La produzione del freddo artificiale si basa su semplici processi fisici: condensazione, compressione ed espansione delle sostanze lavoranti. Le sostanze di lavoro utilizzate nelle unità di refrigerazione sono chiamate refrigeranti.

Le macchine frigorifere differiscono:

• in base alla progettazione (assorbimento, con condensatore incorporato o remoto - condensatore e non condensatore);
• tipo di raffreddamento del condensatore (aria o acqua);
• schemi di collegamento;
• presenza di una pompa di calore.

Vantaggi

• Facilità d'uso – i parametri impostati in ogni stanza vengono mantenuti automaticamente tutto l'anno in conformità con gli standard sanitari e igienici;
• Flessibilità del sistema - la distanza tra il refrigeratore e i ventilconvettori è limitata solo dalla potenza della pompa e può raggiungere centinaia di metri;
• Vantaggio economico: i costi operativi sono ridotti;
• Vantaggio ambientale: refrigerante innocuo;
• Vantaggio costruttivo: flessibilità di layout, costo minimo dello spazio utilizzabile per posizionare una macchina di refrigerazione, poiché può essere installata sul tetto, sul piano tecnico degli edifici o nel cortile;
• Vantaggio acustico: progettazione a bassa rumorosità delle unità;
• Sicurezza: il rischio di allagamenti è limitato grazie all'uso di valvole di intercettazione.

Tipi di refrigeratori

La sostanza di lavoro è una soluzione di due, a volte tre componenti. Le soluzioni binarie più comuni di un assorbitore (assorbente) e di un refrigerante soddisfano due requisiti principali: elevata solubilità del refrigerante nell'assorbente e un punto di ebollizione significativamente più elevato dell'assorbente rispetto al refrigerante. Sono ampiamente utilizzate soluzioni di acqua-ammoniaca (macchine di refrigerazione acqua-ammoniaca) e bromuro di litio-acqua (macchine a bromuro di litio), in cui, rispettivamente, acqua e bromuro di litio sono assorbenti e ammoniaca e acqua sono refrigeranti. Il ciclo operativo nei refrigeratori ad assorbimento (vedere la figura sotto) è il seguente: nel generatore, a cui viene fornito il calore di scarto, la sostanza di lavoro bolle, a seguito della quale il refrigerante quasi puro bolle, poiché il suo punto di ebollizione è molto più basso rispetto a quello dell'assorbente.

Il vapore refrigerante entra nel condensatore, dove si raffredda e condensa cedendo il suo calore all'ambiente. Successivamente, il liquido risultante viene strozzato, a seguito del quale si raffredda durante l'espansione) e viene inviato all'evaporatore, dove, evaporando, cede il suo freddo al consumatore e va all'assorbitore. L'assorbente, da cui all'inizio è evaporato il refrigerante, viene fornito qui attraverso la valvola a farfalla e assorbe i vapori, perché sopra abbiamo sottolineato il requisito della loro buona solubilità. Infine, l'assorbente saturo di refrigerante viene pompato al generatore, dove bolle nuovamente.

I principali vantaggi dei refrigeratori ad assorbimento:

1. La soluzione ideale per realizzare la trigenerazione in azienda. Il complesso di trigenerazione è un complesso che consente oggi di ridurre al minimo i costi di elettricità, fornitura di acqua calda, riscaldamento e raffreddamento per un'impresa attraverso l'utilizzo della propria centrale di cogenerazione in combinazione con un refrigeratore ad assorbimento;
2. Lunga durata: entro 20 anni, fino al primo revisione;
3. basso costo del freddo prodotto, il freddo viene prodotto quasi gratuitamente, perché i refrigeratori ad assorbimento utilizzano semplicemente il calore in eccesso;
4. Livelli di rumore e vibrazioni ridotti grazie all'assenza di compressori con motori elettrici, con conseguente funzionamento silenzioso ed elevata affidabilità;
5. L'utilizzo di gruppi frigoriferi/riscaldanti con generatore di gas a fiamma ad azione diretta consente di eliminare la necessità di caldaie, che devono essere utilizzate negli impianti convenzionali. Ciò riduce il costo iniziale dell'impianto e rende i refrigeratori ad assorbimento competitivi rispetto ai sistemi convenzionali che utilizzano caldaie e refrigeratori;
6. Garantire il massimo risparmio energetico durante i periodi di carico di punta. In altre parole, senza consumare elettricità per produrre freddo/caldo, i refrigeratori ad assorbimento non sovraccaricano la rete elettrica aziendale anche durante i picchi di carico;
7. È possibile l'abbinamento in sistemi distrettuali a vapore con un efficiente gruppo frigorifero a doppio effetto;
8. È possibile distribuire il carico in condizioni di massimo rendimento in modalità raffreddamento. Il dispositivo affronta un carico critico in modalità raffreddamento con un consumo energetico minimo grazie all'utilizzo di refrigeratori con un generatore di gas a fiamma ad azione diretta o un generatore riscaldato a vapore;
9. Consente l'utilizzo di generatori elettrici di emergenza di potenza inferiore, poiché il consumo energetico delle unità di refrigerazione ad assorbimento è minimo rispetto alle unità di refrigerazione elettriche;
10. Sicuro per lo strato di ozono, non contiene refrigeranti dannosi per l'ozono. Il raffreddamento viene effettuato senza l'utilizzo di sostanze contenenti cloro;
11. Riduce al minimo impatto complessivo sull’ambiente, poiché si riduce il consumo di energia elettrica e gas, causa dell’effetto serra e, di conseguenza, del riscaldamento globale.

Un refrigeratore ad assorbimento è una macchina che produce acqua refrigerata utilizzando il calore residuo proveniente da fonti quali vapore, acqua calda o gas caldo. L'acqua refrigerata viene prodotta utilizzando il principio della refrigerazione: un liquido (refrigerante) che evapora a bassa temperatura assorbe calore dall'ambiente mentre evapora. Come refrigerante viene solitamente utilizzata acqua pura, mentre come assorbente viene utilizzata la soluzione di bromuro di litio (LiBr).

Come funzionano i sistemi di refrigerazione ad assorbimento

Nelle unità di refrigerazione ad assorbimento, l'assorbente, il generatore, la pompa e lo scambiatore di calore sostituiscono il compressore dei sistemi di refrigerazione con compressore di vapore (refrigerazione meccanica). I restanti tre (3) componenti presenti anche nei sistemi di refrigerazione meccanica, ovvero valvola di espansione, evaporatore e condensatore, vengono utilizzati anche nei sistemi di refrigerazione ad assorbimento.

Stadio di evaporazione dei raffreddatori ad assorbimento

Fare riferimento alla Figura 2 per una spiegazione schematica del processo di raffreddamento ad assorbimento. Similmente alla refrigerazione meccanica, il ciclo "inizia" quando il refrigerante liquido ad alta pressione proveniente dal condensatore passa attraverso la valvola di espansione (1, in Fig. 2) nell'evaporatore a bassa pressione (2, in Fig. 2) e si raccoglie nell'evaporatore Insediamento.

A questa bassa pressione, una piccola quantità di freon inizia ad evaporare. Questo processo di evaporazione raffredda il refrigerante liquido rimanente. Allo stesso modo, il trasferimento di calore dall'acqua di processo relativamente calda al refrigerante attualmente raffreddato fa evaporare quest'ultimo (2, in Fig. 2) e il vapore risultante viene fornito all'assorbitore di pressione inferiore (3, in Fig. 2) . Poiché l'acqua di processo cede calore al refrigerante, può essere raffreddata a temperature notevolmente inferiori. In questa fase, l'acqua refrigerata viene effettivamente ottenuta facendo evaporare il freon.

Stadio di assorbimento dei refrigeratori ad assorbimento

L'assorbimento del vapore refrigerante nel bromuro di litio è un processo esotermico. Nell'assorbitore il refrigerante viene “aspirato” da una soluzione assorbente di bromuro di litio (LiBr). Questo processo non solo crea un'area di bassa pressione che attira un flusso continuo di vapore refrigerante dall'evaporatore all'assorbitore, ma provoca anche la condensazione del vapore (3, nella FIG. 2) poiché rilascia il calore di vaporizzazione fornito nell'evaporatore. Questo calore, insieme al calore di diluizione generato dalla miscelazione della condensa del refrigerante con l'assorbente, viene trasferito all'acqua di raffreddamento e rilasciato nella torre di raffreddamento. L'acqua di raffreddamento è l'utilità in questa fase di raffreddamento.

Rigenerazione della soluzione di bromuro di litio

Man mano che l'assorbente al bromuro di litio assorbe il refrigerante, diventa sempre più diluito, riducendo la sua capacità di assorbire più refrigerante. Per continuare il ciclo, l'assorbente deve essere riconcentrato. Ciò si ottiene pompando continuamente la soluzione diluita dall'assorbitore a un generatore a bassa temperatura (5 nella Figura 2), dove l'aggiunta di calore residuo (acqua calda, vapore o gas naturale) fa bollire (4, nella Figura 2) il refrigerante dal l'assorbente. Spesso questo generatore viene utilizzato per recuperare il calore di scarto di un impianto. Una volta rimosso il refrigerante, la soluzione riconcentrata di bromuro di litio viene restituita all'assorbitore, pronta a riprendere il processo di assorbimento, e il freon libero viene inviato al condensatore (6, in Fig. 2). In questa fase di rigenerazione è utile il calore di scarto derivante dal vapore o dall'acqua calda.

Condensazione

Il vapore refrigerante saldato nel generatore (5, in Figura 2) viene restituito al condensatore (6), dove ritorna allo stato liquido quando l'acqua di raffreddamento aumenta il calore di evaporazione. Ritorna quindi alla valvola di espansione dove viene completato il ciclo completo. Durante la fase di condensazione l'acqua di raffreddamento ritorna utile.

Varie tecnologie per i refrigeratori ad assorbimento

I refrigeratori ad assorbimento possono essere single-shot, double face o gli ultimissimi, ovvero a triplo effetto. Le macchine a singolo effetto hanno un singolo oscillatore (vedi diagramma sopra, Figura 2) e hanno un valore COP inferiore a 1,0. Le macchine a doppio effetto hanno due generatori e due condensatori e sono più efficienti (valori COP tipici > 1,0). Le macchine a triplo effetto aggiungono un terzo oscillatore e un condensatore e sono le più efficienti, con un valore COP tipico >1,5.

Pro e contro dei sistemi di raffreddamento ad assorbimento

Il vantaggio principale dei refrigeratori ad assorbimento sono i minori costi energetici. I costi possono essere ulteriormente ridotti se il gas naturale è disponibile a basso costo o se possiamo utilizzare una fonte di calore di bassa qualità che altrimenti andrebbe persa nell’impianto.

I due principali svantaggi dei sistemi di assorbimento sono le dimensioni, il peso e la necessità di torri di raffreddamento più grandi. I refrigeratori ad assorbimento sono più grandi e pesanti rispetto ai refrigeratori elettrici di pari capacità.

Successivamente il freon fluisce nel condensatore, dove viene raffreddato (solitamente a causa dell'ambiente) alla temperatura T3 (~45°C), mentre la pressione idealmente rimane invariata, ma in realtà diminuisce di decimi di atm. Durante il processo di raffreddamento, il freon si condensa e il liquido risultante entra nella farfalla (elemento ad elevata resistenza idrodinamica), dove si espande molto rapidamente. L'uscita è una miscela vapore-liquido con parametri P4 (~7 atm) e T4 (~0C), che entra nell'evaporatore. Qui il freon cede il suo freddo al liquido refrigerante che scorre attorno all'evaporatore, riscaldandosi ed evaporando a pressione costante (in realtà scenderà a decimi di atmosfera). Il refrigerante raffreddato risultante (Tx~7C) è il prodotto finale. E all'uscita dall'evaporatore ha i parametri P1 e T1, con i quali entra nel compressore. Il ciclo è completato. La forza motrice è il compressore.

Refrigerante e liquido di raffreddamento

Classificazione dei refrigeratori a compressione di vapore

Installazione esterna (condensatore incorporato)

Installazione interna (condensatore remoto)

Per tipo di condensatore:

Raffreddamento ad acqua

Tradizionalmente, le torri di raffreddamento vengono utilizzate per raffreddare il condensatore delle macchine frigorifere, in cui l'acqua riscaldata nel condensatore viene spruzzata attraverso gli ugelli in un flusso di aria esterna in movimento e, a diretto contatto con l'aria, viene raffreddata alla temperatura del bulbo umido dell'esterno. aria, entrando poi nel condensatore. Si tratta di un dispositivo piuttosto ingombrante che richiede una manutenzione speciale, l'installazione di una pompa e altre apparecchiature ausiliarie. Recentemente sono state utilizzate le cosiddette torri di raffreddamento “a secco” o raffreddatori a condensatore, che rappresentano uno scambiatore di calore acqua-aria di superficie con ventilatori assiali, in cui il calore dell'acqua riscaldata nel condensatore viene trasferito all'aria, che viene fatto circolare attraverso lo scambiatore di calore tramite ventilatori assiali.

Nel primo caso il circuito idraulico è aperto, nel secondo caso è chiuso, nel quale è necessario installare tutta l'attrezzatura necessaria: pompa di circolazione, vaso di espansione, valvola di sicurezza, valvole di intercettazione. Per evitare il congelamento dell'acqua quando il refrigeratore funziona in modalità raffreddamento a temperature esterne inferiori allo zero, il circuito chiuso è riempito con una soluzione acquosa di liquido antigelo. Quando il condensatore viene raffreddato con acqua, anche il calore di condensazione viene disperso inutilmente e contribuisce all'inquinamento termico dell'ambiente. Se è presente una fonte di calore, come un sistema di acqua calda o una linea di processo, può essere utile sfruttare il calore di condensazione durante il periodo di produzione fredda.

Per tipo di modulo idraulico:

Con modulo idraulico remoto

Pompa per il corpo- questa è la modalità di funzionamento “riscaldamento” del refrigeratore. Il ciclo di compressione del vapore funziona in una sequenza leggermente diversa, l'evaporatore e il condensatore cambiano i loro ruoli e il liquido di raffreddamento non viene raffreddato, ma riscaldato. A proposito, notiamo che sebbene il refrigeratore sia una macchina di refrigerazione, che produce tre volte più freddo di quanto consuma, è ancora più efficace come riscaldatore: fornirà quattro volte più calore di quanto consuma elettricità. La modalità pompa di calore è più comune negli edifici pubblici e amministrativi, talvolta utilizzata per magazzini, ecc.

Avvio graduale del compressore- un'opzione che consente di eliminare correnti di avviamento elevate che superano di 2-3 volte le correnti operative.

Tipologia di refrigeratore

Gamma di refrigeratori prodotti in ultimi anniè stata significativamente aggiornata grazie all'uso diffuso di nuove tipologie di compressori più efficienti: scroll, monovite, bivite, che stanno gradualmente sostituendo i compressori a pistoni nella gamma di piccole, medie e grandi capacità. Si amplia la gamma dei refrigeratori con modulo idraulico integrato, includendo anche quelli con serbatoio di accumulo.

Gli scambiatori di calore a piastre e di superficie vengono spesso utilizzati come evaporatori, il che ha permesso di ridurre le dimensioni delle unità e il loro peso. Recentemente, i produttori hanno iniziato a produrre refrigeratori utilizzando freon ecologici R407° C, . A seconda del metodo di raffreddamento del condensatore, le unità di refrigerazione sono suddivise in refrigeratori con condensatore raffreddato ad aria e condensatore raffreddato ad acqua. L'utilizzo maggiore si riscontra nei refrigeratori con condensatore raffreddato ad aria, quando il calore viene rimosso dal condensatore tramite aria, spesso aria esterna.

Questo metodo di rimozione del calore richiede l'installazione all'esterno dell'edificio o l'uso di misure speciali per garantire questo metodo di raffreddamento. I refrigeratori con condensatore raffreddato ad aria sono disponibili in versione monoblocco, quando tutti gli elementi del refrigeratore sono posizionati in un unico blocco, e refrigeratori con condensatore remoto, quando l'unità principale può essere installata all'interno, e il condensatore, raffreddato dall'aria esterna, si trova all'esterno dell'edificio, ad esempio sul tetto o nel cortile. L'unità principale è collegata ad un condensatore ad aria installato all'esterno dell'edificio tramite tubi in rame freon.

Refrigeratori monoblocco

Chiller con ventilatori assiali

È possibile progettare il refrigeratore con un metodo aggiuntivo di regolazione della capacità di raffreddamento. Con le versioni chiller 1 e 3 il calore di condensazione viene ceduto all'aria esterna e va irrimediabilmente disperso. Per le opzioni del refrigeratore 2 e 4, vengono installati ulteriori scambiatori di calore a fascio tubiero, duplicando completamente il condensatore nell'opzione R (utilizzando il 100% del calore di condensazione per riscaldare l'acqua) o parzialmente (utilizzando il 15% del calore di condensazione per riscaldare l'acqua) ).

Nell'opzione 4, un ulteriore condensatore a fascio tubiero viene installato sulla linea di scarico dopo il compressore prima del condensatore ad aria principale. La configurazione del refrigeratore può essere: ST-standard; LN - con un livello di rumorosità ridotto, ottenuto installando un rivestimento fonoassorbente per il compressore e riducendo la velocità di rotazione del ventilatore assiale del condensatore rispetto alla configurazione standard; IT - con una significativa riduzione del livello di rumore, che si ottiene installando un involucro fonoassorbente per il compressore, aumentando la sezione trasversale aperta del condensatore per il passaggio dell'aria e riducendo la velocità di rotazione del ventilatore assiale, come nonché installare il compressore su supporti antivibranti a molla, utilizzando inserti flessibili sulle tubazioni di scarico e aspirazione del contorno di refrigerazione.

I requisiti di livello di potenza sonora di un refrigeratore a ventola assiale funzionante quando installato all'esterno di un edificio potrebbero non essere molto elevati a meno che non vi siano requisiti specifici di livello di rumore nello sviluppo in cui è situato l'edificio. Se esistono tali restrizioni, è necessario eseguire un calcolo del livello pressione sonora rumore emesso dal refrigeratore nella stanza e, se necessario, utilizzare refrigeratori con configurazione speciale.

Chiller con ventilatori centrifughi

Quando si sceglie questo tipo di refrigeratore e il suo posizionamento, è necessario garantire un'alimentazione gratuita di aria di raffreddamento al refrigeratore e la rimozione dell'aria riscaldata nel condensatore. Questo viene fatto con l'aiuto di condotti dell'aria di aspirazione e di scarico e viene formata una rete di ventilazione composta da un ventilatore centrifugo, un riscaldatore d'aria (condensatore frigorifero), condotti dell'aria, feritoie di ventilazione di aspirazione e scarico. Le dimensioni di quest'ultimo sono selezionate in base alle velocità dell'aria consigliate nella sezione trasversale delle griglie e dei condotti dell'aria.

È necessario determinare la perdita di pressione nella rete di ventilazione sulla base di un calcolo aerodinamico. La perdita di carico nella rete di ventilazione deve corrispondere alla pressione sviluppata dal ventilatore centrifugo alla portata d'aria che raffredda il condensatore. Se la pressione del ventilatore centrifugo è inferiore alla perdita di carico nella rete di ventilazione, su ordinazione speciale è possibile utilizzare un motore elettrico più potente per il ventilatore centrifugo. I condotti dell'aria devono essere collegati al refrigeratore utilizzando inserti flessibili in modo che le vibrazioni non vengano trasmesse alla rete di ventilazione.

Prestazioni del refrigeratore

Schema refrigeratore con modulo idraulico integrato

Tecnologie di risparmio energetico nei refrigeratori

Allo stesso tempo, anche il grafico giornaliero dell'eccesso di calore è di natura irregolare con un massimo chiaramente definito. Tradizionalmente, nei refrigeratori con una capacità di 20-80 kW, vengono installati due compressori identici e vengono realizzati due circuiti di refrigerazione indipendenti. Di conseguenza, l'unità è in grado di funzionare in due modalità al 50% e al 100% della sua potenza nominale. La nuova generazione di refrigeratori con capacità di raffreddamento da 20 a 80 kW consente il controllo della capacità a tre stadi. In questo caso, la capacità di refrigerazione totale è distribuita tra i compressori in un rapporto del 63% e del 37%.

Nei refrigeratori di nuova generazione, entrambi i compressori sono collegati in parallelo e funzionano sullo stesso circuito di refrigerazione, ovvero hanno un condensatore ed un evaporatore comuni. Questo design aumenta significativamente l'efficienza di conversione energetica (ECE) del circuito di refrigerazione durante il funzionamento a carico parziale. Per tali refrigeratori, con un carico del 100% e una temperatura dell'aria esterna di 25°C, KPI = 4, e quando funziona al 37%, KPI = 5. Considerando che il 50% delle volte il refrigeratore funziona con un carico del 37%, ciò garantisce un notevole risparmio energetico.

• controllare tutti i parametri operativi dell'apparecchiatura;
• regolare il valore impostato della temperatura dell'acqua all'uscita del refrigeratore in base ai parametri dell'aria esterna, ai processi tecnologici o ai comandi di un sistema di controllo centralizzato (dispacciamento);
• selezionare la fase di controllo della potenza ottimale;
• in caso di effettiva necessità, eseguire in modo rapido ed efficace un ciclo di sbrinamento (per i modelli con pompa di calore).

Di conseguenza, gli avviamenti a breve termine del compressore vengono automaticamente ridotti al minimo, il tempo di funzionamento del compressore è ottimizzato e i parametri dell'acqua all'uscita dei refrigeratori vengono regolati in base alle esigenze reali. Come hanno dimostrato i test, in media durante il giorno vengono accesi solo 22 compressori, mentre i compressori dei refrigeratori convenzionali vengono accesi 72 volte.

Il KPI medio annuale del refrigeratore raggiunge 6 e il risparmio energetico quando si utilizzano refrigeratori moderni invece di quelli convenzionali è di 7,5 kWh per 1 m2 di area della struttura servita per stagione, ovvero del 35%. Un altro importante vantaggio offerto dall'utilizzo dei nuovi refrigeratori è che scompare la necessità di installare ingombranti serbatoi di stoccaggio e la pompa di circolazione integrata nel corpo del refrigeratore consente di fare a meno di una stazione di pompaggio aggiuntiva.

La manutenzione di tali compressori richiede molta manodopera e personale altamente qualificato. Negli ultimi anni sono comparsi sul mercato nuovi compressori SCROLL che non presentano gli svantaggi caratteristici dei compressori a pistoni e a vite. I compressori Scroll hanno un'elevata efficienza energetica, bassi livelli di rumore e vibrazioni e non richiedono manutenzione. Questo tipo di compressore è semplice nel design, molto affidabile e allo stesso tempo economico. Tuttavia, la produttività dei compressori Scroll, di norma, non supera i 40 kW.

L'utilizzo nei moderni refrigeratori di numerosi compressori Scroll piccoli ma molto affidabili, nonché di diversi circuiti di refrigerazione, ha permesso di ottenere un refrigeratore molto “maneggevole” in grado di fornire la potenza frigorifera richiesta con elevata precisione. Ovviamente, l'utilizzo di un tale refrigeratore rende superflua l'installazione di una stazione di pompaggio e un'ampia scelta di pompe di diversa capacità integrate nel corpo del refrigeratore risolve tutti i problemi relativi alla circolazione dell'acqua refrigerata. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata alle piccolissime correnti di spunto delle nuove apparecchiature. Dopotutto, l'avvio dei piccoli compressori Scroll, a basso consumo energetico, avviene in modo alternato, in base al crescente carico dell'unità.

Tutti i refrigeratori delle ultime generazioni sono moderni sistema a microprocessore Il controllo consente di regolare il valore impostato della temperatura dell'acqua all'uscita del refrigeratore in base ai parametri dell'aria esterna, ai processi tecnologici o ai comandi di un sistema di controllo centralizzato (dispacciamento). Da un punto di vista economico, l'utilizzo di un gran numero di compressori scroll e l'installazione di una pompa di circolazione integrata anziché di una stazione di pompaggio separata risulta essere un'opzione più redditizia rispetto all'utilizzo di compressori semiermetici costosi, potenti e complessi.

Vantaggi e svantaggi dei refrigeratori

Vantaggi

• Scalabilità. Il numero di ventilconvettori (carichi) sulla macchina di refrigerazione centrale (chiller) è praticamente limitato solo dalla sua produttività.
• Volume e area minimi. L'impianto di climatizzazione di un grande edificio può contenere un unico refrigeratore, occupando un volume e una superficie minimi; l'aspetto della facciata viene preservato grazie all'assenza di unità di climatizzazione esterne;
• Distanza praticamente illimitata tra refrigeratore e ventilconvettori. La lunghezza dei percorsi può raggiungere centinaia di metri, poiché con un'elevata capacità termica del liquido refrigerante, le perdite specifiche per metro lineare del percorso sono molto inferiori rispetto ai sistemi con refrigerante gassoso.
• Costo del cablaggio. Per collegare refrigeratori e ventilconvettori vengono utilizzati normali tubi dell'acqua, valvole di intercettazione ecc. Il bilanciamento dei tubi dell'acqua, ovvero l'equalizzazione della pressione e della portata dell'acqua tra i singoli ventilconvettori, è molto più semplice ed economico rispetto ai sistemi a gas.
• Sicurezza. I gas potenzialmente volatili (gas refrigerante) sono concentrati nel refrigeratore, che solitamente è installato in aria (sul tetto o direttamente a terra). I guasti alle tubazioni all'interno di un edificio sono limitati dal rischio di allagamenti, che può essere ridotto mediante valvole di intercettazione automatiche.

Screpolatura

• I sistemi chiller-fan coil, in senso stretto, non sono sistemi di ventilazione: raffreddano l'aria in ogni stanza climatizzata, ma non influenzano in alcun modo la circolazione dell'aria. Pertanto, per garantire il ricambio d'aria, i sistemi chiller-fan coil sono abbinati a sistemi di climatizzazione ad aria (tetto), le cui macchine frigorifere raffreddano aria esterna e lo immette nei locali attraverso un sistema parallelo di ventilazione forzata.
• Essendo più economici dei sistemi su tetto, i sistemi chiller-fan coil hanno sicuramente un’efficienza inferiore ai sistemi VRV e VRF. Tuttavia, il costo dei sistemi VRV rimane significativamente più elevato e la loro produttività massima (volumi di ambienti raffreddati) è limitata (fino a diverse migliaia di metri cubi).
• Alcuni aspetti della progettazione della refrigerazione
• Una macchina di refrigerazione è un'apparecchiatura grande (tutte e tre le dimensioni superano significativamente un metro e la lunghezza può superare i 10 m) e pesante (fino a 15 tonnellate). In pratica, ciò significa la necessità quasi incondizionata di utilizzare telai di scarico per distribuire la massa del refrigeratore su un'ampia area con una scelta di punti di supporto accettabili. I telai standard non sono sempre adatti a ciascun caso specifico, pertanto, molto spesso, è necessaria una progettazione speciale.
• Il refrigeratore VMT-Xiron è composto da 1-4 compressori, 1-12 ventilatori, 1-2 pompe, che provocano tutta una serie di vibrazioni negative, pertanto il refrigeratore deve essere installato su supporti vibranti con capacità di carico adeguata e tutte le tubazioni sono collegate tramite inserti vibranti di diametro adeguato.
• Di norma, i diametri di collegamento delle tubazioni del refrigeratore sono inferiori a quelli del tubo principale (di solito di una, a volte di due dimensioni), quindi è necessaria una transizione. Si consiglia di installare un inserto vibrante direttamente sul refrigeratore, seguito immediatamente da una transizione. A causa delle notevoli perdite idrauliche, non è consigliabile rimuovere la transizione dall'unità.
• Per evitare l'intasamento dell'evaporatore dal lato del refrigerante, è obbligatorio installare un filtro all'ingresso del refrigeratore.
• Nel caso di modulo idraulico integrato, all'uscita del refrigeratore deve essere presente una valvola di ritegno per evitare movimenti d'acqua contrari a quelli di progetto.
• Per regolare i flussi diretti e inversi si consiglia di ponticellarli tra loro con un regolatore di pressione differenziale.
• Infine, nella documentazione si dovrebbe sempre prestare attenzione a quale liquido refrigerante sono forniti i dati. L'uso di refrigerante non congelante riduce l'efficienza del sistema di refrigerazione in media del 15-20%.

Schema di funzionamento di un refrigeratore con condensatore ad aria e sistema di avviamento invernale (design monoblocco, senza modulo idraulico)

Specifica

1. Compressore Danfoss
2. Pressostato alta pressione KR
3. Valvola di intercettazione Rotolock
4. Valvola differenziale NRD
5. Ricevitore lineare
6. Valvola di intercettazione Rotolock
7. Filtro deidratatore DML
8. Vetro spia SG
9. Elettrovalvola EVR
10. Valvola termostatica TE
11. Filtro deidratatore DAS/DCR
12. Pressostato di bassa pressione KR
13. Valvola di intercettazione Rotolock
14. Sensore di temperatura AKS
15. Flussostato del fluido FQS
16. Quadro elettrico

Schema di funzionamento di un refrigeratore con condensatore ad aria remoto e sistema di avviamento invernale (senza modulo idraulico)

Specifica

1. Compressore Danfoss
2. Pressostato alta pressione KR
3. Valvola di intercettazione Rotolock
4. Separatore d'olio OUB
5. Valvola di ritegno NRV
6. Valvola differenziale NRD
7. Regolatore di pressione di condensazione KVR
8. Valvola a sfera GBC
9. Condensatore raffreddato ad aria
10. Valvola a sferaGBC
11. Valvola di ritegno NRV
12. Ricevitore lineare
13. Valvola di intercettazione Rotolock
14. Filtro deidratatore DML
15. Vetro spia SG
16. Elettrovalvola EVR
17. Bobina per elettrovalvola Danfoss
18. Valvola termostatica TE
19. Evaporatore a piastre saldobrasate tipo B (Danfoss)
20. Filtro deidratatore DAS/DCR
21. Pressostato di bassa pressione KR
22. Valvola di intercettazione Rotolock
23. Sensore di temperatura AKS
24. Flussostato del fluido FQS
25. Quadro elettrico

Schema di funzionamento di un refrigeratore con condensatore raffreddato ad acqua e controllo della pressione di condensazione

Specifica

1. Compressore Danfoss
2. Pressostato di alta pressione KP
3. Valvola di intercettazione Rotolock
4. Condensatore di raffreddamento ad acqua a piastre saldobrasate tipo B (Danfoss)
5. Valvola di controllo dell'acqua WVFX
6. Filtro deidratatore DML
7. Vetro spia SG
8. Elettrovalvola EVR
9. Bobina per elettrovalvola Danfoss
10. Valvola termostatica TE
11. Evaporatore a piastre saldobrasate tipo B (Danfoss)
12. Filtro deidratatore DAS/DCR
13. Pressostato di bassa pressione KP
14. Valvola di intercettazione Rotolock
15. Sensore di temperatura AKS
16. Flussostato del fluido FQS
17. Quadro elettrico

Schema di un modulo idraulico per un refrigeratore con una pompa

Specifica:

1. Contenitore di tipo aperto termicamente isolato
2. Pompa
3. Valvola a sfera
4. Connessione separabile
5. Manometro
6. Raggiungere il consumatore
7. Ingresso acqua
8. Valvola di bypass
9. Filtro grosso
10. Relè di controllo del flusso
11. Controllo visivo del livello del liquido

Secondo il principio di funzionamento, un ventilconvettore è molto simile all'unità interna di un sistema split. La differenza principale è il liquido refrigerante: invece del refrigerante, il ventilconvettore utilizza acqua normale o una soluzione antigelo. Il liquido raffredda o riscalda l'aria in ingresso, che viene portata alla temperatura desiderata e reimmessa nell'ambiente. La condensa risultante viene scaricata sulla strada o nella fogna utilizzando una pompa.

Come nel caso dei radiatori per il riscaldamento, spesso in una stanza vengono installati più ventilconvettori contemporaneamente: il numero richiesto dipende dalla potenza dei dispositivi e dall'area della stanza. Inoltre, possono connettersi a fornire ventilazione, che consente l'utilizzo degli apparecchi in modalità mista (miscelazione dell'aria ricevuta dall'interno con aria fresca).

La regolazione della temperatura viene effettuata utilizzando un'unità di controllo del sistema elettronico, sensori di temperatura e varie valvole. I sistemi di climatizzazione complessi utilizzano anche condizionatori d'aria centralizzati, che sono responsabili della pulizia e dell'umidificazione dell'aria in entrata.

Tipologie di impianti chiller-fan coil

• Sistema a zona singola. Viene utilizzato principalmente per la manutenzione di locali di grandi dimensioni con distribuzione uniforme del calore, poiché tutti i ventilconvettori a circuito singolo ad esso collegati vengono riscaldati e raffreddati contemporaneamente.
• Sistema multizona. Utilizza ventilconvettori con scambiatori di calore a doppio circuito, che consente di separare la fornitura di acqua fredda e calda. I dispositivi in ​​un tale sistema possono fornire contemporaneamente diverse temperature dell'aria in stanze diverse.

Tipologie di ventilconvettori

• Cassetta;
• Da pavimento;
• Montaggio a parete;
• Condotto.

• Flusso singolo (l'aria viene scaricata dal dispositivo in una direzione);
• Doppio flusso (dal dispositivo escono due flussi d'aria in direzioni diverse);
• Quattro flussi (i modelli di questa tipologia producono quattro flussi d'aria, il che li rende la scelta migliore per climatizzare grandi ambienti).

Come scegliere un ventilconvettore

• Tipologia (cassetta, pavimento, parete o condotto);
• Potenza (il valore minimo in watt si ottiene moltiplicando per 100 la superficie del locale climatizzato);
• Efficienza energetica (rilevante solo per i grandi impianti di climatizzazione, poiché i ventilconvettori consumano pochissima elettricità);
• Livello di rumore (si consiglia di utilizzare dispositivi con ventole silenziose, il cui livello di rumore non superi i 60 decibel).

• Scalabilità. La distanza tra le unità nei sistemi split non supera i 15 metri a causa del refrigerante utilizzato in esse. Allo stesso tempo, la distanza tra il refrigeratore e il ventilconvettore può superare le centinaia di metri, il che rende facile espandere il sistema se necessario.
• Versatilità. A differenza dei condizionatori dei sistemi split standard, i ventilconvettori possono funzionare senza interruzioni tutto l'anno.
• Sicurezza. I refrigeranti per fan coil sono molto più sicuri rispetto al gas refrigerante utilizzato nei sistemi split.

• Grandi dimensioni del sistema. Date le dimensioni impressionanti del sistema chiller-fan coil, la sua installazione è consigliabile solo in edifici spaziosi.
• Scarsa qualità filtrazione. I filtri per la purificazione dell'aria integrati nei ventilconvettori affrontano il loro compito in modo molto peggiore rispetto ai loro analoghi nei sistemi split.
• Elevata complessità di installazione. A causa delle grandi dimensioni e del peso dei sistemi chiller-fan coil, la loro installazione richiede molto tempo e impegno.

Principio di funzionamento del dry cooler

• Scambiatore di calore a piastre. Può essere a forma di V, orizzontale o verticale. Molto spesso realizzati in alluminio o rame. Un efficiente trasferimento di calore è garantito dall'elevato numero di alette e, di conseguenza, dall'ampia superficie dello scambiatore di calore.
• Uno o più tifosi. La maggior parte dei dry cooler sono dotati di giranti di raffreddamento assiali con un raggio compreso tra 200 e 350 mm. IN dispositivi di grandi dimensioni con scambiatori di calore a V sono ammessi ventilatori con diametro fino a 1000 mm. Inoltre, i sistemi di raffreddamento industriale ad alte prestazioni possono utilizzare ventilatori centrifughi.
• Apparecchiature automatiche di protezione e regolazione responsabili del mantenimento della temperatura del liquido di raffreddamento richiesta e della modifica della velocità della ventola.
• Il liquido di raffreddamento riscaldato (acqua normale o soluzione antigelo) viene fornito all'ingresso del dry cooler, dove la sua temperatura viene ridotta alla temperatura dell'aria della strada. Il livello di raffreddamento può essere regolato modificando la velocità della ventola. Il liquido viene fornito tramite una pompa di circolazione. Successivamente, il refrigerante freddo viene reimmesso nell'apparecchiatura raffreddata e quindi il ciclo viene ripetuto.

Vantaggi e svantaggi delle torri di raffreddamento a secco

• Alta efficienza energetica;
• Sicurezza ambientale (il vettore energetico circola in un circuito chiuso e, di conseguenza, non evapora, mantenendo il livello di umidità dell'aria allo stesso livello);
• Facile da installare, utilizzare e servizio;
• Basso costo delle attrezzature;
• Facile ridimensionamento (nuove unità possono essere facilmente aggiunte al sistema di raffreddamento esistente);
• Quando si lavora con i refrigeratori a secco, è possibile utilizzare qualsiasi soluzione antigelo.

• Le prestazioni dei dispositivi dipendono dalla temperatura dell'aria esterna (sono possibili problemi nei periodi di picco termico invernale ed estivo);
• I dry cooler consumano più elettricità rispetto alle torri di raffreddamento evaporative standard.

Ambito di applicazione dei dry cooler

• Nelle industrie che richiedono grandi volumi di refrigerante;
• Nell'industria, per il raffreddamento dei liquidi refrigeranti nelle apparecchiature di refrigerazione e stampaggio a iniezione, nonché per la rimozione del calore da motori di estrusori, macchine utensili e generatori;
• In costruzione per ridurre la temperatura dei gruppi frigoriferi e dei generatori elettrici;
• Per il freecooling dell'aria negli edifici pubblici e industriali (freecooling).
• Una vasta gamma di modelli e configurazioni di dry cooler consente di scegliere un'unità con caratteristiche adatte a qualsiasi condizione operativa, quindi la loro popolarità aumenta solo ogni anno.

L'azienda General Climate offre l'acquisto di refrigeratori con condensatore raffreddato ad acqua a un prezzo competitivo a Mosca o in un'altra città della Federazione Russa. In un dispositivo di questo tipo, il calore viene rimosso attraverso l'acqua. La differenza principale tra i refrigeratori raffreddati ad acqua e quelli raffreddati ad aria è il design del condensatore. Di norma, al loro interno sono installati scambiatori di calore a piastre, a fascio tubiero o ad alette a piastre.

Un refrigeratore a condensatore raffreddato ad acqua presenta i seguenti vantaggi:

• compattezza dovuta al volume minore dello scambiatore di calore funzionante ad acqua;
• Possibilità di installazione all'interno dell'edificio, poiché non richiede molto spazio e aria esterna.

AREE DI APPLICAZIONE

Tali refrigeratori vengono utilizzati con successo sulle navi mercantili che trasportano prodotti deperibili per mantenere basse temperature nelle stive e garantire un funzionamento stabile dei motori e di alcune parti delle apparecchiature tecniche ed elettroniche. Aspirando l'acqua direttamente dal mare nel circuito, il refrigeratore diventa particolarmente economico ed efficiente dal punto di vista energetico.

Nell'industria alimentare i refrigeratori di questo tipo trovano largo impiego per il raffreddamento di liquidi su larga scala. Nelle imprese manifatturiere vengono utilizzati per il raffreddamento di macchine utensili, impianti di vuoto, macchine termoplastiche, ecc.

Negli impianti di climatizzazione per strutture che richiedono una distribuzione della temperatura per zone, per il recupero del calore vengono utilizzati refrigeratori raffreddati a liquido.

Nonostante tutti gli ovvi vantaggi dei refrigeratori raffreddati ad acqua, il loro pieno funzionamento richiede un flusso d'acqua costante. Può essere a flusso continuo o a circolazione (collegato a torri di raffreddamento o dry cooler). Tuttavia, l'acqua deve essere pulita. Grazie ad una soluzione progettuale più semplice, sono molto più economici rispetto alle loro controparti aeree, ma richiedono l'uso di dispositivi aggiuntivi: raffreddatori esterni.

I refrigeratori raffreddati ad acqua sono dispositivi che svolgono il compito assegnato utilizzando l'acqua che circola nel sistema. Costituiscono una buona alternativa alle unità che utilizzano l'aria per lo stesso scopo. Inoltre in alcuni casi diventano l’unico modo possibile per sottrarre calore al condensatore.

Tali installazioni vengono utilizzate per il posizionamento in interni, spesso come elemento del sistema di climatizzazione centralizzato negli edifici. Di norma, sono installati in stanze separate: scantinati, stazioni di pompaggio, camere di ventilazione, locali tecnici, ecc.

Struttura del circuito frigorifero

I refrigeratori condensati ad acqua non sono un elemento indipendente, ma sempre una parte sistema complesso, che presuppone la presenza di moduli di raffreddamento, pompe, condotte, ventilconvettori al servizio dell'utente finale della risorsa generata.

Il refrigeratore stesso è costituito da diversi elementi:

• circuito frigorifero (compressore, dispositivo di espansione, scambiatori di calore ad acqua del condensatore e dell'evaporatore, filtro deidratatore);
• automazione;
• dispositivi di protezione.

Durante il funzionamento, il dispositivo elabora il liquido di raffreddamento, che viene poi trasmesso attraverso le tubazioni ai ventilconvettori e ad altre unità di scambio di calore. Il circuito del condensatore, orientato al raffreddamento ad acqua, comunica con un dry cooler montato all'esterno dell'edificio, oppure con una torre evaporativa remota, dove, infatti, avviene il processo di raffreddamento della sostanza di lavoro. All'interno del circuito circola una speciale sostanza, solitamente un liquido non ghiacciabile, il cui movimento è assicurato da una serie di pompe di circolazione. Un vantaggio importante di questo metodo di rimozione del calore è la possibilità di utilizzare refrigeranti esterni: acqua corrente prelevata da un serbatoio vicino, ecc.

Tipi di macchine frigorifere

Le specifiche dell'utilizzo dei moduli di raffreddamento ad acqua e il loro scopo determinano il tipo di refrigeratore:

• la natura del compressore utilizzato (i dispositivi sono classificati come scroll, a vite, oil-free);
• potenza delle apparecchiature (bassa produttività - fino a 150 kW, media produttività - fino a 400 kW, ad alte prestazioni - oltre 400 kW);
• classe di scambiatori di calore (a piastre, a fascio tubiero, allagato);
• numero di circuiti di circolazione del refrigerante (1, 2, 3, 4 circuiti);
• natura del refrigerante (R-410a, R-22, R-134a, R-407C).

Ogni tipo di attrezzatura è adatta a condizioni operative specifiche.

Principali vantaggi dell'utilizzo del raffreddamento ad acqua

Nella maggior parte dei casi, le apparecchiature di refrigerazione offerte oggi ai consumatori hanno un design ergonomico caratterizzato da un'estrema efficienza energetica. Tra i vantaggi di questi progetti, va sottolineato:

• compattezza (i refrigeratori d'acqua non richiedono un'area significativa per il soffiaggio del condensatore, a differenza delle loro controparti raffreddate ad aria. Pertanto, l'area di lavoro dell'apparecchiatura, così come le dimensioni del modulo di refrigerazione stesso, sono molto più piccole);
• la possibilità di espandere l'impianto esistente sostituendo o aggiungendo apparecchiature di maggiore potenza;
• funzionamento tutto l'anno (il freddo viene generato in tutte le stagioni, il liquido di raffreddamento viene raffreddato senza ciclo di refrigerazione);
• installazione di apparecchiature all'interno o all'esterno degli edifici;
• il sistema è alimentato da qualsiasi fonte acqua pulita(approvvigionamento idrico, fiume vicino, ecc.).

L'azienda General Climate offre una vasta gamma di refrigeratori monoblocco; i nostri specialisti sono pronti ad aiutarvi nella scelta dell'attrezzatura ottimale.

Si prega di verificare con i nostri responsabili i prezzi attuali per i refrigeratori raffreddati ad acqua.

I refrigeratori sono una macchina di refrigerazione funzionale e potente, necessaria per il raffreddamento di alta qualità del liquido di raffreddamento sotto forma di sostanza liquida. Il dispositivo viene utilizzato attivamente nei sistemi di condizionamento industriale, poiché è economico.

Caratteristiche principali dei refrigeratori d'acqua

I dispositivi di refrigerazione hanno diverse classificazioni. Il criterio principale nella suddivisione in tipi di refrigeratori è il metodo di rimozione del calore dal condensatore. In molti casi, a questo scopo viene utilizzata l’aria esterna. Ma in alcune situazioni è consigliabile utilizzare una sostanza liquida: l'acqua.

La principale caratteristica distintiva dei refrigeratori raffreddati ad acqua da quelli raffreddati ad aria è il design dei condensatori. L'unità idrica non è dotata di uno scambiatore di calore ad alette tubolari, ma di uno scambiatore di calore in plastica, a fascio tubiero o con alette in plastica.

I condensatori di tipo plastico presentano molti vantaggi rispetto ai dispositivi a fascio tubiero; hanno un volume inferiore, che consente l'utilizzo di meno refrigerante.

È possibile acquistare un refrigeratore raffreddato ad acqua lasciando una richiesta sul sito frienergy.ru.

Vantaggi e svantaggi dei refrigeratori d'acqua

Le unità raffreddate ad acqua presentano alcuni vantaggi rispetto ai refrigeratori raffreddati ad aria:

1. Compattezza. I dispositivi ad aria sono di grandi dimensioni, poiché per garantire la rimozione del calore richiesta è necessaria un'imponente area di soffiaggio. Grazie a questa caratteristica, circa la metà del volume della macchina frigorifera è occupata dal condensatore.

L'acqua ha eccellenti proprietà termodinamiche. Il liquido ha capacità termica e densità maggiori rispetto all'aria. Ciò offre l'opportunità di ridurre le dimensioni dello scambiatore di calore e quindi del refrigeratore stesso.

1. La presenza della possibilità di installare dispositivi all'interno. I refrigeratori d'acqua non richiedono necessariamente il posizionamento all'aperto, poiché non necessitano di aria esterna per funzionare. Pertanto, i dispositivi vengono spesso installati all'interno.

Questo vantaggio è molto importante in situazioni in cui non è disponibile l'ampia area esterna necessaria per l'installazione di un refrigeratore d'aria. I refrigeratori d'acqua compatti vengono spesso installati in locali tecnici, scantinati e stazioni di pompaggio.

Lo svantaggio principale dei dispositivi raffreddati ad acqua è la necessità che l'acqua funzioni. È possibile utilizzare liquidi diversi per far funzionare il refrigeratore. Per evitare l'intasamento dello scambiatore di calore, è necessario installare un filtro speciale.

Come fare la scelta giusta

1. Misurazione del consumo di acqua per le apparecchiature.
2. Un indicatore della temperatura che entra nell'apparecchiatura.
3. La temperatura finale che si forma dopo aver attraversato l'apparecchiatura.

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