Естественное охлаждение - это экономичный метод использования низких температур наружного воздуха для охлаждения воды, которую затем можно использовать в промышленных процессах или в системах кондиционирования воздуха . Охлажденной воды может быть либо сразу использовать или хранить в течение краткосрочной или долгосрочной перспективе. Когда температура наружного воздуха ниже температуры в помещении, эта система использует холодный наружный воздух в качестве источника естественного охлаждения. Таким образом, система заменяет чиллер в традиционных системах кондиционирования воздуха с тем же результатом охлаждения. Такие системы могут быть созданы для отдельных зданий или сетей централизованного холодоснабжения .
Операция [ править ]
Для версии с приводом от человека см. Яхчал .
Когда температура окружающего воздуха падает до заданной температуры, регулирующий клапан позволяет всей или части охлажденной воды обходить существующий чиллер и проходить через систему естественного охлаждения, которая потребляет меньше энергии и использует более низкую температуру окружающего воздуха для охлаждения. вода в системе.
Этого можно добиться, установив воздухоохладитель с любым существующим чиллером или отдельно. При низких температурах окружающей среды установка может обходить существующий чиллер, обеспечивая экономию энергии до 75% без ущерба для требований к охлаждению. [1]
При обогреве, вентиляции и кондиционировании ( HVAC ) в зимние месяцы внутренние помещения больших коммерческих зданий могут нуждаться в охлаждении, даже если периметральные пространства могут нуждаться в обогреве. [2] Естественное охлаждение - это производство охлажденной воды без использования чиллера , которое обычно может использоваться поздней осенью, зимой и ранней весной в зонах с умеренным климатом . [3] Естественное охлаждение не является полностью бесплатным, поскольку чиллер все еще работает.
Методы [ править ]
Предполагая, что система может использовать естественное охлаждение, есть три способа использовать естественное охлаждение:
Цикл фильтра [ править ]
Градирни вода может быть непосредственно связана в поток через охлажденную воду контур. Если градирня открыта, то требуется фильтр для удаления любого мусора, который может накапливаться внутри градирни. Экономия затрат связана с ограниченным использованием энергии водоохладителя . При использовании этого метода повышается риск коррозии.
Пластинчато-рамный теплообменник [ править ]
Теплообменник будет передавать тепло непосредственно от охлаждающего контура воды в контур охлаждения башни. Теплообменник отделяет воду из градирни от охлаждающей жидкости, протекающей через охлаждающие змеевики. Таким образом, охлаждающая вода предварительно охлаждается, а здание охлаждается жидкостью . Экономия энергии достигается за счет уменьшения нагрузки чиллера и, следовательно, снижения потребления энергии. Стоимость увеличивается из-за того, что насосу необходимо компенсировать разницу давлений.
Миграция холодильного оборудования [ править ]
Клапан внутри водоохладителя открывает прямой путь между конденсатором и испарителем . Относительно теплая жидкость в контуре чиллера испаряет хладагент, и энергия переносится непосредственно в конденсатор, где она охлаждается и конденсируется водой из градирни. [2] Этот метод основан на идее, что хладагент имеет тенденцию двигаться к самой холодной точке в холодильном контуре. Снижение затрат, связанное с этим методом, связано с бездействием компрессора, поскольку нагнетатель, вентиляторы и насосы находятся в рабочем состоянии.
Сезоны [ править ]
Высокая температура окружающей среды [ править ]
Если температура обратной воды процесса равна или выше температуры окружающего воздуха, естественное охлаждение не подходит. Трехходовой клапан системы будет обходить теплообменник естественного охлаждения и направлять поток жидкости через чиллеры для охлаждения до требуемой заданной температуры.
Межсезонье [ править ]
Для работы в середине сезона вода частично охлаждается компрессором, а частично - температурой окружающей среды. Процент естественного охлаждения, достигаемый в середине сезона, зависит от сезонных температур, хотя частичное естественное охлаждение начинается, когда температура окружающего воздуха на 1 ° C ниже температуры обратной воды технологического процесса. Вода частично охлаждается через естественный охладитель, затем проходит через охладители для достижения требуемой заданной температуры.
Зимняя операция [ править ]
Зимой, когда температура наружного воздуха достаточно низкая, вода охлаждается исключительно за счет змеевика естественного охлаждения. Это позволяет компрессорам чиллеров останавливаться, экономя значительное количество энергии. Единственная электроэнергия, используемая в зимнем режиме, предназначена для работы вентилятора. Это может быть достигнуто , когда температура окружающего воздуха на 3 ° С до 5 ° C ниже температуры подачи технологической воды.
Ограничения [ править ]
Замораживание может произойти , когда температура окружающего воздуха опускается ниже 0 ° C . Еще одно ограничение - разница температур в теплообменнике. Теплообменник с очень низким перепадом температур может стать экономически нереальным. Экономика теплообменника позволяют в течение как минимум свободного охлаждения температура воды около 5 ° C . [3]
Дата-центры и серверные [ править ]
Энергоэффективность [ править ]
На центры обработки данных приходится 2% мирового потребления электроэнергии.
Соединенное Королевство : в 2013 году канцлер Джордж Осборн согласился сделать уступку для центров обработки данных, чтобы освободить их от обязательств по сокращению выбросов углерода (CRC), и разрешить им составить собственное Соглашение об изменении климата (CCA). Это также признано новой Европейской комиссией по сокращению выбросов парниковых газов в ЕС на 40% к 2030 году. Для охлаждения центров обработки данных или серверных помещений требуется много энергии, поэтому естественное охлаждение может быть идеальным решением для экономии энергии. [4]
Типы [ править ]
Существует два варианта естественного охлаждения для центра обработки данных или серверного помещения, первый из которых представляет собой встроенный змеевик естественного охлаждения или чиллер, который работает вместе с блоком естественного охлаждения. Встроенные чиллеры идеально подходят для объектов с ограниченным пространством и могут предложить высокий уровень энергоэффективности . Эти агрегаты оснащены высококачественными компонентами, включая спиральные и винтовые компрессоры, осевые вентиляторы и трехходовые регулирующие клапаны.
Другой вариант - это независимый свободный охладитель, который имеет большую теплообменную способность, так как его размер обеспечивает максимальную эффективность, что обеспечивает большую площадь для передачи тепловой энергии. Независимые бесплатные охладители показали экономию энергии до 70%.
Ссылки [ править ]
- ^ Посладек, Джина. «Магистр энергетических систем и окружающей среды» (PDF) . Стратклайдский университет . Проверено 5 октября 2010 года .
- ^ а б Маккуистон, Фэй К., Джеральд Д. Паркер и Джеффри Д. Спитлер. Отопление, вентиляция и кондиционирование . Хобокен: John Wiley & Sons, Inc., 2005.
- ^ a b Келли, Дэвид В. «Соображения по естественному охлаждению». Отопление, трубопроводы, кондиционирование воздуха (1996): 51-57.
- ^ Mortleman, Джим (6 декабря 2013). «Канцлер Джордж Осборн объявляет о налоговых льготах для центров обработки данных в осеннем заявлении» . www.computerweekly.com . Проверено 24 февраля 2015 года .
