www.engineering-russia.com
CIAT

Холодоаккумулирующая система CRISTOPIA доставлена в больницу Valenciennes (Франция)

Благодаря 25-летнему опыту работы в области холодоаккумулирующих систем группа компаний CIAT Group в настоящее время занимает в этом секторе позицию мирового лидера. Новое оборудование, поставленное ею недавно больнице Valenciennes, может служить еще одним примером широкого распространения систем CIAT во всем мире, где на данный момент эксплуатируются 2 000 холодоаккумулирующих систем CRISTOPIA. Такие системы, в частности, работают во дворце конгрессов Nuovo Palacongressi di Rimini (Италия) и в аэропорте Ларнака (Кипр). Благодаря внедрению систем CRISTOPIA ежесуточно экономится более 5 000 МВт ∙ часов электроэнергии. Система может эксплуатироваться в диапазоне температуры от -33°C до +27°C и имеет коэффициент полезного действия (к. п. д.) на 20% выше, чем другие имеющиеся на рынке системы аналогичного назначения. Именно этим и определяется тот успех, которым она пользуется у потребителей.

Холодоаккумулирующая система CRISTOPIA доставлена в больницу Valenciennes (Франция)
Аккумулирование тепловой энергии представляет собой техническое решение, особенно хорошо пригодное для применения в системах кондиционирования воздуха и промышленных холодильных системах. Принцип действия холодоаккумулирующей системы состоит в том, что в периоды времени, когда действует низкий тариф на электроэнергию, когда имеется избыток электроэнергии и когда на улице достаточно холодно (т.е. по ночам), осуществляется – с применением специальных хладоагентов - накопление тепловой энергии (холода), которая отводится от системы в дневное время суток. Благодаря происходящему при этом выравниванию холодильной нагрузки, подобная система позволяет сократить суммарное энергопотребление и сэкономить на мощности оборудования. Классические системы конструируются в расчете на пиковую нагрузку, несмотря на то, что мы используем холодильные установки на полную мощность на протяжении года только в течение нескольких суток или нескольких часов. Аккумулирование скрытой тепловой энергии (скрытой теплоты фазового перехода) позволяет использовать холодильные установки меньшей мощности. Такое решение позволяет восполнить дефицит энергии в периоды, когда потребность в тепловой энергии превышает холодопроизводительность холодильной установки. Таким образом холодильная установка может работать в непрерывном режиме и на максимальном уровне коэффициента полезного действия.

Система CRISTOPIA во всех случаях своего применения подтвердила экономию суммарных затрат поскольку ее можно рассчитывать на более низкий проектный уровень мощности. Средний срок ее окупаемости находится в диапазоне от полугода до двух лет.

Система имеет массу преимуществ – начиная с меньшей площади для установки компонентов (эта площадь меньше обычной на 30 - 70% при установке собственно холодильного агрегата, башенных охладителей, электротрансформатора, подстанции, пускового щитка, кабелей и т. п.). Она также характеризуется пониженным энергопотреблением, благодаря повышению к.п.д. холодильного агрегата, а также благодаря тому, что позволяет использовать электроэнергию в периоды, когда тариф на нее является минимальным. Наконец, она позволяет иметь меньшую площадь поверхности теплообмена, и в случае сбоя в работе основной системы ее можно использовать в качестве резервной. Рассматриваемая система особенно удачно подходит для таких применений, как кондиционирование воздуха (в жилых комплексах, крупных центрах для проведения конференций, супермаркетах, офисных зданиях, больницах и т. п.), охлаждение (в фармацевтической и пищевой промышленности, на установках по розливу продукции в бутылки, в скотобойнях и т. п.) или в системах резервирования основных охлаждающих систем (это залы телефонных коммутаторов, вычислительные центры, склады-холодильники и т. п.).

Технология системы CRISTOPIA основана на применение шаровидных гранул полиолефина, полученных методом экструзии с последующим раздувом. Гранулы заполнены материалом, легко меняющим свое фазовое состояние (твердое вещество - жидкость). В отличие от змеевиковых систем, в которых вода захолаживается вне змеевиков, шарообразные гранулы имеют гораздо большую суммарную площадь поверхности теплообмена. Поэтому они абсорбируют холод намного быстрее. Температура материала, меняющего свое фазовое состояние, составляет -5 или -6°C, в то время как в случае других хладоагентов она равняется -8 °С или -9 °С. Благодаря этому система CRISTOPIA по сравнению с другими системами аналогичного назначения экономит заказчику свыше 20 % электроэнергии. Модификации системы, входящие в ряд CRISTOPIA, охватывают диапазон температур плавления от -33°C до +27 °C. С тем, чтобы обеспечить более точнее выполнение требований конкретных применений, система поставляется также в разных модификациях по типам и размерам гранул, а значит различающихся значениями теплоты фазового перехода. Имеется 12 разных типоразмеров гранул. В дополнение к исключительно высокому термическому к. п. д. с точки зрения теплообмена, гранулы системы CRISTOPIA характеризуются исключительно высоким сроком службы (при эксплуатации в нормальных рабочих условиях он эквивалентен 30 - 40 годам и больше).
Эксплуатационные режимы и принцип работы:

Режим, при котором идет только накопление тепловой энергии: В ночные часы тепловая энергия (в данном случае холод) накапливается в результате работы холодильного агрегата, который охлаждает хладоагент. Последний циркулирует при температуре ниже температуры плавления материала, меняющего свое фазовое состояние. Этот материал содержится в описанных выше гранулах, и он, кристаллизуясь, переходит в твердое состояние. Таким образом тепловая энергия накапливается в результате использования скрытой теплоты кристаллизации.

Режим прямого производства холода: В период времени, когда потребность в холоде ниже расчетной охлаждающей способности холодильного агрегата, необходимый холод генерируется напрямую самим холодильным агрегатом. При этом выходная мощность последнего регулируется им самим.

Режим, при котором идет только отдача тепловой энергии: Холодоаккумулирующая система может работать и автономно – без холодильного агрегата (это может быть необходимым либо для резервирования вышедшего из строя холодильного агрегата, либо в периоды пиковой нагрузки). В этом случае хладоагент входит в систему при температуре выше температуры плавления материала, меняющего свое фазовое состояние, и он (хладоагент) охлаждается в результате теплообмена с гранулами. При этом выходная температура регулируется – в соответствии с потребностью в холоде – при помощи 3-ходового клапана.

Режим прямого производства холода в сочетании с отдачей тепловой энергии: В периоды, когда потребность в холоде превосходит охлаждающую способность холодильного агрегата, она (потребность) удовлетворяется за счет совместной работы холодильного агрегата и холодоаккумулирующей системы.

Режим прямого производства холода в сочетании с накоплением тепловой энергии: В этом режиме (который используется только в ночные часы) холодильный агрегат охлаждает холодоаккумулирующую систему и тем самым обеспечивает потребность в холоде (эта потребность ограничивается в этом случае 10 – 15 % расчетной холодопроизводительности холодильного агрегата, соответствующей режиму охлаждения холодоаккумулирующей системы). В этом режиме холодильный агрегат регулируется контуром автоматического регулирования температуры среды на выходе.

Размеры резервуара холодоаккумулирующей системы выбираются, исходя из характеристик объекта, на котором развертывается установка, и от требуемой мощности системы. Резервуар может быть как цилиндрическим, так и иметь форму параллелепипеда. Изготовлен он может быть либо из стали, либо из железобетона. При этом цилиндрические резервуары можно устанавливать как в помещении, так и на открытом воздухе – на поверхности или с заглублением в землю. Резервуар оснащается люком в верхней части, который служит для заполнения его гранулами, и люком в нижней части, который используется для выгрузки материала и хладоагента, когда в этом возникает необходимость. Для распределения потока хладоагента, что необходимо для получения оптимальной эффективности теплообмена, в резервуаре имеется два диффузора – верхний и нижний. Теплообмен между гранулами и хладоагентом имеет место в результате процесса теплопередачи при циркуляции последнего внутри резервуара.

Группа компаний CIAT Group может предоставлять заказчикам ряд дополнительных услуг. Главной из них является возможность использования стендовой испытательной установки, которая предназначения для выработки ценных рекомендаций по применению холодоаккумулирующей системы (построение гидравлической схемы, разработка системы управления, разработка различных алгоритмов эксплуатации и т. п.). Испытательную установку можно также использовать для моделирования всего объекта в целом. Далее, в случае, когда речь идет об установке оборудования в существующем здании, очень – с точки зрения правильного выбора размерных параметров – определить реальную потребность в холоде. Группа компаний CIAT Group разработала вариант системы, максимально оснащенный средствами измерения, который можно использовать для проведения измерений непосредственно на объекте. Наконец, чтобы оптимизировать параметры разрабатываемой системы, была разработана профессиональная компьютерная программа, получившая название Stockaid 2007; она работает под управлением операционной системы Windows XP. Программа Stockaid 2007 использует информацию, описывающую гистограмму потребности в холоде, и информацию, описывающую температурный режим в распределенном контуре (выходная и возвратная линии), для выбора типа гранул и расчета требуемого объема резервуара, а также расчета требуемой охлаждающей способности системы, которая в общем случае получается меньше, чем для традиционных систем. Это программное обеспечение дает возможность нашему техническому отделу передавать инженерам-конструкторам решения, наилучшим образом отвечающие конкретным параметрам тех проектов, которые они реализуют.
Группа CIAT Group разработала уникальную систему управления ”Cristo’Control2” для организации работы холодильной установки.

Конструктивно система Cristo'Control представляет собой небольших размеров электрический шкаф (выполненный по нормам стандарта IP55), электропитание которого может быть организовано от низковольтной системы бесперебойного питания (СБП) (напряжение 24 В пост. тока, токопотребление 5 A). СПБ предназначена для защиты системы управления от сбоев сетевого питания. Система управления легко может быть соединена с главным электрическим шкафом установки, в котором размещается электротехническое и измерительное оборудование. Следует отметить, что система Cristo’Control не снабжает оборудование установки электропитанием и не обеспечивает никакой его электрической защиты (в частности, речь идет о клапане, который должен запитываться от источника напряжением 220 В и о насосах, которые должны иметь 3-фазное питание напряжением 380 В), но она обеспечивает – при помощи релейной логики на сухих контактах – управление всем электрическим оборудованием установки. Сигнал датчика температуры, аналоговые токовые (диапазона 4 – 20 мА) и аналоговые сигналы напряжения (диапазона 0 – 10 В) и другие информационные средства подключаются ко входам системы управления CristoґControl также через вышеупомянутую логику на сухих контактах.

Основные функции системы управления Cristo'Control
- организация автоматического перехода с одного санкционированного эксплуатационного режима на другой санкционированный режим: в зависимости от значений ряда параметров, перечень которых задан заранее (это время суток, период тарификации платы за электроэнергию, фактическая потребность в холоде, располагаемая мощность и т. п.). Система Cristo'Control выбирает режим, соответствующий определенному сочетанию параметров. В случае неисправности того или иного оборудования система выбирает наилучший вариант работы и переходит в режим ожидания вмешательства обслуживающего персонала.
- управление холодогенерирующей сетью: система Cristo'Control всеми узлами, обеспечивающими циркуляцию в основной холодильной системе, включая пластинчатый теплообменник и холодильные агрегаты (это включение-выключение холодильного агрегата, установка задания по температуре, 3-ходовой регулирующий клапан, открытие-закрытие других регулирующих клапанов . . .).
- сигнализация и формирование сообщений о нештатных ситуациях: аварийные сигналы и сообщения направляются - в систему, отвечающую за обслуживание установки (при этом используется телефон, факс, электронная почта и другие технические средства).
- дистанционный мониторинг в режиме реального времени: визуализация установки, информация о состоянии ее оборудования и о значениях ее эксплуатационных параметров путем ввода всей информации в базовую систему контроля BMS (в стандартном варианте для передачи данных применяется протокол Modbus с использованием стандарта RS485). Имеется также возможность получать доступ к информации через Web-навигатор, позволяющий выйти на сайт системы управления Cristo'Control Web (где текущие данные достаточно часто обновляются).
- сбор и накопление эксплуатационных параметров и значений измеряемых переменных: при этом вся информация накапливается в базе данных-архиве, к которой обеспечивается достаточно простой доступ. На основе этой информации можно периодически вычислять энергетический баланс установки, анализировать и оптимизировать работу той ее части, которая генерирует холод, с учетом меняющейся потребности в холоде, анализировать причины отклонения параметров и вводить в действие соответствующий режим технического обслуживания (профилактическое обслуживание).

Интернет-сайт Cristo'Control
Группа CIAT Group завела интернет-сервер, полностью выделенный под задачи системы управления Cristo'Control. В этом сервере функционируют все приложения системы и осуществляется долговременное хранение измерительной информации (значений технологических переменных установки). Этот сайт обеспечивает доступ к этим переменным, а также к информации о событиях. При этом с целью поддержания информационной безопасности доступ разрешен только в режиме считывания. При этом каждый отдельный объект (экземпляр системы) имеет свое собственное конфиденциальное и защищенное соединение. На сайте обеспечивается также получение вычисляемой информации, а также работа с электронными таблицами, заполненными значениями подлежащих обработке параметров (это позволяет вычислять тепловые балансы, строить различные характеристики, вычислять к. п. д. и другие статистические данные). Доступ к этому рассматриваемому серверу и ко всем его приложениям (интернет-связь с навигатором – например, с программой Internet Explorer) является бесплатным в течение первого года после сдачи установки в эксплуатацию. Дальше требуется ежегодная подписка (расценки направляются по запросу). Адрес сайта системы Cristo’Control: www.cristocontrol.com

Контроль процесса установки
Мониторинг процесса установки можно осуществлять как непосредственно на объекте (через панель отображения информации, входящую в состав системы управления Cristo'Control), так и дистанционно (в последнем случае информация переправляется при помощи одной или нескольких переносных станций). Дистанционный контроль осуществляется через подсоединение линии последовательной передачи данных или телефонной линии (вариант выбирается и требуемое оборудование поставляется обслуживающей компанией или иной организацией, которой владелец объекта поручает установку рассматриваемой системы).

Отслеживание работы объекта
Владелец или выбранная им организация, должны в режиме реального времени получать информацию об изменениях технологических параметров – с тем, чтобы все время находить оптимальный вариант эксплуатации и обеспечивать его реализацию. Кроме того, движение измеряемых переменных в сторону отклонения от оптимального режима позволяет прогнозировать возможные проблемы и заблаговременно приступать к профилактическому техническому обслуживанию. На упоминавшемся выше сайте www.cristocontrol.com можно найти “приборную панель”, на которой отображаются все параметры, за изменением которых во времени необходимо организовать непрерывный контроль.

  Получите дополнительную информацию…

LinkedIn
Pinterest

Присоединяйтесь к более чем 155 000 подписчиков IMP