Империя Холода
Отраслевой информационно-
аналитический журнал
Мы помогаем
продвигать вашу
продукцию
Ingenium

Новая серия двухпоточных воздухоохладителей «Кельвион»

Журнал: №3(102) Май 2020

Рубрика: Промышленный холод

Автор: Kees van Putte (R&D Manager, Kelvion Refrigeration B.V.), Дмитрий Вельянинов (менеджер по продукту, ООО «Кельвион Машимпэкс»)

Преимущества, снижающие эксплуатационные затраты.

В новой серии двухпоточных воздухоохладителей «Кельвион» осевые вентиляторы заменены радиальными, что обеспечивает существенные преимущества. Например, достигается лучшее распределение воздуха, снижается время оттаивания и уменьшается потребление электроэнергии. В результате снижаются эксплуатационные затраты.

Принцип действия двухпоточных воздухоохладителей заключается в том, что вентиляторы прокачивают воздух через два теплообменных блока, охлаждая его. Охлажденный воздух подается в помещение в двух противоположных направлениях. Такие воздухоохладители широко распространены и уже много лет применяются в холодильной отрасли для охлаждения, хранения и заморозки различной пищевой продукции, промышленного кондиционирования технологических помещений и многого другого.

Одним из основных применений является установка воздухоохладителей в технологических помещениях с большим количеством работников, где важно максимально уменьшить завихрения воздуха и шум. В этом случае наилучшим решением является снижение скорости вращения вентилятора, поэтому распространены как низкоскоростные модели, так и модели с электрокоммутируемыми вентиляторами (EC). В качестве примера на рис.2 показана конструкция традиционного двухпоточного воздухоохладителя и новой разработки — воздухоохладителя DVR. На первый взгляд отличия не так заметны. Давайте подробнее рассмотрим недостатки традиционного воздухоохладителя, которые и легли в основу разработки нового типа аппарата. Основным недостатком данной традиционной двухпоточной конструкции является необходимость перпендикулярного изменения направления потока воздуха в камере, что приводит к значительной потере мощности и генерации шума. Осевой вентилятор принудительно нагнетает воздух в верхнюю часть камеры, после чего поток воздуха должен изменить направление. Распределение воздуха к охлаждающим блокам не очень хорошее. Неравномерное распределение воздуха влечет за собой плохое распределение хладагента, что может привести к снижению производительности.

Новая конструкция

Перед экспертами «Кельвион» встала задача разработки нового аппарата, который исключал бы приведенные недостатки. Результатом стал новый воздухоохладитель DV Radion (сокращенно DVR), который был представлен на последней выставке Klimaatvak в Горинхеме, Нидерланды (рис.1).


Рис.1. Новый воздухоохладитель DV Radion на выставке Klimaatvak в Горинхеме, Нидерланды

Охлаждающий блок состоит из медных трубок диаметром 15 мм с внутренним оребрением, с проверенной геометрией трубного пучка 50x50 мм, и алюминиевого оребрения с шагом 4 или 7 мм. Аппараты поставляются с 1-4 вентиляторами диаметрами 500 и 630 мм. Другие варианты возможны по запросу.

Стандартная серия предлагает мощность охлаждения до 60 кВт. Для систем с CO2  доступно исполнение с давлением 60 бар. Любой аппарат может быть произведен по индивидуальному заказу в широком спектре исполнений теплообменного блока и с учетом множества дополнительных опций.

По сравнению с типичным оборудованием в конструкцию нового типа были внесены радикальные изменения. Вместо осевого вентилятора установлен радиальный. Теперь стало возможным втягивать воздух снизу, после чего вентилятор немедленно нагнетает воздух в нужном направлении. Это означает, что вентилятору больше не требуется дополнительная мощность для поворота воздушного потока на 90 градусов.

Радиальный вентилятор обеспечивает 7 преимуществ:

1. Уменьшенная габаритная высота

Как правило, чтобы увеличить производительность осевого вентилятора, его рабочее колесо требуется разместить в широком диффузоре.

Единственный вариант — поместить его снаружи, увеличив габаритную высоту аппарата. В новой конструкции рабочее колесо вентилятора располагается в центре воздушной камеры охладителя, поэтому оно больше не выступает за габариты самого аппарата (рис.2).


Рис.2. Традиционная конструкция двухпоточного воздухоохладителя (вверху) и новая конструкция DVR (внизу)

2. Улучшенное распределение воздуха

Типичный двухпоточный воздухоохладитель имеет проблемы с распределением воздуха вследствие значительного объема вертикально направленного потока воздуха вкупе с изменением его направления, вызванным направлением вращения осевого вентилятора.

Эта проблема в значительной степени решается, когда вентилятор изначально направляет поток воздуха в правильном направлении.

3. Сокращение времени оттаивания

Улучшенное распределение воздуха обеспечивает лучшее распределение инея (рис.3). Более равномерное инееобразование приводит к тому, что сокращается время оттаивания (при этом требуется меньше тепла), а эффективная холодопроизводительность увеличивается. Измерения в нашей лаборатории показали сокращение времени оттаивания на 35%.


Рис.3. Традиционный двухпоточный воздухоохладитель (вверху) и новый охладитель «Кельвион» DVR (внизу). На верхнем фото отсутствует иней на нижнем ряду трубок радиатора

4. Снижение энергопотребления

Новый тип вентилятора оказывает положительное влияние на различные характеристики двухпоточного охладителя. Хорошо известен факт, что радиальные вентиляторы имеют гораздо лучшую производительность, чем осевые. Эксперты «Кельвион» подсчитали, что при одинаковом объеме воздуха при использовании радиального вентилятора возможно сокращение энергопотребления на 6-30%.

5. Снижение уровня шума

Более высокая производительность означает более низкие потери напора, которые, как правило, сопровождаются уменьшением шума. Потери по воздуху обычно вызваны плохой обтекаемостью конструкции, что вызывает дополнительный шум из-за турбулизации воздуха и вибраций деталей корпуса.

Поскольку источник шума (вентилятор) находится внутри аппарата, уровень шума также снижается.

6. Медленное снижение производительности

Еще одна особенность радиального вентилятора — его крутая расходно-напорная кривая. Использование двухпоточного воздухоохладителя ниже точки росы вызывает намерзание инея на охлаждающих блоках, который создает препятствие для воздушного потока.

Крутизна расходно-напорной кривой вентилятора определяет степень уменьшения количества воздуха. На рис.4 показано, что такое же количество инея оказывает относительно меньшее влияние на радиальный вентилятор.


Рис.4. В данном примере расходно-напорные характеристики двух типов вентиляторов пересекаются на значении 5400 м3/ч. Осевой вентилятор теряет 250 м3/ч при увеличении падения давления на 10 Па из-за образования инея, а осевой вентилятор теряет только 94 м3

Это означает, что холодопроизводительность снижается гораздо медленнее, что, в свою очередь, либо увеличивает период охлаждения, либо увеличивает среднюю холодопроизводительность в течение периода охлаждения. В обоих случаях эффективная холодопроизводительность за весь период увеличивается. Данный эффект был доказан в нашей лаборатории (рис.5)


Рис.5. Лабораторные испытания традиционной модели (синяя линия) и нового двухпоточного воздухоохладителя DVR (зеленая линия справа). Период охлаждения для зеленой линии DVR увеличен в 1,4 раза по сравнению с синей

7. Надежное соединение металлических или тканевых воздуховодов

Намного более мощный вентилятор позволяет подсоединять к воздухоохладителю как металлические, так и тканевые воздуховоды. Вентилятор легко компенсирует дополнительное падение давления воздуха.

Преимущества нового воздухоохладителя Kelvion DVR:

Простота очистки и техобслуживания

Так как вентилятор больше не подсоединен к «вентиляторной плате», ее стало намного проще снимать вместе с защитной решеткой. Кроме того, новая конструкция обеспечивает еще более простой доступ, поскольку внешний поддон для сбора капель и внутренний поддон теперь откидные (рис.6).


Рис.6. Открытые откидные внешний и внутренний поддоны

Сниженная скорость воздуха и меньший унос капель

Почти все воздухоохладители, работающие «на продув», имеют каплеотбойник для улавливания капель из аппарата. На рис.7 показано, что каплеотбойник в новой конструкции воздухоохладителя DVR больше не требуется, поскольку поддон для сбора капель был увеличен и отлично справляется с улавливанием капель. Кроме того, теперь намного меньше вероятность уноса капель из охлаждающего блока, поскольку скорость воздуха значительно снижена (расчетная скорость составляет 2,5-2,6 м/с).


Рис.7. Слева показан каплеотбойник, замененный в новой конструкции увеличенным поддоном (справа)

Пониженная скорость воздуха для уменьшения шума

Снижение скорости потока воздуха, кроме всего прочего, приводит к уменьшению уровня шума.

Усовершенствование конструкции в ее упрощении

Чем проще конструкция, тем легче ее эксплуатация и обслуживание, а, следовательно, и ниже затраты. При разработке нового воздухоохладителя DVR эксперты «Кельвион» максимально упростили его конструкцию без ущерба для качества, например, разработали специальные защелки на которые фиксируются внешние поддоны.

Модернизированный дизайн

Согласитесь, внешний вид оборудования всегда имеет значение, даже в промышленности. Эксперты «Кельвион» отказались от стандартной прямоугольной формы аппарата, решив «оптически» наклонить охлаждающие блоки (рис.8). Помимо практической пользы этот шаг позволил создать уникальный внешний вид новой технической концепции воздухоохладителей Radion, что служит отличительной особенностью новинки.


Рис.8. Новый внешний вид воздухоохладителя DVR — современный функциональный дизайн

Ключевой задачей разработки нового воздухоохладителя DV Radion было сокращение совокупных эксплуатационных затрат. И эксперты «Кельвион» добились своей цели! Так, более низкое энергопотребление и сокращение периода оттаивания приводит к значительному сокращению расходов по сравнению с традиционными двухпоточными охладителями. Новая разработка «Кельвион» — прямое доказательство того, что потенциал развития воздухоохладителей, существующих на рынке, очень высок, и многое в них можно улучшить и оптимизировать для длительной, эффективной и экономичной работы!

Кельвион в России:
ООО «Кельвион Машимпэкс»
+7 495 234 95 03
refrigeration.moscow@kelvion.com
www.kelvion.com/ru

Журнал: №3(102) Май 2020

Рубрика: Промышленный холод

Автор: Kees van Putte (R&D Manager, Kelvion Refrigeration B.V.), Дмитрий Вельянинов (менеджер по продукту, ООО «Кельвион Машимпэкс»)

Рассылка