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 . Охлажденную воду можно использовать сразу или хранить на короткий или длительный срок. Когда температура наружного воздуха ниже температуры в помещении, эта система использует прохладный наружный воздух в качестве источника естественного охлаждения. Таким образом, система заменяет охладитель в традиционных системах кондиционирования воздуха, обеспечивая при этом тот же результат охлаждения. Такие системы могут быть созданы для отдельных зданий или сетей централизованного холодоснабжения .
Чтобы узнать о версии с приводом от человека, см. yakhchal .
Когда температура окружающего воздуха падает до заданной температуры, модулирующий клапан позволяет всей или части охлажденной воды обходить существующий охладитель и проходить через систему естественного охлаждения, которая потребляет меньше энергии и использует более низкую температуру окружающего воздуха для охлаждения. вода в системе.
Этого можно достичь, установив воздухоохладитель вместе с любым существующим охладителем или отдельно. При низких температурах окружающей среды установка может обходить существующий охладитель, обеспечивая экономию энергии до 75 % без ущерба для требований к охлаждению. [1]
При отоплении, вентиляции и кондиционировании воздуха ( ОВКВ ) в зимние месяцы внутренние помещения крупных коммерческих зданий могут нуждаться в охлаждении, даже если помещения по периметру 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.
Если предположить, что система может использовать естественное охлаждение, существует три способа использования естественного охлаждения:
Воду градирни можно напрямую подключить к потоку через контур охлажденной воды . Если градирня открыта, то необходим сетчатый фильтр для удаления мусора, который может скопиться внутри градирни. Экономия средств связана с ограниченным использованием энергии водоохладителя . При использовании этого метода существует повышенный риск коррозии.
Теплообменник будет передавать тепло непосредственно из контура охлажденной воды в контур градирни. Теплообменник отделяет воду в градирне от охлаждающей жидкости, протекающей через охлаждающие змеевики. Таким образом, вода в холодильной машине предварительно охлаждается, а здание охлаждается жидкостью . Экономия энергии достигается за счет снижения нагрузки на охладитель и, следовательно, снижения энергопотребления. Стоимость увеличивается из-за того, что насосу необходимо компенсировать разницу давлений.
Устройство клапанов внутри водоохладителя открывает прямой путь между конденсатором и испарителем . Относительно теплая жидкость в контуре чиллера испаряет хладагент, а энергия переносится непосредственно в конденсатор, где охлаждается и конденсируется водой из градирни. [2] В основе этого метода лежит идея о том, что хладагент имеет тенденцию двигаться к самой холодной точке холодильного контура. Экономия средств, связанная с этим методом, обусловлена бездействием компрессора, поскольку воздуходувка, вентиляторы и насосы находятся в рабочем состоянии.
Если температура обратной технологической воды равна или ниже температуры окружающего воздуха, естественное охлаждение не подходит. Трехходовой клапан системы обходит теплообменник естественного охлаждения и направляет поток жидкости через охладители, охлаждаемые до требуемой заданной температуры.
При работе в середине сезона вода частично охлаждается компрессором и частично за счет температуры окружающей среды. Процент естественного охлаждения, достигаемый в середине сезона, зависит от сезонных температур, хотя частичное естественное охлаждение начинается, когда температура окружающего воздуха становится на 1 °C ниже температуры обратной технологической воды. Вода частично охлаждается через фрикулер, затем проходит через чиллеры для достижения необходимой заданной температуры.
Зимой, когда температура наружного воздуха достаточно низкая, вода охлаждается исключительно змеевиком естественного охлаждения. [4] Это позволяет компрессорам чиллеров останавливаться, экономя значительное количество энергии. Единственная электроэнергия, используемая в зимнем режиме, предназначена для работы вентилятора. Этого можно достичь, если температура окружающего воздуха станет на 3–5 °C ниже температуры технологической подаваемой воды.
Замерзание может произойти, когда температура окружающего воздуха опустится ниже 0 °C . Еще одним ограничением является разница температур в теплообменнике. Теплообменник, имеющий очень низкую разницу температур поперек, может оказаться экономически нереалистичным. Экономика теплообменника позволяет поддерживать минимальную температуру воды естественного охлаждения около 5 °C . [3]
Великобритания : В 2013 году канцлер Джордж Осборн согласился пойти на уступку в отношении центров обработки данных, чтобы освободить их от обязательств по сокращению выбросов углерода (CRC) и разрешить им подписывать собственное Соглашение об изменении климата (CCA). Это также признано новой Европейской комиссией, которая намерена сократить выбросы парниковых газов в ЕС на 40% к 2030 году. Охлаждение центров обработки данных или серверных помещений требует много энергии, поэтому естественное охлаждение может быть идеальным решением для экономии энергии. [5]
Существует два варианта естественного охлаждения для центра обработки данных, серверной комнаты и базовых станций GSM, первый из которых представляет собой встроенный змеевик естественного охлаждения или охладитель, который работает вместе с блоком естественного охлаждения. Встроенные чиллеры идеально подходят для объектов с ограниченным пространством и могут обеспечить высокий уровень энергоэффективности . Эти агрегаты оснащены высококачественными компонентами, включая спиральные и винтовые компрессоры, осевые вентиляторы и трехходовые модулирующие клапаны. [ нужна цитата ]
Другой вариант — это независимый фрикулер, который имеет большую мощность теплообмена, поскольку его размер обеспечивает максимальную эффективность, что обеспечивает большую площадь для передачи тепловой энергии. Независимые фрикулеры показали экономию энергии до 70%. [ нужна цитата ]