Не хватает мощности на заводе: как освободить её на охлаждении

Когда заводу не хватает электрической мощности, первым стоит проверить холодильный центр. На 1000 кВт холода воздушный чиллер берёт на компрессоры около 333 кВт, центробежный на градирне — 167 кВт, абсорбционная машина — 5–10 кВт. При техприсоединении около 47 000 ₽ за киловатт разница схем стоит миллионы рублей ещё до первого пуска.

Статья для директора и главного энергетика, которым сеть отказала в мощности под новую линию или дала технические условия (ТУ) меньше нужного. Решение по схеме холода принимают один раз — на стадии проекта, до оплаты присоединения. Остальные материалы — в теме «Энергоэффективность».

Сколько электрической мощности забирает холодильный центр?

Электрическая мощность холодильного центра почти целиком определяется схемой отвода тепла. На 1000 кВт холода компрессоры воздушного чиллера с холодильным коэффициентом (COP — киловатты холода на киловатт электричества) 3 берут 333 кВт, водяного с COP 5 — 200 кВт, центробежного на градирне с COP 6 — 167 кВт. Насосы и вентиляторы добавляются сверху.

Проектировщик часто узнаёт про лимит мощности последним. Пример из нашей методички: при разрешённых 250 кВт водяной чиллер на 1000 кВт холода проходит впритык, потому что к компрессорам добавятся насосы и вентиляторы градирни, а воздушный не проходит вовсе. Если мощности по ТУ не хватает, спор о типе машины заканчивается, не начавшись.

Обратная ошибка — завысить запрос. Чиллер на 350 кВт холода потребляет около 110 кВт электричества, а в опросных листах эти киловатты иногда складывают, и ввод выходит завышенным втрое. Прежде чем просить у сети мощность, проверьте, что в расчёте стоят киловатты электричества, а не холода.

Во что обходится киловатт техприсоединения?

Техприсоединение (подключение к электросети с оплатой каждого киловатта присоединённой мощности) стоит около 47 000 ₽ за киловатт, а в некоторых регионах до 100 000 ₽. Платят за пик: мощность, которую станция берёт в самый жаркий час, а не среднюю за год.

На одном мегаватте холода воздушный моноблок и центробежный чиллер на градирне различаются по пику на 333 − 167 = 166 кВт. По ставке 47 000 ₽ это около 7,8 млн ₽, один раз, на входе. На дата-центре с 5000 кВт холода газовая абсорбционная машина снижает пик холодильного центра с 1 667 до 230 кВт: освобождается 1 437 кВт, или 67 млн ₽ платы за присоединение.

Эту строку часто не включают в смету: она воспринимается как данность. Разговор с заказчиком дата-центра на 5 МВт: я спрашиваю, понимают ли они, что можно было купить электричества на полтора мегаватта меньше. «Это же сотни миллионов». «Почему не сделали?» — «Ну, мы уже купили». Поэтому схему холода выбирают до оплаты присоединения, а не после.

Почему фрикулинг не освобождает мощность?

Фрикулинг (свободное охлаждение наружным воздухом без компрессора) экономит киловатт-часы, но не снижает пиковую мощность. Пик приходится на летнюю жару, когда фрикулинг не работает и компрессоры несут всю нагрузку, а мощность присоединения считают именно по нему.

На дата-центре 5000 кВт моноблоки с фрикулингом тратят электричества в 1,8 раза меньше схемы без свободного охлаждения, а пик остаётся 1 667 кВт — как у классической чиллерной схемы. Фрикулинг нужен там, где нагрузка есть зимой, и окупается он счётом за электричество, а не мощностью; подробно — в статье о фрикулинге в чиллере.

Сколько мощности освобождает водяная схема с градирней?

Водяная схема с градирней снижает пик компрессоров в 1,7–2 раза по сравнению с воздушным чиллером: на 1000 кВт холода 167–200 кВт вместо 333 кВт. Испарительная градирня работает по мокрому термометру, поэтому водяной чиллер конденсирует около 35 °C, а воздушный при +30 °C на улице — при 46 °C.

На дата-центре 5000 кВт центробежный чиллер с мокрой градирней держит пик системы 1 015–1 130 кВт вместе с градирнями и насосами против 1 667 кВт у классической схемы. Плата за это — вода: около 10 м³/ч на этом объекте, водоподготовка и служба, которая будет её вести.

Большая часть российских заказчиков не знает, что электричество можно поменять на воду, и иногда этот размен решает судьбу подключения объекта к сети. Первый вопрос, который я советую задать проектировщику: что у вас в дефиците, киловатты или кубометры? В Москве и Петербурге это почти всегда киловатты. Как посчитать размен в деньгах — в статье «Вода или электричество».

Если градирня невозможна, остаётся адиабатическое предохлаждение: воду распыляют в воздух перед конденсатором или драйкулером, и воздух на входе холодеет на 5–15 °C. В нашем климате адиабатика покупает не годовую экономию, а мощность и надёжность в самые жаркие часы. Для драйкулера с адиабатикой производитель называет снижение потребления системы охлаждения на пиковых режимах до 30 %.

Когда холод выгоднее делать из тепла или газа?

Холод из тепла или газа делает абсорбционная холодильная машина (АБХМ): работу компрессора в ней выполняет тепло, а электричества она берёт 5–10 кВт на мегаватт холода против 300–350 кВт у компрессорной машины. Это самый сильный способ освободить мощность, если на площадке есть тепло от 80 °C или газ с лимитом.

Пар, горячую воду котельной, выхлоп газопоршневой установки, если их сейчас сбрасывают, можно превратить в холод. На нефтехимическом заводе в Благовещенске отработанный пар уходил в атмосферу, а кислоту охлаждал компрессорный чиллер на 1000 кВт, который постоянно потреблял 300 кВт. Мы поставили абсорбционную машину Thermax на этом паре: 300 кВт освободились, окупаемость — несколько месяцев.

На бизнес-центре «Триумф Плаза» в Обнинске абсорбционная машина Thermax высвободила 1 МВт электрической мощности. Ещё пример — судебный квартал в Петербурге: 12 000 кВт холода, четыре абсорбционные машины на природном газе, объект в реализации. На Петроградской стороне столько электроэнергии взять негде, и на электрических чиллерах проект бы не состоялся.

Сравнивать надо станцию целиком, а не только машину. Насосы трёх контуров и вентиляторы градирни тоже потребляют: в нашем расчёте станция на 1000 кВт холода с АБХМ на горячей воде берёт около 66 кВт без вентиляторов градирни, станция на чиллере с COP 5 и насосами — около 245 кВт. Как газовая АБХМ освобождает мощность на крупном объекте — в статье «АБХМ для ЦОД».

Когда нужна тригенерация?

Тригенерация (выработка электричества, тепла и холода из одного топлива) нужна, когда сеть не даёт мощность вообще, а газ на площадке есть. Газопоршневая установка (ГПУ) даёт своё электричество, а её тепло зимой идёт на отопление, летом через АБХМ — в холод.

Своя электроэнергия в нашем расчёте обходится в 3,45 ₽ за кВт·ч против 10 ₽ из сети, топливо используется на 85 % вместо 35–40 %. Но главный выигрыш обычно не в цене киловатт-часа: схема снимает вопрос лимита мощности, а объект, которому сеть не даёт мощность, вообще не начинается.

Честно про минусы. Нужен лимит по газу, и его дают не везде. Капитальные затраты выше классической схемы в разы, сервисных контрактов два, а не один: ГПУ обслуживают отдельно, по моточасам. Когда тригенерация окупается — в статье «Тригенерация».

Что делать, если ввод слабый по току, а не по киловаттам?

Если упираетесь в ток ввода и сечение кабеля, помогают плавный пуск, частотный привод компрессора и компенсация реактивной мощности. Они не меняют киловатты холода, но снимают пусковые броски и разгружают вводной аппарат.

По каталогам NCT 2026 года у винтового чиллера NARV 95 с пуском «звезда — треугольник» рабочий ток 181 А, а пусковой — до 358 А. У центробежного NWCV 65-1 с частотным приводом пусковой ток 15 А при максимальном рабочем 90 А. На слабом вводе это аргумент за плавный пуск или инвертор.

Пример из нашей методички по автоматике: станция расчётной мощностью 313,5 кВт при коэффициенте мощности 0,82 берёт с ввода 552 А, после компенсации до 0,95 — 476 А. Вводной аппарат уходит с 630 на 500 А, кабель — на ступень вниз. На станции с частотниками установку компенсации берут только с антирезонансными дросселями.

Какой способ выбрать: сравнение по мощности и условиям

Выбор зависит от того, что есть на площадке: тепло, газ, вода или ничего из этого. Таблица сводит способы, разобранные выше, на один объект — 1000 кВт холода.

Способ	Что снижает	Электричество машины на 1000 кВт холода в жару	Условие
Воздушный чиллер (база)	—	333 кВт компрессоров	—
Фрикулинг	Киловатт-часы зимой	Пик не меняется: 333 кВт	Нагрузка есть зимой
Адиабатика	Потребление в жару	До 30 % на пиковых режимах по данным производителя (драйкулер)	Вода в жаркие часы
Водяной чиллер + градирня	Пик и киловатт-часы	200 кВт (COP 5)	Вода и водоподготовка
Центробежный чиллер + градирня	Пик и киловатт-часы	167 кВт (COP 6)	Вода и водоподготовка
АБХМ на паре, горячей воде или газе	Пик почти целиком	5–10 кВт на саму машину	Тепло от 80 °C или газ с лимитом
Тригенерация	Потребность объекта в сетевой мощности	Своя генерация	Газ, тепло и холод большую часть года
Плавный пуск, инвертор, компенсация	Пусковой ток и ток ввода	Киловатты не меняются	Слабый ввод

Схемы можно сочетать: АБХМ на бросовом тепле в базе и электрические чиллеры на пик, водяная схема с фрикулингом зимой. Я бы начинал с вопроса, что на площадке сейчас уходит в атмосферу: тепло, пар, выхлоп.

Что в итоге

1. На 1000 кВт холода воздушный чиллер берёт около 333 кВт на компрессоры, центробежный на градирне — 167 кВт, абсорбционная машина — 5–10 кВт.

2. Техприсоединение стоит около 47 000 ₽ за киловатт, в некоторых регионах до 100 000 ₽, и платят его по летнему пику.

3. Фрикулинг снижает годовые киловатт-часы, но не пиковую мощность.

4. Больше всего мощности освобождает холод из тепла или газа: на дата-центре 5000 кВт газовая АБХМ снижает пик холодильного центра с 1 667 до 230 кВт.

5. Схему холода выбирают до оплаты присоединения: после главный аргумент уже потрачен.

Частые вопросы

Снижает ли фрикулинг мощность техприсоединения?

Нет. Пик приходится на летнюю жару, когда фрикулинг не работает и компрессоры несут всю нагрузку. Фрикулинг снижает годовые киловатт-часы, а мощность присоединения считают по летнему пику.

Сколько электричества потребляет абсорбционная холодильная машина?

Сама машина — 5–10 кВт на мегаватт холода, в зависимости от модели. Станция в сборе потребляет больше: насосы трёх контуров и вентиляторы градирни. В нашем расчёте станция на 1000 кВт холода с АБХМ на горячей воде берёт около 66 кВт без вентиляторов градирни против около 245 кВт у станции на чиллере с COP 5.

Можно ли освободить мощность, не меняя чиллеры?

Частично. Если на площадке есть бросовое тепло от 80 °C, абсорбционную машину ставят рядом с работающими чиллерами и снимают с них базовую нагрузку, как на нефтехимическом заводе в Благовещенске, где освободились 300 кВт. Если ввод слабый по току, помогают плавный пуск и компенсация реактивной мощности.

Что выгоднее при нехватке мощности: газовая АБХМ или тригенерация?

Газовая АБХМ снимает с сети только холод, тригенерация закрывает и электричество объекта. Тригенерация выгоднее, когда электричество, тепло и холод нужны одновременно большую часть года и есть лимит газа. Капитальные затраты у неё выше, а сервисных контрактов два.

Сколько стоит киловатт техприсоединения?

Около 47 000 ₽ за киловатт, в некоторых регионах до 100 000 ₽. На дата-центре 5000 кВт газовая АБХМ освобождает 1 437 кВт, это 67 млн ₽ только на присоединении.

Источники

• Расчёт «Энергии холода» для вебинара 6 августа 2026 г., тариф 10 ₽/кВт·ч: объект 5000 кВт холода, техприсоединение 47 000 ₽/кВт.

• Каталоги чиллеров NCT 2026 года: пусковые и рабочие токи NARV 95 и NWCV 65-1.

• Опыт «Энергии холода»: абсорбционные машины Thermax на нефтехимическом заводе в Благовещенске, в бизнес-центре «Триумф Плаза» в Обнинске и в судебном квартале в Петербурге; расчёты станций на 1000 кВт холода.

Подобрать схему под лимит мощности вашего завода — получить консультацию