Монтаж и обвязка драйкулера — схема подключения, гликоль, размещение

Монтаж драйкулера — это не установка аппарата на раму, а сборка гликолевого контура под давлением: насосы, свой мембранный бак, воздухоотводчики в верхних точках, дренажи в нижних, подпитка только готовым раствором и автоматика вентиляторов. Главное правило размещения — не ближе 1,2 м к стене и между соседними аппаратами. Если его нарушить, горячий выброс возвращается на вход: на чиллере 1000 кВт подогрев воздуха на 3 K стоит около 112 500 кВт·ч лишнего электричества в год. Мы производим и подбираем драйкулеры NCT, проектируем обвязку, монтируем и запускаем систему целиком.

Какие схемы подключения драйкулера мы применяем?

На объектах встречаются три схемы. Выбор зависит от того, что драйкулер охлаждает и какая температура нужна потребителю.

Если ни длинной трассы, ни запрета на гликоль, ни фрикулинга нет, берём первую схему. Промежуточный теплообменник выглядит безопаснее, но каждый кельвин на конденсации стоит компрессору около 3 % потребления, и 2–4 K превращаются в 6–12 % лишней энергии в каждый жаркий час.

Драйкулер конденсатора можно научить второй работе: зимой трёхходовые клапаны переключают гликоль на теплообменник холодной воды, и компрессоры стоят. Пороги и часы такого режима мы разобрали в статье «Фрикулинг на производстве».

Как устроен гликолевый контур драйкулера?

Контур драйкулера — закрытая система под давлением без свободной поверхности. Драйкулер на кровле почти всегда стоит в самой высокой точке, поэтому воздух собирается именно в нём. Что мы закладываем в обвязку:

• Симметричные коллекторы, если аппаратов несколько: одинаковая длина и сопротивление веток, балансировочный клапан на выходе каждого драйкулера и запорная арматура на входе и выходе, чтобы выводить аппарат в ремонт без слива контура.
• Автоматические воздухоотводчики на верхнем коллекторе каждого драйкулера и в каждой верхней точке трассы, вертикально и через отсечной кран. Скорость в трубах держим не ниже 0,6 м/с, чтобы воздух уносился к сепаратору.
• Дренажи в каждой нижней точке, уклон не меньше 2 мм/м к дренажам на магистрали, а не к аппаратам: иначе грязь трассы уйдёт в теплообменник.
• Сетчатый фильтр с манометрами до и после. Первую промывку ведём через байпас, до подключения аппаратов.
• Гибкие вставки у патрубков насосов и аппаратов, соосно и без натяга. Вес трубы несут опоры, а не патрубки.
• КИП: термометр и манометр на входе и выходе каждого драйкулера, датчики температуры по каждому контуру, расходомер на коллекторе, кран отбора проб на доступной высоте.

Гликоль в контуре означает гликоль во всём. Насосы, бак, предохранительный клапан и уплотнения подбираем на раствор, а тип и концентрацию пишем на схеме, в опросном листе драйкулера и в опросном листе насосной группы.

Какой нужен расширительный бак и как подпитывать гликоль?

У гликолевого контура свой мембранный бак, на всасе циркуляционного насоса. Бак на нагнетании при пуске провалит давление на всасе, верх драйкулера уйдёт в вакуум, и воздух пойдёт внутрь через воздухоотводчики. Считаем бак на абсолютных давлениях: на избыточных он выходит меньше на 15 %, а в низких контурах — в полтора-два раза.

Пример из нашей методички. Драйкулер на кровле, 25 м выше бака, в контуре 2,9 м³ пропиленгликоля 40 %, предохранительный клапан 6 бар. Расширение раствора 73 л, водяной запас 15 л, полезная доля объёма бака 0,385. Нужен бак 229 л, ставим 250 л. Контуру холодной воды того же объёма по той же методике хватило бы около 90 л. Одинаковые баки у двух контуров «по аналогии» — признак ошибки в проекте.

Водопровод к гликолевому контуру не подводим. Каждый долив водой разбавляет раствор: контур 10 м³ на 40 % после долива 2 м³ воды превращается в 33 %, и защита от замерзания уходит на несколько градусов вверх. Ставим станцию долива: ёмкость с готовым раствором, насос с обратным клапаном и реле давления. Участились доливы — значит, в контуре течь.

Какую концентрацию гликоля выбрать для зимы?

Концентрацию выбираем по самой низкой температуре, которую увидит контур: зимняя температура города по СП 131.13330 плюс запас 3–5 K. Если драйкулер в мороз работает — на конденсаторе чиллера круглый год, на фрикулинге или в технологии, — раствор должен не замерзать с запасом. Если контур зимой стоит, допустима шуга: она обычно трубы не рвёт.

Для Москвы и драйкулера на фрикулинге 40 % этиленгликоля не хватает: холодная пятидневка −26 °C, с запасом нужна граница −29…−31 °C. Тогда берём более крепкий раствор и пересчитываем драйкулер и насосы на эту жидкость. Лишние проценты «на всякий случай» стоят мощности драйкулера и энергии насосов круглый год. Гликоль — только ингибированный, для теплообменников; автомобильный антифриз не применяем, марки не смешиваем. Концентрацию проверяем рефрактометром при пуске и каждую осень.

Если пищевое производство допускает только пропиленгликоль, берём его. Если продукт не должен видеть гликоль совсем, отделяем наружный контур пластинчатым теплообменником — так мы делаем на пищевых производствах.

Где ставить драйкулер на кровле и на земле?

Драйкулер охлаждает тем воздухом, который ему дали. Климат по СП 131.13330 — это температура улицы, а не воздуха на входе в теплообменник. Каждый кельвин подогрева на входе почти целиком переходит в температуру жидкости на выходе. Правила, которые мы закладываем в проект:

• Отступы: не ближе 1,2 м к стене и между соседними аппаратами. Ограждение не выше самого аппарата, верх вентиляторов не ниже соседних стен и парапетов.
• Группа аппаратов — в ряд, с выбросом на одной отметке и выше парапета.
• Опоры — с учётом снегового покрова района, иначе зимой аппарат заметает.
• Кровля: аппарат ставим на несущие конструкции, а не на кровельный пирог. Конструктору выдаём массу с жидкостью, схему опирания и динамическую нагрузку от вентиляторов цифрой.
• Шум: ночная норма у жилья — 45 дБА по СанПиН 1.2.3685-21. Требование пишем в опросный лист сразу: шумозащитный экран и частотное регулирование вентиляторов добавить после монтажа почти невозможно.
• Обслуживание: подход к каждому вентилятору и к теплообменнику для чистки оребрения рисуем на плане сразу.

Если на площадке ожидается рост, сразу закладываем коллекторы с заглушёнными отводами, место и запорную арматуру на каждый теплообменник. Тогда новый модуль подключают без остановки действующих.

Как настроить автоматику вентиляторов драйкулера?

Регулируем температуру жидкости на выходе каждого контура. Контроллер меняет количество воздуха ступенями, общим частотным преобразователем или ЕС-двигателями со встроенным регулированием. На круглогодичной нагрузке выгоднее все вентиляторы на малой скорости, чем часть на полной: мощность вентилятора растёт как куб скорости. В нашем расчётном примере с вентиляторами 16 кВт частотное регулирование снимает около 60 % их энергии, это примерно 46 тыс. кВт·ч в год.

Что переносим в алгоритм:

• минимальную скорость и допустимое число пусков в час — по паспорту вентилятора;
• нижнюю уставку по потребителю: если за драйкулером конденсатор чиллера, слишком холодный гликоль зимой роняет давление конденсации, и тогда работает трёхходовой клапан в обход драйкулера;
• на горячих жидкостях — запрет режима, при котором вентиляторы стоят, а горячая жидкость идёт через аппарат: воздух на выходе горячее +55 °C выводит вентиляторы из строя.

Сигналы в диспетчерскую — Modbus RTU, Modbus TCP, 4–20 мА или сухие контакты, щиты и SCADA NCT работают по Modbus RTU и Ethernet.

Какие ошибки монтажа мы встречаем чаще всего?

На каких объектах работают наши драйкулеры?

Несколько примеров из наших проектов:

• Завод по производству бумаги, Центральный федеральный округ. Чиллер NWSA53 и драйкулер охлаждают частотные преобразователи. Система с основным и резервным оборудованием: летом драйкулер работает как конденсатор чиллера, зимой трёхходовой клапан переводит поток на теплообменник драйкулера, и он охлаждает воду заказчика. Переключение автоматическое, по датчику наружной температуры.
• МТЗ «Трансмаш». Аппарат NCT охлаждает воду в системе оборотного водоснабжения воздушных компрессоров. По отзыву завода, оборудование обеспечивает расчётную температуру охлаждающей жидкости.
• Завод пищевых ингредиентов «Дёлер», Лобня. В хладоцентре с АБХМ Thermax на 1500 кВт две сухие градирни с пластинчатыми теплообменниками работают на фрикулинге. Мы разработали разделы ХС, АХС, ЭМ и КМ, поставили оборудование, провели шеф-монтаж и пусконаладку.
• Производство жидких пестицидов, Татарстан: ряд V-образных драйкулеров NCT на кровле.

Это лишь несколько примеров. Многие другие наши проекты — в разделе «Проекты».

По референс-листу драйкулеры NCT работают также на буровой платформе на Сахалине, на энергетическом предприятии в Якутии, на алюминиевом заводе в Иркутской области, на стекольном заводе в Вологодской области, в центре обработки данных в Московской области и на многих других предприятиях. Для ЦОД схемы с драйкулерами и фрикулингом собраны на странице «Охлаждение ЦОД», остальные проекты — в каталоге объектов.

Что входит в нашу работу по драйкулеру?

• Подбор: лист подбора, основные технические решения и схемы обвязки бесплатно.
• Проект: разделы холодоснабжения и автоматизации в нашем проектном центре или проверка вашего раздела до экспертизы.
• Система вокруг аппарата: насосные группы, гликолевый контур с баком и станцией долива, щиты управления, SCADA, при необходимости чиллеры — вплоть до хладоцентра под ключ.
• Производство: драйкулеры делаем на своём заводе в Сертолово, изготовление 10–12 рабочих недель.
• Монтаж и пусконаладка: монтажные или шеф-монтажные работы, заполнение контура, проверка концентрации, настройка автоматики, запуск.
• Сервис: гарантийное и сервисное обслуживание поставленных систем.

Чем драйкулер отличается от градирни по устройству, коротко объясняют коллеги на nc-t.ru. А когда выгоднее тратить воду, а когда электричество, разбирает в своём блоге гендиректор Максим Краснов.

Частые вопросы