Холодоснабжение тепличного комплекса — схемы и наши объекты

Крупный тепличный комплекс обычно работает на своих газопоршневых установках (ГПУ): они дают электричество для досвечивания, тепло для обогрева и углекислый газ для подкормки растений. Летом тепла становится больше, чем нужно, и его выгодно превращать в холод абсорбционными машинами (АБХМ). Так устроена система на комбинате «Тепличное» в Свердловской области: две АБХМ Thermax на 0,8 МВт холода работают на бросовой горячей воде, а затраты тепла и электроэнергии на гектар сократились в 2 раза. Срок окупаемости — 5 лет.

Зачем тепличному комплексу холод?

Теплицу чаще греют, чем охлаждают, но холод нужен не самим растениям, а процессам вокруг них.

• Фасовка и подготовка продукции. После сбора овощи сортируют и упаковывают, и в этой зоне держат прохладный воздух. На «Тепличном» АБХМ охлаждают воду для кондиционирования зоны фасовки.
• Грибные комплексы. Шампиньоны растят в закрытых помещениях, и в тёплый период системе кондиционирования нужна охлаждённая вода. На агрокомплексе «Выборжец» её дают две АБХМ общей мощностью 3,8 МВт.
• Склады и вспомогательные помещения. Холод нужен для хранения продукции и для кондиционирования административных и технических зон.

Откуда теплица берёт энергию на холод?

Если у комплекса своя генерация, холод выгодно делать из тепла, а не из электричества. Тепло рубашек и выхлопа двигателей зимой идёт на обогрев теплиц, а летом его девать некуда. Абсорбционная машина забирает это тепло и выдаёт холодную воду, электроэнергия тратится только на насосы и вентиляторы градирен.

Такую выработку электричества, тепла и холода от одной установки называют тригенерацией. Подробно схема описана на странице «Тригенерация», а как получать холод из любого бросового тепла — в разделе «Утилизация тепла».

Как устроена система на комбинате «Тепличное»?

АО «Тепличное» — крупнейший производитель овощей в Свердловской области: более 5000 тонн овощей закрытого грунта в год. Комплекс в посёлке Садовый площадью 17,6 га состоит из трёх тепличных блоков с полностью автоматизированным выращиванием. Энергоцентр комбината — 10 газопоршневых установок JMS 624 электрической мощностью 48 МВт, работающих в островном режиме, и ещё четыре установки JMC 320.

Источник энергии для АБХМ — бросовая горячая вода от ГПУ и котельной. Мы спроектировали систему холодоснабжения, поставили оборудование, провели шеф-монтаж и пусконаладку. Это первая в России тригенерация для тепличного комплекса. Итог: затраты тепла и электроэнергии на 1 га снизились в 2 раза, энергетическая эффективность комплекса — до 92 %, окупаемость — 5 лет. Подробнее — в описании объекта и новости о поставке АБХМ.

Как устроена система на грибном комплексе «Выборжец»?

Агрокомплекс «Выборжец» во Всеволожске (Ленинградская область) строит грибной комплекс полного цикла на 2 га: цех компоста более 30 тыс. тонн в год и цех выращивания шампиньонов на 10 тыс. тонн грибов в год. Энергоцентр — четыре газопоршневых агрегата GE Jenbacher на 4,3 МВт и три агрегата MWM TCG 2032V16. Отдельный водогрейный котёл и системы очистки и отбора CO2 дают углекислый газ для производства.

Две АБХМ Thermax 5G 6LH дают 3,8 МВт холода и работают на горячей воде с температурой 120 °C на входе и 60 °C на выходе. Тепло от машин отводят две испарительные градирни NCT VR4. В систему входят насосные группы, автоматика с частотным регулированием и химводоподготовка. Мы спроектировали систему холодоснабжения, поставили оборудование и провели пусконаладку — подробнее в описании объекта «Выборжец».

Сколько холода даёт тепло газопоршневых установок?

Одноступенчатая АБХМ на горячей воде даёт около 0,7 кВт холода на каждый 1 кВт тепла. Значит, на 1 МВт холода нужно примерно 1,4 МВт горячей воды от двигателей или котельной. Это тепло всё равно уходит из рубашек и выхлопа, и машина превращает его в полезный продукт.

У этой схемы есть следствие, которое часто упускают при проектировании: градирня под АБХМ получается заметно крупнее, чем под электрический чиллер. Она отводит и тепло, снятое с потребителей, и тепло, которое машина получила от горячей воды. На «Тепличном» две АБХМ дают 0,8 МВт холода, а градирни рассчитаны на 1,9 МВт — в 2,4 раза больше.

Что учесть при проектировании холода для теплицы?

1. Температуру горячей воды. От неё зависит выбор серии АБХМ. На «Тепличном» машины серии LT работают на бросовой воде, на «Выборжце» серия 5G получает воду 120 °C.
2. Нужную температуру холода. Машины серий LT и 5G выдают воду до 3,5 °C — этого хватает для фасовки и кондиционирования. Глубже охлаждает только компрессорная машина.
3. Минимальную температуру охлаждающей воды. Слишком холодная вода с градирни в межсезонье переохлаждает раствор в АБХМ, и соль кристаллизуется. Поэтому в схему закладываем байпас градирни и автоматику, которая держит температуру.
4. Зимний режим градирен. Летом градирни работают на полную, а в холодное время частотное регулирование вентиляторов не даёт воде переохладиться.
5. Водоподготовку и мониторинг. Открытая градирня без химводоподготовки зарастает накипью. На «Тепличном» стоит система NCT W0C и диспетчеризация с интернет-мониторингом.

Градирни NCT для обоих комплексов мы изготовили на своём заводе в Сертолово (Ленинградская область). Оба проекта наш технический эксперт представлял на форуме АВОК «Современный агрокомплекс» в 2023 году — об этом в новости с форума.

Частые вопросы