Для чего нужен гидромодуль в чиллере
Гидромодуль – что это?
Как известно, тепловая нагрузка не является стабильной величиной и может изменяться в зависимости от сезона или времени суток. В тех случаях, когда холодопроизводительность чиллера начинает значительно превышать существующую потребность, холодильный агрегат начинает работать в импульсном режиме – включаясь и выключаясь через короткие промежутки времени. Все это со временем может привести к износу и выходу из строя компрессора.
Для того чтобы этого избежать в систему монтируется накопительный бак. Его объем зависит от возможного количества теплоносителя в чиллере и предполагаемых тепловых нагрузок. Аккумулирующий бак помогает увеличить теплоемкость, а также объем теплоносителя, что, в итоге, приводит к увеличению интервалов между включением-выключением компрессора. Необходимое давление воды в трубопроводе обеспечивается циркуляционным насосом. Эффективность работы гидромодуля обеспечивается путем правильного расчета его емкости и количества насосов.
Немаловажным элементом чиллера также является запорная арматура, которая используется, в первую очередь, во время сервисного обслуживания системы, когда необходим, к примеру, выпуск воздуха или залив/слив теплоносителя.
Также каждый чиллер имеет систему управления и предохранители, отвечающие за бесперебойность рабочего процесса. Система управления контролирует режимы работы, для того чтобы в случае выявления неисправности или опасной ситуации, вовремя отключить систему.
Гидромодули чиллеров
Гидромодуль в системе кондиционирования — это один из элементов идравлической обвязки чиллера. Это вспомогательный модуль, предназначен он для централизованной системы обвязки, подающей теплоноситель от чиллера к фанкойлам или другим потребителям холода. Он создает напор теплоносителя для движения его от одного узла к другому. Подавая теплоноситель в чиллер, он забирает назад отработанную в цикле жидкость, и регулирует ее давление. Гидромодуль позволяет чиллеру экономить электроэнергию, оптимизируя условия для работы системы кондиционирования.
Основное назначение гидромодуля
Тепловая нагрузка объекта — это нестабильная величина, которая может колебаться по разным причинам: например, от смены сезона или времени суток. Скачки тепловой нагрузки вызывают повышение производительность чиллера. Холодильная машина работает в нестабильном режиме, это может привести к износу или поломке компрессора.
Чтобы компенсировать скачки тепловой нагрузки, необходим гидравлический модуль, состоящий из бака, насоса и других деталей. Контроллер с датчиком мониторит температуру теплоносителя и сигнализирует циркуляционному насосу об ее изменении. После подачи и принятия такого сигнала, расход теплоносителя увеличивается до возвращения температуры к требуемой уставке. Накопительный бак гидромодуля увеличивает тепловую емкость, что позволяет увеличить интервалы между включением и выключением компрессора.
Составляющие гидромодуля
Промышленный гидромодуль — это не один-два элемента, это целая система, состоящая из таких частей:
— два насоса: циркуляционный и резервный;
— запорная арматура — предназначена для регулировки давления;
— фильтры для очистки хладагента.
Кроме этого, модуль обычно комплектуется различными соединительными деталями, рамами для крепления, датчиками давления и температурами, трубами и шлангами. Управляет всем этим специальный электроблок.
Покупка гидромодуля
Для корректной работы гидромодуля необходим определенный запас жидкости, замедляющей циркуляцию, при необходимости. Поэтому, важно грамотно рассчитать емкость и количество насосов в гидромодуле. Для каждой охладительной системы составляющие подбираются индивидуально. Баки и наносы могут быть разной мощности. Параметры работы блока управления тоже будет особыми.
Современный гидравлический модуль может быть выполнен в двух форм-факторах: выносной и встроенный. Первые конструкции могут устанавливаться не только в помещениях. Обычно, они комплектуются резервными насосами. Такой модуль имеет неограниченную мощностью. Он оформляется в виде небольшой наносной станции с автоматической системой управления. Встроенный вариант является более компактным, что повышает удобство его использования и не вызывает трудностей при установке. В нем применяется бак-расширитель. Его лучше не ставить на улице, т. к. вязкость теплоносителя моет увеличиться, что негативно скажется на работе всей системы. Стоимость промышленного оборудования для системы «чиллер-фанкойл» варьируется в зависимости от комплектации и требуемой мощности.
Гидромодули
Гидромодуль для чиллера устройство, принципы работы
На фото: гидромодули
Состав гидромодуля
На фото: внешний вид гидравлического модуля
На фото: расширительный бак с мембраной
К вспомогательным узлам насосной станции можно отнести:
Позиция 4. Манометры, которые обеспечивают контроль давления жидкости в чиллере визуально.
Позиция 5. Запорные клапаны, с помощью которых можно исключить из работы некоторые отдельные участки гидравлической системы для обслуживания, ремонта.
Позиция 6. Предохранительные клапаны, защищающие трубопровод гидравлического контура от превышения давления в системе в случае нарушений в его работы, приводящих к чрезмерному и опасному повышению давления жидкости.
Позиция 7. Автоматический воздушный клапан, который позволяет удалить попадание воздуха в трубопровод гидравлического контура.
Позиция 8. Ручной воздушный клапан, который устраняет воздух в трубопроводе гидравлического контура в ручном режиме.
Позиция 9. Ручной заправочный клапан, с помощью которого в ручном режиме можно запитать или подпитывать систему при недостаточном количестве жидкости.
Позиция 10. Автоматический заправочный клапан, благодаря которому можно в автоматическом режиме подпитывать систему при недостаточном количестве жидкости.
Позиция 11. Блок автоматики, который позволяет отслеживать различные параметры контура и регулировать рабочие параметры системы в автоматическом режиме.
Позиция 12. Обратный клапан, обеспечивающий протекание жидкости в одном направлении и, в случае остановки насоса, исключающий обратный ток жидкости.
Позиция 13. Клапан слива жидкости, частично или полностью, из контура.
Позиция 14. Монтажные отверстия для крепления частей корпуса гидромодуля между собой и соединения с местом монтажа.
Позиция 15. Вход электропитания для прокладывания электрического кабеля внутрь гидромодуля для запитывания электрического оборудования.
Позиция 16. Отверстия для крепления и обеспечения погрузочно-разгрузочных работ.
Позиция 17. Патрубок, через который жидкость выходит из гидромодуля.
Позиция 18. Патрубок, через который жидкость входит в гидромодуль.
Что такое гидромодули, и какие они бывают
Что такое гидромодуль
Гидромодуль (гидравлический модуль) — важный элемент системы «чиллер-фанкойл». Он позволяет чиллеру экономить электроэнергию и делает работу системы кондиционирования более стабильной, поддерживая оптимальную тепловую инерцию.
Гидромодуль выполняет две функции
• подает в чиллер воду
• забирает отработанную в цикле жидкость
• регулирует давление
Гидромодули классифицируются на
• внутренние
• внешние — имеют прочный корпус, устойчивый к неблагоприятным погодным условиям
Устройство гидромодуля
1. Самовсасывающий циркуляционный насос поддерживает давление жидкости (вода или раствор этиленгликоля), осуществляет ее циркуляцию.
2. Расширительный бак (гидроаккумулятор). Служит для компенсации температурного расширения и сжатия теплоносителя.
3. Буферный накопитель. Если чиллер загружен не на 100%, что встречается довольно часто, холодильной установке приходится работать с перерывами, а это существенно повышает износ оборудования. Бак для чиллера щадит механизмы, увеличивая интервалы между включением и выключением установки.
4. Автоматическая система управления для контроля работы гидромодуля, а так же подачи предупреждающих сигналов и аварийного отключения.
5. Запорная арматура.
Основные элементы защиты гидравлических модулей:
• размыкатель цепи питания насоса
• защитный клапан
• тумблер отключения питания
Дополнительное оборудование включает электронагреватель, препятствующий замерзанию воды в накопительном баке в зимнее время, виброизолирующие резиновые или пружинные опоры (снижают вибрацию насоса) и др.
Популярные модели
Как выбрать гидромодуль
На рынке есть как готовые решения, так и собираемые по отдельным частям.
1. Если вы решили подобрать гидромодуль самостоятельно, в первую очередь обратите внимание на самый дорогой элемент модуля гидравлического — насос центробежного типа. Лопасти центробежного насоса из нержавеющей стали отвечают за подачу жидкости из резервуара в контур циркуляции. В системе кондиционирования может монтироваться насос вторичного контура или ускорительный насос для подачи воды в первичный контур.
2. Большие проекты требуют предварительного расчета мощности и объема накопительного бака гидравлического модуля. Стальной бак для воды, как правило, покрыт вспененным полиуретаном и защитным кожухом из гофрированного алюминия или другого материала. Накопительный бак существенно увеличивает срок эксплуатации компрессора чиллера. Дело в том, что обычно чиллер не загружен на 100%, и работает с перерывами, выключаясь, когда производится достаточно холода. Аккумулирующий бак обеспечивает ровный, щадящий режим работы компрессора увеличивает объем и теплоемкость теплоносителя, позволяя чиллеру увеличить интервалы между включением и выключением компрессора.
3. Запорная арматура. Автоматический воздушный клапан стравливает воздух из гидравлической системы. Опционально можно установить водяной фильтр, который задерживает механические примеси жидкости.
Выбор и правильное размещение гидромодуля (насосной станции) в системах холодоснабжения
Гидромодуль (или насосная станция) системы холодоснабжения – это устройство для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости. Как правило, в составе таких устройств применяются циркуляционные насосы центробежного типа, один из которых рабочий, а второй резервный.
Основная цель данной статьи — рассказать читателю про особенности выбора типа и места расположения насосной станции на объекте в ходе проектирования системы холодоснабжения. При этом нужно ответить на три главных вопроса:
Встроенный гидромодуль или внешний
В системах холодоснабжения применяется два вида насосных станций:
Внешний гидромодуль
Гидромодуль устанавливаемый отдельно от чиллера проектируется в составе системы холодоснабжения вместе с насосами, трубопроводами, запорной арматурой, расширительным баком, фильтрами, устройствами удаления воздуха, средствами автоматизации и энергообеспечения, что дает возможность индивидуального подбора компонентов, учитывая возможности и требования потребителя (рисунок 1).
Рисунок 1. Внешний гидромодуль на крыше здания
В отдельных случаях в качестве внешнего гидромодуля может использоваться заводская укомплектованная насосная станция со средствами автоматизации (рисунок 2), но купленная отдельно от чиллера.
Рисунок 2. Насосная станция в заводском блоке
К преимуществам внешней насосной станции относят:
Среди недостатков выделяют следующие:
Встроенный гидромодуль
Встроенный гидромодуль изготавливается на производстве, поставляется в комплекте с чиллером и средствами автоматизации прошедшими заводские испытания, что исключает необходимость проектирования и позволяет уменьшить время монтажных работ, предотвращая скрытые затраты на пусконаладочные работы и эксплуатационное обслуживание.
В то же время встроенные гидромодули имеют ограниченную мощность, которая является препятствием в развитии системы холодоснабжения, одновременно с высокой стоимостью в отличие от внешнего гидромодуля.
Рисунок 3. Встроенный в чиллер гидромодуль
Где лучше установить насосы — до чиллера или после него
Место установки циркуляционных насосов выбирается при проектировании системы охлаждения воздуха. При этом часто возникает вопрос, где их лучше запроектировать — перед чиллером или после него. Рассмотрим обе ситуации.
Установка насоса перед чиллером
Размещение насосной станции перед чиллером обеспечивает избыточное давление на входе в испаритель и унос пузырьков воздуха из него. Также испаритель оказывается под защитой фильтра, установленного перед насосом. Благодаря ему в испаритель не попадает грязь и окалины из сети трубопроводов.
Отметим еще пару важных преимуществ:
Установка насоса после чиллера
При размещении насоса после чиллера в испарителе возникают условия (высокая температура и самое низкое давление в системе) для возникновения пузырьков воздуха в верхней части испарителя. Это отрицательно влияет на интенсивность теплообмена и приводит к закупорке каналов с последующим их размораживанием. Кроме того, снижение подпора жидкости на входе в насос может вызвать процесс кавитации.
Рисунок 5. Установка насосов после чиллера
Итак, установка насосов после чиллера не рекомендуется. Однако такую схему иногда применяют в высотных зданиях, для которых характерно высокое избыточное давление от столба жидкости.
Где лучше установить насосную группу — в верхней точке системы или в нижней
Строгих требований, где именно установить насосную группу, в подвале здания или на чердаке (техническом этаже) — нет. Но стоит учитывать следующие требования:
Необходимо отметить, что на место установки насосов могут повлиять дополнительные требования установленные нормативными документами. К примеру в СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003» указаны требования к отводу охлаждающей воды в систему канализации. Это означает необходимость проектирования дополнительных коммуникаций, которые может быть затруднительно сделать на верхних этажах.
И ещё один момент. Место установки насоса (в нижней или верхней точке) не влияет на расчет насоса. Иногда проектировщики стараются установить насосы в верхней точке, чтобы сэкономить на напоре насоса, то есть чтобы насос “не поднимал холодоноситель наверх”.
Эти рассуждения в корне не верны: давление для поднятия жидкости наверх нивелируется давлением при спуске жидкости вниз. Перепад между нижней и верхней точкой системы не влияет на напор насоса. В расчете учитывается только сопротивление труб и арматуры.
Обвязка насосов
Обвязка насосов определяется техническими требованиями к системе и, как правило, включает в себя:
Виды и порядок подбора элементов, входящих в обвязку насоса, будут рассмотрены в отдельной статье.
Заключение
Итак, при проектировании насосной станции проектировщик должен задать себе два основных вопроса: какой гидромодуль выбрать и где его установить. В рамках этой статьи мы рассмотрели преимущества и недостатки встроенных и внешних гидромодулей, а также различных мест установки — до чиллера или после; в нижней точке системы или в верхней.