Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 1 Ежегодная встреча Региональной озоновой сети Европы и Центральной Азии Белград, Сербия, Мая 2011

Высоко Эффективный Центр Сбора Данных, с использованием Чиллеров с переменной производительностью, работающих на безмасленных турбокомпрессорах Слободан Пейкович Фильтер Фриго - Сербия Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 2

Э нергоэффективность безмасляного центробежного компрессора «твин-турбо» с регулируемой производительностью за счёт изменяемой скорости вращения турбины на электромагнитных подшипниках значительно выше по сравнению с обычными масляными центробежными или винтовыми компрессорами. Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 3

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Каждый из трех чиллеров, установленных в Информационном Центре 'Белград' в апреле 2008 года, имеет два турбокомпрессора, общая холодопроизводительность которых составляет 1,97 МВт. Летний сезон 2008 года показал, что энергоэффективность вышеуказанных чиллеров на 35 % выше по сравнению с обычными центробежными компрессорами. Далее показаны результаты предварительных измерений рабочих характеристик чиллеров и коэффициент холодопроизводительности для реальных рабочих условий. Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 4

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 5 Информационный Центр Белград'

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 6 В Информационном Центре Белград', ещё в 1973 году чиллеры с водяным охлаждением были установлены обычные масляные турбокомпрессоры, работающие с хладагентом R 12. Старые чиллеры с водяным охлаждением

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 7

Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 8 Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Новые чиллеры с водяным охлаждением с турбокомпрессорами

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Преимущества новых чиллеров с водяным охлаждением над традиционными: Высокая энергоэффективность, особенно при неполной производительности, при использовании безмасленных компрессоров с переменной скоростью вращения турбины и затопленным испарителем, Экологически безопасный хладагент(R134a), Более эффективный теплообмен в испарителе и конденсаторе (отсутствие масляной пленки увеличивает теплопередачу), Чем выше температура испарения хладагента, тем выше холодопроизводительность при тех же температурах воды в испарителе, Бесшумная работа и низкие вибрации, Низкий пусковой ток ( с 2 до 5 A ), Легкий вес компрессора (до 140 кг), Точное регулирование температуры благодаря программному управлению компрессора. Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 9

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 10 Компрессор Испаритель Конденсатор Основная операционная схема для чиллера с водяным охлаждением (конденсатором)

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Почему R134a в качестве хладагента? ОРП=0; ПГП=1430 Компрессор, обладающий полугерметичным дизайном, оптимизирован для работы с R134a, экологически чистой альтернативой традиционным хладагентам, Многие традиционные хладагенты стали запрещены и промышленный стандарт R134a может столкнуться с той же проблемой в некоторых европейских странах из-за его относительно высокого потенциала глобального потепления, При выборе рабочего хладагента факторы безопасности часто играют доминирующую роль. Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 11

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 12 Давление насыщения(abs) в зависимости от температуры

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 13

Изменения в холодопроизводительности компрессора (с 10% до 100%) выполняется двумя способами: Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 14 Изменяя скорость вращения крыльчатки от до минˉ¹- данные изготовителя; от до минˉ¹- наши измерения. Изменяя степень открытия входного направляющего аппарата – ВНА. Крыльчатка ВНА Было установлено, что комбинированное регулирование обладает эффективной производительностью..

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике ТРЕБОВАНИЯ ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ Общая холодопроизводительность холодильного оборудования и систем кондиционирования воздуха в здании Информационного Центра "Белград» составляет 1,2 МВт. В соответствии с этими данными, были подобраны три чиллера с водяным охлаждением и холодопроизводительностью по 658 кВт с режимами работы: Температура воды на входе в испаритель 14ºC Температура воды на выходе испарителя, 9ºC Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 15

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Температура воды на входе конденсатора 29º C Температура воды на выходе конденсатора 34º C Из-за высоких мер безопасности, установленная мощность значительно выше (1,97 МВт), чем необходимо. Процессор (Мэнеджер 3000), контролирует работу всех трех чиллеров. Одновременная работа всех трех чиллеров стала возможна при сниженной нагрузке, когда энергопотребление значительно снизилось. Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 16

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 17 Процессор для управления работой трёх чиллеров

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 18 Чиллер с водяным охлаждением TECS-HF 2AS Производительность% ХолодопроизводительностькВт Полная поглощаемая мощностькВт Коэффициент холодопроизводительности Wh/Wh Температура воды на входе в испаритель°C Температура воды на выходе из испарителя°C9999 Расход воды через испарительm 3 /h113.2 Температура воды на входе в конденсатор°C Температура воды на выходе из конденсатора°C Расход воды через конденсаторm 3 /h149.7 ESEER = 0.03 EER 100% EER 75% EER 50% EER 25% Расчет рабочих параметров чиллера

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Когда два чиллера с водяным охлаждением работают при высоких температурах, для того, чтобы соответствовать требованиям охлаждения, их общая холодопроизводительность составляет 2 x 612.6= Квт, а потребляемая мощность составляет 2 х 139,8= Квт. Холодопроизводительность меньше, чем номинальная, а потребляемая мощность выше. Температура конденсации - t k = 40ºC. Когда все три чиллера работают при пониженной скорости, чтобы отвечать тем же требованиям охлаждения, их общая холодопроизводительность составляет 3 х 407,5 = 1222,5 кВт, а потребляемая мощность составляет 3 х 64,0 = 192,0 кВт, что на 31% меньше. Температура конденсации - t k = 32 ° C. Эксплуатация чиллеров требует повышенные меры безопасности. Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 19

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Определение ежегодного сезонного энергопотребления Чиллер работает только 240 дней в году, 14 часов в день. Первый случай: работа старого чиллера с водяным охлаждением Вестингхаус, с холодопроизводительностью 1,2 МВт. Расчет сезонного потребления электроэнергии составляет 571,2 Мвт в год. Второй случай: параллельная работа двух новых чиллеров с компрессорами Турбокор. Третий чиллер служит в качестве резерва. Расчет сезонного потребления электроэнергии составляет 364,8 Мвт, что на 36% меньше, чем в первом случае. Третий случай: параллельная работа всех трёх новых чиллеров. Расчет сезонного потребления электроэнергии составил 364,8 Мвт, что на 63% меньше, чем в первом случае. Ежегодная экономия в рабочем режиме чиллеров с водяным охлаждением составит $ Данный проект показывает простую окупаемость для третьего чиллера с водяным охлаждением приблизительно за 2,5 года. Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 20

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике ИЗМЕРЕНИЕ РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ ЧИЛЛЕРА С ВОДЯНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ НА ЗАВОДЕ 3 Апреля, 2008 г. испытание установки 3 Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 21

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 22 Испытание установки 3

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 23

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 24 Первоначальный отчёт испытаний чиллера с водяным охлаждением TECS-HF 2AS

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике ИЗМЕРЕНИЕ РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ ЧИЛЛЕРА НА ИСПЫТАТЕЛЬНОМ СТЕНДЕ Август - Октябрь, 2008 Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 25

Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 26 Для основного измерения расхода воды наряду с прибором «OVENTROP» был использован расходомер «OV-DMC 2» Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Для контроля измерения расхода воды, был использован ультразвуковой расходомер «UFM 610P», продукт «KROHNE» Для электрических характеристик измерений сети, был использован прибор «CHAUVIN ARNOUX С.А 8334»

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 27 Измерения показывают, что при снижении скорости турбины, коэффициент мощности - cosφ также уменьшается, и это увеличивает процент реактивной мощности в полную мощность. Результаты измерения электрических параметров (мощность, cosφ, напряжение, сила тока)

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 28 Для косвенных измерений скорости турбины, степень открытия входного направляющего аппарата - ВНА и для определения требуемой производительности чиллера с водяным охлаждением, был использован компьютер с программным продуктом от компании «Данфосс Турбокор Инструмент Мониторинга Версии ».

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 29

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 30

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 31 Чиллеры с водяным охлаждением: TECS-HF 2S Φ o =658 kW ; P w =130 kW ; t w =14/9°C Компрессоры: TT300 (R134a) Дата: 12/08/2008. Температура Наружного Воздуха 37.9ºC Параметры Давление на выходе[kPag]702 Температура Конденсации[°C]32 Температура Нагнетания[°C]38.5 Поток воды (Конденсатор)[m 3 /h]126.3 Температура Воды (на входе конденсатора)[°C]25.7 Температура Воды Разница-Конденсатор[K]3.1 Тепловая мощность[kW]455.3 Давление всасывания[kPag]290 Температура всасывания[°C]7.6 Поток воды(Испаритель)[m 3 /h]129.8 Температура Воды (на выходе испарителя)[°C]9.0 Температура Воды Разница-Испаритель[K]2.7 Холодопроизводительность[kW]407.5 Частота вращения вала[min -1 ]27371 Нагрузка компрессора[%]34 ВНА (входной направляющий аппарат) открытый[%]110 Входная мощность [kW]64.0 Cosφ Коэффициент холодопроизводительности -6.4 Результаты измерения рабочих параметров чиллера с водяным охлаждением 2

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 32 Чиллеры с водяным охлаждением: TECS-HF 2S Φ o =658 kW ; P w =130 kW ; t w =14/9°C Компрессоры: TT300 (R134a) Дата 14/10/2008. Температура наружного воздуха. 21°C Параметры / Время12:4813:0813:1614:1514:3415:3215:37 Давление на выходе[kPag] Температура Конденсации[°C] Температура Нагнетания[°C] Поток воды (Конденсатор)[m 3 /h] Температура Воды (на входе конденсатора) [°C] Температура Воды Разница- Конденсатор [K] Тепловая мощность[kW] Давление всасывания[kPag] Температура всасывания[°C] Поток воды(Испаритель)[m 3 /h] Температура Воды (на выходе испарителя) [°C] Температура Воды Разница- Испаритель [K] Холодопроизводительность[kW] Частота вращения вала[min -1 ] Нагрузка компрессора[%] ВНА (входной направляющий аппарат) открытый [%] Входная мощность[kW] Реактивная мощность[kVAR] Cosφ Коэффициент холодопроизводительности Результаты измерения рабочих параметров чиллера с водяным охлаждением 2

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Во время измерения степени открытия входного направляющего аппарата - ВНА менялся от 110 до 8,8%, а также скорость вращения крыльчатки компрессора от до мин -1. Коэффициент холодопроизводительности изменился с 4,4 при максимальной производительности до 9,1 при пониженной мощности 34% от максимальной производительности. При дальнейшем уменьшении нагрузки, коэффициент холодопроизводительности будет также увеличиваться. Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 33

Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Энергоэффективность безмасляного центробежного компрессора «твин-турбо» с регулируемой производительностью за счёт изменяемой скорости вращения турбины на электромагнитных подшипниках значительно выше по сравнению с обычными масляными центробежными или винтовыми компрессорами. Чиллеры с водяным охлаждением конденсатора предлагают высокий коэффициент холодопроизводительности на самых высоких внешних температурах, так как чиллеры с водяным охлаждением работают с температурой конденсации до 40° С. Работа при неполной производительности даёт энергоэффективность на 35% выше по сравнению с обычными масляными центробежными или винтовыми компрессорами. Абсолютно безмасляные процессы теплопередачи улучшили их эффективность. Увеличенный срок службы оборудования был представлен минимальным плановым техническим обслуживанием. Данный проект показывает простую окупаемость для третьего чиллера с водяным охлаждением приблизительно за 2,5 года. Эксплуатация чиллеров требует повышенные меры безопасности Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 34 Заключение

Спасибо за ваше внимание! Круглый стол по климату и озонобезопасным технологиям в холодильной и климатической технике Белград, 10 Мая, 2011 Слободан Пейкович Чиллеры с переменной производительностью, работающие на безмасленных турбокомпрессорах 35