Друзья, сегодня мы расскажем вам, как технологии совершенно бесшумно над нашими головами сделали маленький шаг вперед или как в одном петербургском подвале вдруг появилась линейка чиллеров.
Итак, любое новое или хорошо отремонтированное старое здание имеет центральную систему кондиционирования.
Он поддерживает микроклимат и вместе с системой вентиляции обеспечивает атмосферу, пригодную для работы людей и машин.
Ключевым элементом такой системы является чиллер.
Чиллер (водоохладительная машина) — устройство для охлаждения жидкостей с использованием парокомпрессионного или абсорбционного холодильного цикла.Вики — чиллер Чиллер работает следующим образом: 1. По фреоновому контуру (зеленому) газообразный фреон поступает в компрессор, который сжимает его несколько раз.После охлаждения в чиллере жидкость может подаваться в теплообменники для охлаждения воздуха (фанкойлы) или для отвода тепла от оборудования.
Охлаждая жидкость, чиллер создает избыточное тепло, которое необходимо отдать в окружающую среду.
2. Сжатый, но еще газообразный фреон проходит через конденсатор, где к высокому давлению добавляется низкая температура, в результате чего фреон конденсируется в жидкую фазу (поэтому конденсатор и называется конденсатором).
3. Жидкий фреон проходит через терморасширительный клапан, который регулирует его подачу на основе сигналов датчиков.
4. Жидкий фреон поступает в испаритель, где получает тепло от оборотной воды (оно поступает от холодного потребителя, например, офисного кондиционера или системы охлаждения машины).
Получив от воды достаточное количество тепла, фреон испаряется, и все повторяется снова: вода у потребителя остыла, и фреон потек дальше.
Схема 
Эта схема холодильной системы стара, как вся индустрия и ничего более изощренного человечество еще не придумало.
Все известные на сегодняшний день термические циклы укладываются в цикл Карно.
Так, как и в автомобилестроении, в «холодильной» отрасли ведется работа над деталями: совершенствуются конденсаторы, испарители, компрессоры и т. д. Причем такое небольшое количество деталей породило достаточно большое разнообразие схем и типов холодильных машин, каждая из которых нашла свою область применения.
В этой статье речь идет о тех больших машинах, которые устанавливаются на крышах офисных зданий, заводов, дата-центров и т.п.
Такие машины имеют мощность от 0,5 МВт до 2-3 МВт. Тогда имеет смысл строить полноценные градирни.
В классическом виде такие автомобили выглядят так: 
На нижнем ярусе мы видим два винтовых компрессора (зеленые).
За компрессорами можно увидеть кожухотрубный испаритель (фото ниже, окрашен в черный цвет).
На втором ярусе расположены V-образные градирни, выполняющие роль конденсатора.
И, конечно же, электрошкаф с силовой электроникой и блоком управления.
А теперь предисловие.
Год назад к нам обратилась компания Felzer, которая на тот момент успешно производила чиллеры различной мощности, модификаций и назначения.
Ситуация сложилась так, что на предприятии было много разнопрофильных заказов, по каждому из которых нужно было выбирать станок из имеющихся линеек и слегка «дорабатывать» контуры, металл и т.д. Комплектующие заказывались отдельно под каждую машину, металл.
был изготовлен по нормативной документации, но с учетом корректировок.
Руководство компании решило разработать линейку чиллеров, которая охватывала бы самый большой спектр заказов, при этом сводя к нулю количество уникальных для каждой машины деталей и, конечно, чтобы она выглядела хорошо.
Мне хотелось иметь ряд стандартных комплектующих прямо на складе, выбирать то, что мне нужно, и собирать заказанную модель.
Конструкторский отдел компании был перегружен текучкой кадров.
Если вы нанимаете новых дизайнеров, вы должны сначала обучить их всем техническим нюансам, затем контролировать процесс проектирования, после чего их нужно либо ввести в ротацию, либо уволить.
Эту задачу было решено поручить нам.
Так получилось, что главный конструктор и генеральный директор учились у профессора Бариловича.
Барилович ) в Политехе, так что тема холодильно-теплотехники в целом была более чем знакома.
Наше бюро, приступив к углубленному изучению темы, выяснило, что, во-первых, да, винтовые компрессоры установлены повсеместно, а, во-вторых, на ответственных объектах они часто резервируются, то есть устанавливаются как резервные.
Винтовой компрессор выглядит так: 
И это работает следующим образом: 
Здесь все понятно: роторы вращаются, захватывают объем газа, толкают его вдоль оси, при этом рабочая камера геометрически уменьшается, сжимая газ.
Мощность таких компрессоров регулируется геометрией роторов и мощностью приводящих их в движение электродвигателей.
Одна модель не охватывает широкий диапазон.
Нужно установить один-два плюс запасной, поэтому особой модульности не построить.
Какова альтернатива? Спиральные компрессоры.
Они работают по аналогичному принципу, но вместо винтов используют концентрические спирали.
Одна спираль остается неподвижной, а другая совершает эксцентрические движения без вращения, что обеспечивает передачу рабочей среды из полости всасывания в полость нагнетания.Wiki — компрессор прокрутки .
Схема работы: 
На таких компрессорах построены младшие машины (меньшей мощности); Компрессоры объединяются в агрегаты по два (дуэт), три (трио) и четыре (кватро) агрегата.
Это связано с тем, что самые мощные компрессоры ограничены высотой самих спиралей.
Хотя мощность электродвигателя, приводящего в движение одну из спиралей, можно увеличить, с самой спиралью возникают некоторые проблемы.
Спирали большей высоты довольно сложно изготовить, и это связано с целым рядом проблем с прочностью, механической обработкой, управлением и т. д.
Для машины мощностью 250 кВт можно использовать сборку таких компрессоров, а для машины мощностью 1 МВт придется заполнить компрессорными сборками весь нижний ярус, чтобы не оставалось места даже для испарителя пришлось бы растить машину вверх, но это невозможно.
Модульность есть, но ее не хватает на весь модельный ряд линейки.
Но именно в то время, когда мы начали разработку, произошло нечто интересное: компания Copeland (производитель спиральных компрессоров, подразделение Emerson) сообщает новость о том, что им удалось наладить производство спиралей большей мощности, и если ранее старшим компрессором был агрегат мощностью 30 лошадиных сил, тогда - 60 лошадиных сил( Страница Copeland о компрессорах мощностью 60 л.
с.
).
И тогда мы поняли: вот оно! Начались активные согласования с проектировщиками заказчика, предварительные расчеты и планировочная смета.
Одним из ключевых аргументов в пользу этого решения стал вопрос сокращения штатов.
Если машине с винтовыми компрессорами требовалось резервирование, то устанавливался дополнительный однотипный компрессор, а это, кстати, один из самых дорогих компонентов чиллера.
В нашем случае можно было поставить в резерв меньшее количество компрессоров, т.к.
вероятность выхода из строя одного из двух винтовых компрессоров выше, чем вероятность выхода из строя шести компрессоров из двенадцати одновременно.
Вместе с руководством заказчика мы решили так и сделать, и постепенно стала зарождаться линейка AirPlus.
Хорошим подспорьем здесь оказалось то, что компания Felzer получила заказ на чиллер мощности, попадающей в диапазон нашей линейки, так что появилась прекрасная возможность «опробовать» нашу конструкторскую документацию в реальных производственных условиях.
Здесь отметим, что связь с производством была только через Skype; Сам завод расположен в Риге на базе Рижского вагоностроительного завода (РВР).
У нас был список производственного оборудования, набор «хотелок» технического директора, видение конструкторов заказчика и куча рассказов о том, как чего не делать .
Для нас началась рутина: чиллер строился, мы получали обратную связь, вносили коррективы в проектную документацию.
Идея нашей линии не была новой.
Мы превратили чиллер из самой молодой машины в старую, расширив ее.
Здесь необходимо было найти баланс между длиной стандартного листа, рабочей площадью листогиба, размерами транспортных емкостей, прочностью всей конструкции и другими факторами.
Была построена и отгружена пробная машина, после чего поступил заказ на две едва ли не самые мощные машины в линейке.
Именно те, о которых мы беспокоились, что они погнутся при траверсе, что рама «закрутится» и так далее.
Конечно, мы провели необходимые расчеты, но даже самое точное конечно-элементное моделирование не всегда дает результат, описывающий реальное положение вещей.
Это автомобили: Монтаж первого яруса: видны компрессорные агрегаты и два пластинчатых испарителя.
Патрубки градирни припаиваются: 
Установлены компоненты электрошкафа: 
Полная машина: 
Эпилог.
К нашему разочарованию, мы обнаружили, что не являемся пионерами в этой области.
Многие компании, имеющие большое R&D-подразделение, уже держат руку на пульсе и почти одновременно с нами выпускают аналогичные линейки или расширяют старые.
Но, как бы там ни было, оказаться на передовой оказалось довольно приятно.
→ Страница с фотографиями на сайте бюро FORMA → Страница с другими работами в области промышленности Теги: #эволюция #Научно-популярная #дата-центр #разработки #машиностроение #охлаждение #как это работает #кондиционирование
-
Создание Сайта Для Вашего Магазина
19 Dec, 24
