Система кондиционирования воздуха (СКВ) пассажирского вагона предназначена для выполнения санитарных норм по подаче свежего воздуха, обеззараживания воздуха с целью предотвращения распространения инфекций и болезнетворных бактерий и, разумеется, для обеспечения комфортных условий для пассажиров. Читать полностью »
Новым словом в компрессионном оборудовании для холодильной техники является появление энергоэффективных турбокомпрессоров, обеспечивающих высокую производительность при низких массо-габаритных показателях благодаря высокой скорости вращения вала: от 15 до 40 тыс. об/мин.
История появления турбокомпрессоров неразрывно связана с автомобильной отраслью. В конце XIX века многие усилия многих ученых были сосредоточены на повышении эффективности двигателей внутреннего сгорания. Так, в 1885-96гг. Готлиб Даймлер и Рудольф Дизель проводили исследования в области повышения вырабатываемой мощности и снижения потребления топлива путем сжатия воздуха, нагнетаемого в камеру сгорания. Именно это и послужило поводом для создания турбокомпрессора.
На практике же успехов добился швейцарец Альфред Бюхи, который в 1905 году впервые успешно осуществил нагнетание при помощи выхлопных газов, получив при этом увеличение мощности на 40%. Тогда же, в1905г., на изобретение был выдан патент. А в 1920-х стали появляться дизельные локомотивы и суда с турбокомпрессорами.
По сути своей, турбокомпрессор представлял собой высоконапорный вентилятор. Подача газа осуществлялась вдоль оси, рабочее колесо представляло собой основание со специальной формы лопатками, вращение которых разгоняло воздух и выбрасывало его под действием центробежных сил на периферию, в коллектор (улитку), где гасилась кинетическая энергия газа, превращаясь в потенциальную, т.е. давление газа повышалось.
На обоих концах вала турбокомпрессора было по одному рабочему колесу. На одно из них поступали выхлопные газы, раскручивая его и передавая через вал вращение на второе колесо, на котором сжимался воздух.
Со временем принцип работы турбокомпрессоров не изменился. Однако само устройство компрессора претерпело массу усовершенствований. Причиной тому стало расширение сферы их применения.
Так, в 1930-х годах турбокомпрессоры проникли в холодильную технику, где использовались в качестве расширителей (детандеров) для охлаждения газов до низких температур: сжатый газ при нормальной температуре подавался на периферию рабочего колеса, раскручивал его, расширялся и охлаждался. При этом потенциальная энергия газа превращалась в кинетическую энергию вала, на который устанавливался генератор, вырабатывающий электричество.
Подобные агрегаты повсеместно применяются в установках для разделения воздуха и др.
Очевидно, что чем большим давлением обладал исходный газ, тем более низких температур можно было достигнуть. Однако, тем быстрее вращался и вал детандера, что потребовало изучения новых типов подшипников - газовых лепестковых. Частота вращения вала достигала десятков тысяч оборотов в минуту, что недопустимо для традиционных шариковых подшипников. В свою очередь газовые подшипники успешно справились с поставленной задачей. Они представляли собой цилиндр, внутренняя поверхность которого была собрана из наложенных друг на друга лепестков, каждый из которых образовывал с валом воздушный клин. При вращении вала этот клин противодействовал сближению вала с лепестками. Так достигалась воздушная подвеска вала: он вращался с огромной скоростью внутри подшипника, не касаясь ни одной из его поверхностей.
Ещё более современными являются магнитные подшипники, в которых удержание вала строго посредине подшипника осуществляется за счет магнитного поля. Более подробно о них будет рассказано далее.
Долгое время использование турбоагрегатов в холодильной технике ограничивалось низкотемпературными установками. Лишь в начале XXI века произошла их адаптация под требования и рабочие режим систем кондиционирования. Главным образом это заслуга компании Danfoss, запустившей в Канаде завод по изготовлению турбокомпрессоров под маркой Turbocor.
Итак, компрессора Turbocor (см. рис. 1) представляют собой высокоэффективные центробежные компрессора, вал которых раскручивается электродвигателем, оснащенным возможностью плавного регулирования скорости (инвертор).
Сжатие газа осуществляется в две ступени. Входящий фреон характеризуется низкой температурой и давлением, поступает на вход в первое рабочее колесо, где сжимается до промежуточного давления. Далее он проходит через специальный аппарат ко входу во второе рабочее колесо, где сжимается и выбрасывается в спиральную улитку. В улитке некоторая часть кинетической энергии превращается в дополнительную потенциальную энергию. На выходе фреон имеет конечное давление и поступает в конденсатор.
Рис. 1. Состав турбокомпрессора (изображение взято из технической документации Turbocor)
Турбокомпрессорами в настоящее время оснащаются холодильные машины с холодопроизводительностью не менее 300кВт. К преимуществам Turbocor по сравнению с используемыми в этом диапазоне мощностей винтовыми компрессорами относится:
Ещё раз, после статьи «Электронный ТРВ», хотелось бы замолвить слово об этих устройствах и поподробнее в них разобраться, теперь уже с применением технических материалов от производителя Alco Controls. Такой выбор не случаен – именно Alco Controls впервые предложили термин «термо-регулирующий вентиль (ТРВ)» в 1925 году, да и название фирмы говорит само за себя: “Automatic Liquid COntrols” - «Автоматическое управление расходом жидкости». Читать полностью »
Охлажденная вода – ключевой компонент многих систем охлаждения ЦОД. Часто её получают с помощью чиллеров – больших холодильных модулей, требующих огромных энергозатрат. Небольшое, но увеличивающееся число дата-центов снижает затраты на охлаждение, используя землю в качестве охладителя, выявляя подземные реки, озера и скважины. Читать полностью »
Компания APC выпустила готовое решение охлаждения ЦОД с использованием наружного воздуха. Читать полностью »
Компания I/O Data Center инвестирует «зеленые» технологии, начиная от фотогальванических солнечных панелей и заканчивая гигантскими ёмкостями с ледяными шарами, помогающими охлаждать ЦОД. Читать полностью »
Данная статья является продолжением аналогии “ЦОД и матрешки” и представляет собой математическое вычисление доли энергопотребления системы кондиционирования Центра Обработки Данных в его полной мощности. Читать полностью »
А задумывались ли вы, что вода в трубопроводах, воздух в воздуховодах и люди в тоннелях метро ведут себя одинаково? Читать полностью »
Одно из новшеств последнего времени в области прецизионного кондиционирования - появление электронных терморегулирующих вентилей. Пришло время разобраться в этом небольшом, но очень важном элементе холодильных систем. Читать полностью »
Во всех каталогах климатического оборудования можно встретить понятия “прямого расширения”, CW-кондиционеров, а также вариации на тему водяного и воздушного охлаждения сомнительных конденсаторов. Что бы они означали?
При сравнении габаритов шкафных прецизионных кондиционеров абсолютно любого производителя бросается в глаза два очевидных факта: во-первых, линейка водяных кониционеров шире и заканчивается блоками номинальной холодопроизводительностью выше 200кВт, в то время как линейка фреоновых агрегатов редко достигает 160кВт; а во-вторых, при одинаковых габаритах мощность водяных кондиционеров заметно выше. Почему? Читать полностью »
Известно, что наиболее выгодным и ставшим стандартным является температурный график, когда на вход чиллера поступает хладоноситель с температурой 12°С, а на выходе получаем 7°С. И данный режим отлично смотрится в административных, общественных и других подобных зданиях. Но так ли он хорош для Центров Обработки Данных? Читать полностью »
В современном мире, где непрерывная работа компаний и постоянная готовность оборудования являются нормой, а простои измеряются не в минутах, а в долларах, решения компании American Power Conversion (APC) обеспечивают защиту от основных причин простоев, потерь данных и повреждения оборудования: проблем с электропитанием и перегрева. Читать полностью »
Недавно мне удалось посетить демонстрационный стенд фирменной системы InfraStruXure для Центров Обработки Данных (ЦОДов) - адаптивной масштабируемой системы, включающей в себя стоечное оборудование, а также системы энергоснабжения, кондиционирования и мониторинга. Данная статья - анализ достоинств и недостатков увиденной системы, а также удач и неудач производителя. Читать полностью »
Данная статья - попытка свести воедино, систематизировать множество разрозненных советов по оптимизации систем охлаждения Центров Обработки Данных (ЦОДов) и повышению её эффективности. Читать полностью »