Представляя собой важный составной элемент системы кондиционирования «чиллер-фанкойл», гидромодуль позволяет чиллеру снизить потребление электроэнергии, он обеспечивает стабильность функционирования системы и поддерживает наиболее приемлемый уровень тепловой инерции.
Конструктивное исполнение гидромодуля предусматривает такое расположение:
- на одной раме с чиллером;
- отдельно, соединяясь с чиллером трубопроводами.
Размещение чиллера и гидромодуля не регламентируется и зависит от выбора и комплектации производителя либо от пожелания заказчика, приобретающего оборудование.
У гидромодуля возможны различные типы комплектаций, но следует отметить, что от полноты его комплектации зависит надежность функционирования системы чиллер-фанкойл. Выполнение корректного расчета составных элементов гидромодуля также оказывает влияние на функционирование системы.
Для корректного расчета гидромодуля следует учитывать такие параметры.
Прежде всего необходимо установить исходные данные:
- показатель продуктивности чиллера;
- вид тепло/хладоносителя, используемого для чиллера;
- уровень наружной температуры — для чиллера с моноблочным исполнением и воздушным конденсатором;
- показатель температуры тепло/хладоносителя на входе/выходе из чиллера;
- планировка установки с приложением схемы размещения трубопроводов гидроконтура.
Обязательным составным элементом гидромодуля является насос, обеспечивающий требуемый расход и уровень напора носителя. К числу основных характеристик при выборе модификации насоса относятся:
- величина продуктивности, м3/ч;
- создаваемая разность давления.
Производительность насоса рассчитывается так:
V=Q0•3600/(c•ρ•Δt), м3/ч
где
V—объемная производительность насоса, м3/ч;
Q0 — максимальная производительность чиллера, кВт;
с — теплоемкость носителя, который планируется для чиллера, кДж/(кг•К);
ρ — плотность носителя, который будет использоваться чиллером, кг/м3;
Δt — разность температур между температурой носителя, поступающего на испаритель, и его температурой на выходе из испарителя. В нормальном режиме разность температур равна 4...6оС.
Но полученный в результате расчета показатель объемной производительности не может дать полной информации для выбора насоса требуемой производительности. Для получения циркулирования носителя по гидроконтуру необходимо создать сопротивление, которое должно форсироваться насосом. С этой целью необходимо определить следующие характеристики: число блоков, длина гидротрассы, тип трубопроводов и их диаметры, число и углы поворотов трубопроводных элементов, разность по высоте между чиллером и фанкойлами.
Эти значения определяются по справочникам и расчетным путем. Суммарная величина не должна быть выше величины напора насоса, который обеспечивает расходование носителя через испаритель чиллера.
В сумме значений требуется учитывать величину сопротивления в испарителе 0,2...0,6 бар, в том случае, когда конструктивно гидромодуль устанавливается отдельно от чиллера.
Приведенные выкладки можно отразить в математическом виде:
∑P = ΔP1 + ΔP2 + ΔP3 + ΔP4, кПа
где
∑P — суммарное падение давлений во всем гидроконтуре, кПа;
ΔP1 — падение давления в теплообменнике испарителя чиллера, кПа;
ΔP2 — падение давления в грязевых фильтрах чиллера и насосной станции, кПа;
ΔP3 — падение давления в трубопроводах до наиболее отдаленного потребителя, кПа;
ΔP4 — падение давления в теплообменнике и трехходовом клапане наиболее отдаленного потребителя, кПа.
Выбирая насос, необходимо учесть, что напор на 10% — 20% должен превышать суммарную величину падений давления во всем гидроконтуре.
Расчет величины падения давлений в трубопроводах до наиболее отдаленного потребителя является наиболее сложным. Такой подсчет проводится с использованием специальных программ.
Если гидравлический контур будет заполняться незамерзающей жидкостью, свойства которой отличаются от характеристик воды, то потери в теплообменниках будут возрастать примерно на 9%, а требуемый расход — на 8%. Поэтому для предупреждения случаев снижения расхода незамерзающей жидкости требуется подбирать насос с учетом запаса по расходу и напору.
При расчете гидромодуля определяется объем аккумулирующего бака. Он предназначен для компенсации температурного перепада теплоносителя, который выходит из испарителя, учитывая работу компрессора чиллера или его отсутствие. Кроме того, аккумулирующий бак позволяет обеспечить стандартное функционирование компрессоров чиллера, регулируя число их включений в час.
Для компрессоров спирального типа это число включений должно быть не выше 10 включений в час, а для винтовых — не превышать 6 включений в час. Учитывая достаточно низкую температуру воды в аккумулирующем баке, для того, чтобы исключить не требуемый подогрев, выполняется наружное теплоизолирование бака.
Для расчета объема аккумулирующего бака определяется разница между объемом контура и суммарным объемом теплообменников чиллера, потребителей, трубопроводов.
Vа.б= Vк — ∑V, л.
где
Vа.б — объем аккумулирующего бака, л;
Vк — минимально необходимый объем контура, л;
∑V — суммарный объем теплообменника чиллера, потребителей, трубопроводов, л.
Для работы компрессоров чиллера в течение
Он может быть рассчитан по формуле:
Vк= Q•60•τ/(n•4,18•Δt), л.
где Q — холодопроизводительность чиллера, кВт;
τ — время между запуском и остановкой чиллера, мин.;
n — количество ступеней производительности;
Δt — дифференциал по температуре, °С.
Информация по объемам теплообменника испарителя и теплообменника потребителей холода приведена в техдокументации производителей оборудования.
Величину объема теплоносителя, находящегося в трубах, рассчитывают по формуле:
Vтр= π•L•d2/4, л.
где
L — длина трубы, дм;
d — внутренний диаметр трубы, дм.
