребляемая мощность при полной нагрузке автоматически не означает самые низкие годовые эксплуатационные расходы.
Определение типоразмера по температуре воды, расходу и реальным ограничениям
Холодопроизводительность определяется количеством тепла, переносимого жидкостью, и изменением температуры в испарителе. Основная инженерная зависимость:
Холодопроизводительность = массовый расход x удельная теплоемкость x разность температур
Используйте данные о жидкости, которые фактически будут применяться. Вода и гликолевые смеси имеют разную теплоемкость, вязкость и перепад давления. Более высокая вязкость может увеличить энергопотребление насоса и изменить характеристики теплообменника. Более низкая температура воды на выходе может улучшить осушение воздуха, но может снизить эффективность чиллера и увеличить риск конденсации влаги на поверхностях, которые для этого не предназначались.
В оценочном листе должны быть указаны температуры входящей и выходящей жидкости, расход, допущения по загрязнению, условия окружающей среды, высота над уровнем моря, уровень шума, хладагент, частота электрического тока, а также учитываются ли вспомогательные насосы или вентиляторы градирен в потребляемой мощности. Без этих полей два значения холодопроизводительности могут казаться сопоставимыми, хотя описывают разные рабочие точки.
Оценивайте эффективность при том профиле нагрузки, который имеет значение
Запрашивайте данные для полной и частичной нагрузки, а не одно значение максимальной эффективности. Руководство DOE FEMP по приобретению энергоэффективных электрических чиллеров рекомендует оценивать оборудование с учетом условий эксплуатации и стоимости жизненного цикла, важных для объекта. Руководство ASHRAE по проектированию и управлению централизованными станциями охлажденной воды полезно, когда установка включает в себя несколько чиллеров, переменный расход, градирни и систему автоматизации зданий.
Для каждого участника торгов запрашивайте одинаковые точки полной и частичной нагрузки, температуры входящей и выходящей воды, расход, перепад давления, шумовые характеристики и общую границу энергопотребления установки. Также запрашивайте список средств управления и аварийных сигналов, чтобы сравнение систем автоматизации зданий охватывало реальные действия оператора, а не маркетинговый список функций.
Не переводите результаты заводских испытаний производителя в гарантированный годовой счет за электроэнергию. Результат зависит от погоды, нагрузки, температуры воды конденсатора, качества воды, настройки регуляторов и технического обслуживания. Используйте показатель из паспортной таблицы как исходные данные для модели, а затем проверьте смонтированную установку во время пусконаладочных работ.
Спланируйте водоподготовку и техническое обслуживание контура охлаждающей воды
Системы с водяным охлаждением создают зону ответственности по техническому обслуживанию, которую следует распределить до покупки. Накипь, коррозия, биологический рост, плохая фильтрация и неправильная продувка могут увеличить температурный напором и снизить теплопередачу. Руководство EPA WaterSense по системам охлажденной воды предоставляет практический контекст для использования воды, ее обработки и эксплуатационных проверок.
Владелец должен определить, кто отбирает пробы на электропроводность, проверяет дозировку химикатов, очищает сетчатые фильтры, осматривает трубы, фиксирует состояние поддона градирни и утверждает план действий при повышении температуры воды конденсатора. Если эта зона ответственности нечеткая, установка может потерять производительность даже при исправном чиллере. Системы с воздушным охлаждением избавлены от этих обязанностей по водяной части, но их змеевики конденсатора, вентиляторы, фильтры и зазоры для наружного воздуха все равно требуют письменного плана технического обслуживания.
Подключите чиллер к средствам автоматизации зданий и обеспечьте резервирование
Системы управления должны координировать включение чиллеров, скорость насосов, положение клапанов, температуру воды на выходе, перепад давления, температуру воды конденсатора, защиту от замерзания и обработку аварийных сигналов. Хорошая последовательность операций описывает, что происходит при за пуске, низкой нагрузке, высокой нагрузке, потере расхода, отказе датчика, сбое связи и плановом техническом обслуживании.
Для критически важных зданий определите последствия выхода из строя одного чиллера, насоса или источника питания. Резервирование может означать резервную производительность, несколько машин меньшего размера, запасные контуры теплообменника или точку временного подключения. Правильная схема зависит от оценки рисков. Не называйте установку “N+1”, не указав, какой компонент зарезервирован и какая нагрузка остается доступной после сбоя.
Выполните пусконаладку всей системы
Пусконаладочные работы должны подтвердить работоспособность всего контура, а не только компрессора. Сбалансируйте расход охлажденной воды, подтвердите расположение датчиков, проверьте работу клапанов, запишите температуры подающей и обратной воды, проверьте перепад давления на насосах, отследите график энергопотребления установки и протестируйте реакцию на ступенчатое изменение нагрузки. Для установки с водяным охлаждением запишите расход воды конденсатора, температуры на входе и выходе, температурный напор, работу вентилятора градирни и показатели водоподготовки.
| Проверка в рамках пусконаладочных работ | Минимальная запись | Условие прохождения, определяемое в план проекта |
|---|---|---|
| Расход охлажденной воды | Значение расхода по каждой расчетной ветке и общая сумма по станции | Расход достигает утвержденного расчетного диапазона при клапанах в заданном положении |
| Разница температур | Температуры подачи и обратки на чиллере и репрезентативных теплообменниках | Разность температур соответствует утвержденной последовательности и испытанию под нагрузкой |
| Давление и удаление воздуха | Состояние перепада давления насоса, воздушных клапанов, сетчатых фильтров и расширительного устройства | Отсутствие нестабильного потока, скопления воздуха или непредвиденных потерь давления |
| Последовательность управления | Журналы пуска, останова, ступенчатого регулирования, сброса, аварийных сигналов и ручного переключения | Команды и обратная связь системы управления зданием (BAS) соответствуют письменной последовательности |
| Отвод тепла | Показания охлаждающей воды или наружного воздуха и состояние вентилятора или градирни | Чиллер остается в пределах утвержденного рабочего диапазона |
| Доказательства передачи | Файлы трендов, сертификаты калибровки, исполнительная схема контура и записи по эксплуатации и техническому обслуживанию (O&M) | Команда объекта может эксплуатировать и устранять неисправности установки |
Укажите правильную информацию в запросе предложений (RFQ) на чиллер HVAC
Запрос предложений (RFQ) должен позволить поставщику оценить оборудование без догадок. Включите местоположение проекта, расчетные погодные условия, профиль нагрузки, требуемые точки производительности, температуры воды на выходе и входе, расход, химический состав жидкости, концентрацию гликоля, ограничения по давлению, электроснабжение, ограничения по уровню шума, требования к хладагенту, схему отвода тепла, протокол управления, маршрут доступа, зазоры для обслуживания, требования к испытаниям, документацию, упаковку и ограничения по доставке.
| Раздел RFQ | Ввод покупателя | Ответ поставщика на запрос |
|---|---|---|
| Нагрузка и график | Пиковые, совпадающие, минимальные и будущие нагрузки | Номинальная производительность и параметры на входе в каждой согласованной точке |
| Жидкости и трубопроводы | Вода или гликоль, температуры, расход, перепад давления, материалы | Выбор испарителя и змеевика, характеристики насоса и примечания по совместимости |
| Отвод тепла | Параметры наружного воздуха или входящей воды в конденсатор | Выбор конденсатора, характеристики вентилятора или градирни и рабочие пределы |
| Элементы управления | Протокол BAS, датчики, блокировки, аварийные сигналы и логика сброса | Список точек, описание последовательности и зона ответственности за интерфейс |
| Качество и испытания | План инспекций, испытания под давлением, заводские или полевые проверки | Метод испытаний, предоставляемые отчеты и процесс работы с несоответствиями |
| Логистика и обслуживание | Путь доступа, упаковка, подъем, запасные части и пространство для обслуживания | Габариты при транспортировке, зоны обслуживания, руководства и список запасных частей |
При работе с теплообменниками или змеевиками Domi может изучить чертежи и рабочие данные через свои инженерные возможности, испытательная лаборатория, и изготовление индивидуальных змеевиков страницы. Эти ссылки описывают документированный объем инженерных и теплотехнических компонентов. Они не отменяют ответственность производителя чиллера, подрядчика по системам управления, поставщика градирни или монтажной организации.
Часто задаваемые вопросы
Что такое чиллер в HVAC?
Чиллер системы HVAC удаляет тепло из воды или смеси воды и гликоля и циркулирует охлажденную жидкость по змеевикам охлаждения приточных установок (AHU) или фанкойлов. Холодильный контур и водяной контур здания работают в связке, поэтому график работы чиллера следует сопоставлять с графиками работы змеевиков и насосов.
В чем разница между системами HVAC и чиллерами?
HVAC — это более широкая строительная дисциплина, охватывающая отопление, вентиляцию, кондиционирование воздуха, распределение, средства управления и микроклимат в помещении. Чиллер является одним из элементов охлаждения в этой системе. Он может обеспечивать работу нескольких центральных кондиционеров, но не заменяет насосы, змеевики, воздуховоды, клапаны, датчики или средства управления, которые распределяют холод.
В чем разница между кондиционером и чиллером?
Кондиционер обычно подает хладагент или кондиционированный воздух в ограниченную зону. Чиллер производит охлажденную жидкость для отдельного распределительного контура. Чиллер может обслуживать множество зон через змеевики приточных установок и фанкойлов, в то время как автономный кондиционер может быть проще для небольшого здания или короткой схемы трубопроводов.
Какой чиллер системы ОВКВ лучше: с воздушным или водяным охлаждением?
Системы с воздушным охлаждением часто проще в развертывании на объектах с ограничениями по воде, ограниченным пространством под градирню или небольшой командой обслуживания. Системы с водяным охлаждением подходят для крупной центральной станции, где есть место для градирни, насосов конденсаторной воды, водоподготовки и обученного эксплуатационного персонала. Сравнивайте все оборудование установки в целом, расчетные погодные условия, водоснабжение и данные при частичной нагрузке, а не только корпус чиллера.
Каковы должны быть размеры чиллера системы ОВКВ?
Начните с модели блочной нагрузки и фактического графика работы. Укажите пиковые и минимальные нагрузки, расчетные температуры воды, расход, свойства жидкости, перепад давления, параметры наружного воздуха, вентиляцию и будущие этапы. Запросите несколько точек подбора и задокументируйте каждое допущение. Упрощенного расчета по площади в квадратных футах недостаточно для принятия решения о присуждении контракта.
Что должно быть включено в запрос коммерческого предложения (RFQ) на чиллер HVAC?
Включите профиль нагрузки, расчетную погоду, температуру воды на входе и выходе, расход, химический состав жидкости, ограничения по давлению, схему отвода тепла, электроснабжение, ограничения по шуму, средства управления и сигнализации, испытания, документацию, доступность, комплектность и требования к обслуживанию. Запросите письменный перечень отклонений, чтобы исключения не всплыли после размещения заказа.
Отправьте ваш запрос коммерческого предложения (RFQ) на чиллеры ОВКВ на проверку
Если установка включает нестандартные теплообменники, змеевики или сложный интерфейс жидкости и воздушного потока, отправьте чертеж и рабочие данные до того, как спецификация оборудования будет утверждена. Domi может проверить часть тепловых компонентов, уточнить информацию, необходимую для обоснованного подбора, и определить, какие проверки относятся ко всему комплекту чиллера. Отправьте ваш запрос коммерческого предложения (RFQ) на чиллеры ОВКВ через страницу контактов с указанием точек нагрузки, данных о жидкости, габаритов и требуемой границы поставки.
