Атлас схем холодоснабжения: 31 схема с обвязкой — от градирни до АБТН

Атлас — 31 принципиальная схема охлаждения и теплоснабжения на 45 страницах, от самой простой открытой градирни до абсорбционного теплового насоса, который поднимает бросовое тепло до +90 °C. На каждой схеме показана вся обвязка, по которой реально проектируют и монтируют систему: насосы, запорная арматура, фильтры, обратные клапаны, расширительные баки, датчики температуры и давления. Рядом — принцип работы, плюсы и минусы, где применяется и фото нашего оборудования. Атлас рассчитан и на проектировщика, и на руководителя, который выбирает систему для своего объекта. PDF доступен в Telegram-канале «Максим, нужно охлаждение».

Что внутри

• Глоссарий на 3 страницах: что есть что на схемах.

• «Как выбрать схему за 2 минуты»: таблица подбора по нужной температуре на выходе.

• Деревья подбора по сериям NCT: свободное охлаждение, затем выбор между компрессионным чиллером (ПКХМ) и абсорбционной машиной (АБХМ).

• Схема 1. Открытая градирня напрямую — оборотная вода 45–65 °C, самый дешёвый киловатт холода.

• Схема 2. Открытая градирня + пластинчатый теплообменник (ПТО) — чистый контур для индукционных печей и лазеров.

• Схема 3. Закрытая градирня без чиллера — Тм.т.+4…5 °C без компрессоров, жидкостные ЦОД.

• Схема 4. Сухой драйкулер — без воды, уставки от +18 °C.

• Схема 5. Адиабатический драйкулер — 100–300 жарких часов в году без чиллера.

• Схема 6. Водоохлаждаемый чиллер + открытая градирня — лучший COP среди компрессорных схем.

• Схема 7. Водоохлаждаемый чиллер + закрытая градирня — чистый конденсаторный контур.

• Схема 8. Моноблочный чиллер — самая массовая схема, +12/+7 °C.

• Схема 9. Чиллер со встроенным фрикулингом — зимой компрессоры стоят.

• Схема 10. Чиллер с выносным конденсатором — машзал внутри, конденсатор на крыше, трасса до 50 м.

• Схема 11. Чиллер + драйкулер фрикулинга + ПТО — две машины резервируют друг друга.

• Схема 12. Чиллер с рекуперацией тепла — холод и ГВС +45…+50 °C одной машиной.

• Схема 13. Чиллер + бак-аккумулятор — ледяная вода 0…+2 °C под пики.

• Схема 14. Низкотемпературный чиллер на гликоле — −18…−8 °C, заморозка и ледовые арены.

• Схема 15. Аммиачный чиллер + испарительный конденсатор — заморозка от ~1 МВт.

• Схема 16. Каскад АБХМ + ПКХМ — сбросное тепло для низкотемпературного холода.

• Схема 17. АБХМ на горячей воде 85–130 °C — холод почти без электричества.

• Схема 18. АБХМ на паре, двухступенчатая — загружает котельную летом.

• Схема 19. АБХМ прямого сжигания газа — есть газ, нет электрической мощности.

• Схема 20. Тригенерация ГПУ + АБХМ — электричество, тепло и холод из одного кубометра газа.

• Схема 21. Градирня с подмесом + чиллер — +80 → +15 °C: закалка, прокат, печи.

• Схема 22. Драйкулер + чиллер в две ступени — тот же перепад без расхода воды.

• Схема 23. Гидрострелка + насосные группы — разные потребители от одного источника.

• Схема 24. Первично-вторичная (разделённая) — многочиллерные станции.

• Схема 25. Последовательно-противоточная — два чиллера на перепад +12 → 0 °C.

• Схема 26. Буферная ёмкость — защита от тактования в малых контурах.

• Схема 27. Переменный расход + частотные приводы насосов.

• Схема 28. Резервирование N+1 / 2N — ЦОД, фарма, непрерывные производства.

• Схема 29. Реверсивный тепловой насос — летом +7 °C, зимой отопление +45 °C.

• Схема 30. Абсорбционный тепловой насос на паре низкого давления — бросовое тепло до +65 °C.

• Схема 31. Абсорбционный тепловой насос на паре высокого давления — до +90 °C для теплосети.

• Четыре типичные ошибки обвязки.

• Все схемы на одной странице: температура, электричество, вода, когда выбирать.

Потоки на схемах посчитаны для нагрузки 1000 кВт, для вашего объекта — пропорционально.

Главное из материала

Выбор начинается с температуры мокрого термометра. Это предел, до которого можно охладить воду испарением. Для средней полосы России расчётная Тм.т. ≈ +21…+23 °C. Если технологии допустима жидкость теплее, чем Тм.т.+3 °C, хватит свободного охлаждения — схемы 1–5, самые простые и дешёвые. Если нужно холоднее, без искусственного холода (схемы 6–20) не обойтись.

Свободное охлаждение тратит в 8–10 раз меньше электричества, но его держит погода. Сухой драйкулер даёт жидкость на 5–7 К теплее наружного воздуха: в +30 °C на улице получите +35…+37 °C. Закрытая градирня опускается до Тм.т.+4…5 °C, то есть около +25…+26 °C даже в пик жары средней полосы. Адиабатический драйкулер тратит воду только в жаркие часы — десятки кубометров в год, а не тысячи, как градирня.

Корректное сравнение — не «чиллер против АБХМ», а ПКХМ против АБХМ. Обе делают холод, только из разной энергии. АБХМ на горячей воде 85–130 °C с насосами обвязки и градирней потребляет 15–30 кВт на 1 МВт холода против ~300 кВт у компрессорного чиллера той же мощности. Плата — градирня в 2,3–2,5 раза мощнее холодильной нагрузки и выход на режим около 30 минут. Предел АБХМ по температуре носителя ≈ +4…+5 °C.

Холодный конденсатор — главный резерв экономии у компрессорного холода. Водоохлаждаемый чиллер на оборотной воде градирни потребляет на 25–35 % меньше воздушного моноблока. Встроенный фрикулинг в средней полосе даёт 4–6 месяцев бесплатного холода в году: сезонный COP растёт с 3 до 5–7, экономия электроэнергии 30–50 %, при этом машина дороже обычной на 15–25 %.

Большой перепад выгоднее снимать в две ступени. Если вода выходит из процесса с +80 °C, а нужна +15 °C, градирня испарением бесплатно снимает около 75 % нагрузки, а компрессоры работают только на последних 10 К из 65. Чиллер получается в 3–4 раза меньше, чем при охлаждении всего перепада в одну ступень.

Тепло конденсатора можно не выбрасывать. На каждый киловатт холода чиллер отдаёт примерно 1,25 кВт тепла. Рекуператор греет воду для ГВС до +45…+50 °C и окупается за один отопительный сезон, если холод и горячая вода нужны одновременно.

Насосы экономят по закону куба. Мощность насоса пропорциональна кубу расхода: минус 20 % расхода дают почти минус половину электропотребления. Переменный расход с частотными приводами экономит 30–60 % на насосах.

Четыре ошибки обвязки кочуют из проекта в проект. Фильтр после насоса вместо фильтра перед ним; расширительный бак на нагнетании вместо всаса; параллельные насосы без обратных клапанов, когда поток гуляет по кругу через стоящий резервный; узлы без запорной арматуры, когда замена насоса означает слив всей системы. Все четыре — из реальных проектов, которые мы переделывали на пусконаладке.

Кому пригодится

• Проектировщикам и технологам, которым нужна правильная обвязка.

• Главным инженерам и энергетикам заводов, которые сравнивают варианты по затратам на электричество и воду.

• Руководителям, которым нужно быстро понять, какое семейство систем им подходит.

• Командам ЦОД, которые выбирают между драйкулером, закрытой градирней, фрикулингом и резервированием N+1 / 2N.

Частые вопросы

Где скачать атлас схем холодоснабжения?

Атлас распространяется только через мой Telegram-канал «Максим, нужно охлаждение». Там же выходят разборы реальных проектов по этим схемам с капитальными и эксплуатационными затратами.

Как быстро понять, нужен ли мне чиллер?

Сравните нужную температуру на выходе с температурой мокрого термометра вашего региона. Если допустима температура выше Тм.т.+3 °C, работает свободное охлаждение градирней или драйкулером. Если холоднее — без чиллера или АБХМ не обойтись.

Схемы в атласе можно сразу отдавать в монтаж?

Нет. Схемы принципиальные: на них показан состав обвязки, а точная спецификация делается в проекте под ваш объект. Потоки посчитаны для примера на 1000 кВт и для другой нагрузки меняются пропорционально.

Читайте также

• Как снизить затраты на охлаждение предприятия: 8 мер с расчётом

• Градирня или драйкулер: что выбрать для охлаждения оборудования

• Чиллер: что это, как устроен и как работает — схема и типы

Нужен расчёт под ваш объект — получить консультацию