Аббревиатура «ДЛТ» памятна всем ленинградцам. Вместе с Гостиным двором и Пассажем, Дом ленинградской торговли был одним из крупнейших центральных магазинов Ленинграда. В 2005 году он был закрыт на реконструкцию и должен вновь распахнуть свои двери в августе 2012 года под старым названием.
Обновленный торговый центр ориентируется на продажи брендовых коллекций, лучшее подспорье продажам – это хорошее освещение, а это большие теплопритоки, которые нужно отводить современными системами холодоснабжения.
Расчетная мощность системы холодоснабжения составила 4 МВт. ДЛТ – это исторический центр Петербурга, где электрические сети совсем не рассчитаны на современные потребности бизнеса.
Проектировщикам была поставлена задача: сделать полноценную систему, при этом соблюсти жесткие ограничения на потребляемую и установочную мощность. На объекте необходимо круглогодичное охлаждение (порядка 2,5 МВт), потому заказчик попросил обеспечить свободное охлаждение без использования холодильных машин (фрикулинг) при низкой температуре окружающего воздуха.
Первым решением для данного объекта была система холодоснабжения с использованием АБХМ (абсорбционных бромисто-литиевых холодильных машин). Эти холодильные машины отличаются очень малым собственным электропотребление, так как в них для осуществления внутреннего процесса используются всего два насоса – хладагента и крепкого раствора. Это обеспечивает малое электропотребление самой машины, но корректным будет рассмотрение всей системы, когда АБХМ является частью холодильного центра.
Технологической особенностью холодильной системы с АБХМ является необходимость использования более мощного теплосбрасывающего оборудования, чем в случае с парокомпрессионными холодильными машинами. Через конденсатор АБХМ удаляется не только тепло, отнятое от охлаждаемой воды, но и тепло, подведенное к генератору, которое является побуждающей силой, обеспечивающей работу АБХМ. Следовательно, мощность, а также размер или количество теплосбрасывающего оборудования будет больше.
Как правило, количество тепла, сбрасываемого теплообменным аппаратом, составляет 1,3 от холодопроизводительности в случае парокомпрессионных холодильных машин и 2,1 от холодопроизводительности в случае с АБХМ. Соответственно теплообменные аппараты такой системы мощнее на 60 %. Возрастает расход и мощность насосов, перекачивающих жидкость от конденсатора к теплообменному аппарату, и рассмотрение системы в целом делает картину не столь радужной. Применяя АБХМ, в результате получаем повышенный расход электроэнергии на насосах контура «конденсатор – градирня» и на вентиляторах самих градирен. Однако система с АБХМ остается самой экономичной по параметру установочной мощности оборудования, что немаловажно в нашем случае.
Причиной отказа от этого варианта послужило ограниченное место под установку теплосбрасыващего оборудования. АБХМ в силу особенности работы требуют относительно низких температур жидкости, поступающей на охлаждение конденсатора. Повышение температуры охлаждающей жидкости приводит к резкому снижению холодопроизводительности. Поэтому чаще всего АБХМ используют с открытой или закрытой орошаемой градирней, требующей постоянного расхода воды на подпитку (в чем данный объект был ограничен). Кроме того, необходимость фрикулинга на объекте не позволяла использовать в этом процессе орошаемые градирни. Требовались дополнительные сухие охладители (драйкулеры). В условиях Санкт-Петербурга возможно использовать АБХМ с драйкулерами в качестве теплосбрасывающих аппаратов, но за это приходится платить очень большой площадью под размещение.
Объективно проектировщики были связаны еще одним фактором – требовалось обеспечить низкий уровень шума, поскольку объект находится в зоне жилой застройки. Пытаясь решить эту задачу, проектировщики столкнулись с тем, что теплообменное оборудование просто невозможно разместить на имеющейся для этого площадке на кровле. После тщательного рассмотрения от идеи использования АБХМ пришлось отказаться.
Следующим вариантом, воплощенном в стадии «П» проекта, стало решение использовать бак-аккумулятор. Расчетная нагрузка на объекте имеет явно выраженную «горбушку» пика потребления в дневное время, в период работы магазинов. В остальные часы нагрузка на систему несущественна или отсутствует вовсе. Бак аккумулятор холода позволяет усреднить нагрузку в течение суток. Соответственно средне суточная холодопроизводительность наиболее жаркого расчетного дня существенно ниже максимальной холодопроизводительности расчетного часа. Это позволяет сэкономить на холодильной и установочной мощности оборудования и, что очень актуально для центра города, исходя из стоимости подключения каждого лишнего киловатта.
Аккумулирование холода в больших объемах осуществляется не путем накапливания охлажденной воды, т.к. это потребовало бы резервуаров огромных размеров, а за счет намораживания льда. Образование льда – это процесс фазового перехода, он очень энергоемкий и эффективнее простого охлаждения в 80 раз. Для изменения температуры одного килограмма воды на 1 градус расходуется 4,2 кДж тепла, а в процессе фазового перехода, или иными словами замерзания одного килограмма воды, расходуется 335 кДж тепла. Соответственно для уменьшения объемов вместо водяных баков аккумуляторов применяются льдоаккумуляторы. Они бывают в собственном корпусе или выполненные в строительном объеме. Последнее и предполагалось в данном проекте – выполнить бетонный кессон ниже уровня земли и опустить туда специальные теплообменники для намораживания льда. При этом, так как холодильные машины подобраны по средне суточной холодопроизводительности, в летние месяцы они вынуждены работать на полную мощность круглосуточно: днем вместе с баком-аккумулятором – обеспечивая отвод теплопритоков, а ночью – заряжая аккумулятор. Так как здание находится в плотной жилой застройке, то снижение уровня шума в ночные часы было серьезной проблемой. Также данная схема, хоть и обеспечивала меньшую установочную мощность оборудования, но из-за низкой эффективности холодильного цикла обладала большим потреблением электричества в сутки, в результате стоимость воплощения данного решения заметно дороже классического решения.
В итоге оптимальным вариантом, воплощенным в жизнь, стало использование высокоэффективных моноблочных чиллеров Carrier последнего поколения. Была реализована следующая схема: по зданию циркулирует охлажденная вода 7–12 °C, отводя тепло от фанкойлов и теплообменников приточных установок. Вода охлаждается в промежуточном теплообменнике, установленном на техническом этаже под кровлей. Теплообменник охлаждается 30%-ным водным раствором этиленгликоля с температурой 5–10 °C, который, в свою очередь, охлаждается в 4 холодильных машинах Carrier 30XA1002 с винтовыми компрессорами. Параллельно с чиллерами установлены два драйкулера Fincoil-Carrier для обеспечения потребностей фрикулинга в зимний период. Такая схема позволила получить требуемую холодопроизводительность, при этом чиллеры идеально встали по габаритам на имеющуюся в наличии площадку.
Высокоэффективное исполнение чиллеров позволило вписаться в электрическую мощность, предусмотренную проектом. Кожухи на компрессорах обеспечивают низкий уровень шума от чиллеров, и они без специальных мероприятий по шумоглушению удовлетворяют требованиям нормативов. Чиллеры работают на полную мощность в условиях дневного максимума и снижают производительность в вечерние часы.
Реконструируемый ДЛТ был не простым объектом, как и любая другая реконструкция здания в историческом центре Санкт-Петербурга, когда важно сохранить и дать новую жизнь бесценному историческому наследию. Компания «Аэропроф», имея лицензию на осуществление деятельности по ремонту и реставрации объектов культурного наследия, справилась с этой задачей. Важным подспорьем оказалось и многолетние сотрудничество с компанией Carrier, чьи передовые разработки всегда на шаг опережают время, а широкая линейка оборудования позволяет найти оптимальное решение поставленной задачи.
А.А. Левенцов, технический директор ЗАО «Аэропроф – оборудование и материалы»
Публикация: АВОК №6, 2012г
Приложенные файлы: Загрузить
