Подключение двух чиллеров: общая ёмкость, параллельно, схема

Подключение двух чиллеров к одной системе надёжнее всего делать через общую ёмкость: каждый чиллер своим насосом гоняет воду между баком и испарителем, а потребители берут холодную воду из бака отдельным насосом. Так второй чиллер добавляют к работающему без переделки первого, расходы через испарители не зависят от того, сколько оборудования включено, а один чиллер можно остановить, не останавливая цех. Параллельное подключение на общие коллекторы и последовательное тоже работают, но у каждого есть условия. Ниже — три схемы, как их выбрать и пример расширения цеха.

Когда нужен второй чиллер

• Расширение производства. Добавили оборудование, и нагрузка выросла больше запаса первого чиллера.
• Резерв. Процесс нельзя остановить: второй чиллер подхватывает нагрузку при аварии или обслуживании первого — так строят и модульные системы, разобранные в справочнике о модульном чиллере.
• Нагрузка меняется по сезону или сменам. Две машины по половине нагрузки работают экономичнее одной большой, которая полгода загружена наполовину.

Схема с общей ёмкостью

Бак работает как гидравлический разделитель с запасом холода — тот же принцип, что у гидрострелки, только с объёмом; когда достаточно стрелки, а когда нужен бак, разобрано в справочнике о гидрострелке. Чтобы схема работала, выполняют три условия.

• Расход чиллеров не меньше расхода потребителей. Иначе потребители, кроме холодной воды, забирают из бака и свою же тёплую обратку, и вода к ним идёт теплее уставки.
• Обратка и подача в разных концах бака. Тёплая вода от потребителей входит там, откуда берут воду чиллеры, а холодная от чиллеров — там, откуда берёт насос потребителей; иначе вода смешивается внутри бака.
• Каждый чиллер со своим насосом и реле протока. Остановленный чиллер не пропускает через себя воду, и его можно отключить кранами для ремонта.

Параллельно и последовательно

При параллельном подключении на коллекторы с одним общим насосом остановленный чиллер пропускает через себя тёплую воду, она смешивается с холодной, и в подаче получается тёплая смесь — сколько, считают в расчёте температуры смешения. Поэтому каждому чиллеру ставят свой насос с обратным клапаном или отсечной клапан с приводом, а расходы выравнивают балансировкой — справочник о балансировке контура. Последовательная схема редка: первый чиллер снимает часть перепада, второй доводит воду до уставки, через оба идёт весь расход, и насос подбирают на сумму сопротивлений.

Пример расширения цеха

В цехе работает чиллер на 50 кВт с двумя компрессорами по 25 кВт, вода 7/12 °C. После установки новых машин нагрузка выросла до 72 кВт.

1. Нужная холодо­производительность с запасом 15 %: 72 × 1,15 = 82,8 кВт.
2. Второй чиллер: 82,8 − 50 = 32,8 кВт.
3. Расход через первый чиллер: 50 / (1,163 × 5) = 8,60 м³/ч, через второй: 32,8 / (1,163 × 5) = 5,64 м³/ч, вместе 14,24 м³/ч.
4. Расход потребителей: 72 / (1,163 × 5) = 12,38 м³/ч — меньше расхода чиллеров, условие схемы выполняется.
5. Объём воды в системе — по самой маленькой ступени 25 кВт, 6 пусков в час и дифференциалу 2 °C: 25 × 600 / (4 × 4,187 × 2) = 447,8 л. Формула — в расчёте объёма бака-аккумулятора.

Если второй чиллер остановится, потребители по-прежнему берут 12,38 м³/ч, а первый даёт только 8,60 м³/ч холодной воды 7 °C: остальное — обратка 12 °C, и в подаче получится (8,60 × 7 + 3,78 × 12) / 12,38 = 8,5 °C. Для станков это обычно допустимо, для процесса с точной температурой — нет, и тогда второй чиллер подбирают с резервом. Сложить несколько нагрузок и подобрать установку помогает проект охлаждения.

Типовые ошибки

• Насос потребителей мощнее насосов чиллеров. Подмес обратки в подачу, и вода к оборудованию теплее уставки при исправных чиллерах.
• Разные уставки чиллеров. Тот, у кого уставка ниже, работает почти всё время, второй стоит: ресурс расходуется неравномерно. Уставки делают одинаковыми, а очерёдность пуска меняют по наработке.
• Второй чиллер врезан в обратку первого. Получается последовательная схема с удвоенным сопротивлением, и первый чиллер встаёт по протоку.
• Общий насос без клапанов. Остановленный чиллер становится байпасом для тёплой воды.

Что из этого следует для подбора

• Второй чиллер подбирают на разницу между новой нагрузкой с запасом и мощностью первого, на ту же температуру воды.
• Насосы для каждого контура считают отдельно; напор насоса потребителей — по их сети, как в расчёте насоса для чиллера.
• Управление — по температуре в баке, с одним контроллером или каскадом и чередованием по наработке; схема обвязки каждого чиллера — как в справочнике о схеме обвязки.