Гидромодули относятся к классу вспомогательного оборудования и предназначены для работы в системах кондиционирования на охлажденной воде на базе чиллеров, фэнкойлов и центральных кондиционеров. Гидромодуль (гидравлический модуль) — важный элемент системы «чиллер-фанкойл». Он позволяет чиллеру экономить электроэнергию и делает работу системы кондиционирования более стабильной, поддерживая оптимальную тепловую инерцию.
Функциональные элементы моноблочного гидравлического модуля
Назначение гидромодуля
Гидромодуль выполняет следующие функции:
- подает в чиллер воду,
- забирает отработанную в цикле жидкость,
- регулирует давление.
Гидромодули классифицируются на:
- внутренние,
- внешние — имеют прочный корпус, устойчивый к неблагоприятным погодным условиям.
Тепловая нагрузка объекта — это нестабильная величина, которая может колебаться по разным причинам: например, от смены сезона или времени суток. Скачки тепловой нагрузки вызывают повышение производительность чиллера. Холодильная машина работает в нестабильном режиме, это может привести к износу или поломке компрессора.
Чтобы компенсировать скачки тепловой нагрузки, необходим гидравлический модуль, состоящий из бака, насоса и других деталей. Контроллер с датчиком мониторит температуру теплоносителя и сигнализирует циркуляционному насосу об ее изменении. После подачи и принятия такого сигнала, расход теплоносителя увеличивается до возвращения температуры к требуемой уставке. Накопительный бак гидромодуля увеличивает тепловую емкость, что позволяет увеличить интервалы между включением и выключением компрессора.
Конструкция
Конструктивно гидромодули выполняются в моноблочном исполнении на единой раме и содержат все необходимые элементы защиты и автоматики. Это приносит экономию времени и затрат при монтаже, эксплуатации и сервисном обслуживании. Важно отметить, что для размещения гидравлических модулей не требуется большого пространства.
- Самовсасывающий циркуляционный насос поддерживает давление жидкости (вода или раствор этиленгликоля), осуществляет ее циркуляцию.
- Расширительный бак (гидроаккумулятор). Служит для компенсации температурного расширения и сжатия теплоносителя.
- Буферный накопитель. Если чиллер загружен не на 100%, что встречается довольно часто, холодильной установке приходится работать с перерывами, а это существенно повышает износ оборудования. Бак для чиллера щадит механизмы, увеличивая интервалы между включением и выключением установки.
- Автоматическая система управления для контроля работы гидромодуля, а так же подачи предупреждающих сигналов и аварийного отключения.
- Запорная арматура.
Основные элементы защиты гидравлических модулей:
- размыкатель цепи питания насоса,
- защитный клапан,
- тумблер отключения питания.
Дополнительное оборудование включает электронагреватель, препятствующий замерзанию воды в накопительном баке в зимнее время, виброизолирующие резиновые или пружинные опоры (снижают вибрацию насоса) и др.
По конструкции, гидромодуль представляет собой моноблочный агрегат, в состав которого входят следующие функциональные компоненты:
- Один или два циркуляционных насоса предназначены для организации циркуляции воды или антифриза в гидравлическом контуре системы кондиционирования.
- Накопительный (аккумулирующий) бак предназначен для повышения инерционности гидравлического контура системы кондиционирования и уменьшения количества запусков компрессоров.
- Расширительный бак предназначен для предотвращения выхода из строя компонентов гидравлического контура вследствие температурных расширений и сжатий воды (или антифриза) при различных условиях эксплуатации.
- Запорная арматура – шаровые запорные клапаны предназначены для отключения элементов гидравлического модуля при проведении работ по техническому обслуживанию и возможному ремонту.
- Защитные и предохранительные устройства предназначены для защиты элементов гидравлического модуля при возникновении различных нештатных ситуаций.
- Система автоматизированного управления предназначена для управления работой циркуляционных насосов гидравлического модуля.
Схема центробежного циркуляционного насоса. Циркуляционные насосы гидравлического модуля создают избыточное давление в сети гидравлического контура , необходимое для прокачки воды или антифриза через элементы системы кондиционирования – чиллер, гидравлические коммуникации, фанкойлы и центральные кондиционеры, другие элементы. Главным элементом циркуляционного насоса является рабочее колесо, которое приводит во вращение трехфазный асинхронный электродвигатель. Также в циркуляционных насосах применяются однофазные электродвигатели. Электродвигатель может быть соединен с рабочим колесом непосредственно или через редуктор. Циркуляционный насос включает диффузор-улитку. Жидкость подается из полости всасывания непосредственно в рабочее колесо. Центробежная сила, действующая на молекулы жидкости при вращении рабочего колеса создает необходимый напор на в диффузоре и далее в полости нагнетания.
Схема расширительного бака. Как правило гидравлические модули для систем центрального кондиционирования оснащаются мембранными расширительными баками. Мембрана является главным функциональным элементом расширительного бака. С одной стороны мембраны расположена полость, в которой заправлен азот под необходимым(начальным) давлением. С другой стороны мембраны расположена полость, в которой находится жидкость из системы центрального кондиционирования. Расширительный бак соединен с системой центрального кондиционирования с помощью соединительного комплекта. При нагреве жидкости в гидравлическом контуре системы кондиционирования она расширяется. При этом повышается давление в нижней полости расширительного бака. При этом мембрана прогибается в сторону полости в которой заправлен азот. Таким образом мембрана компенсирует температурные расширения, возникающие в результате температурных расширений или сжатий при различных условиях эксплуатации гидравлического контура.
Как работает моноблочный гидромодуль
Исходя из выше описанных основных функциональных элементов и принципиальной схемы моноблочного гидромодуля нет сложности в понимании его принципа работы…
Сферы применения
Гидравлические модули входят в состав установок охлаждения жидкости и широко применяются при производстве напитков:
- минеральной воды, соков и сиропов;
- пивного сусла;
- вина и коньяка;
- водных растворов спирта, при производстве водки, джин-тоников и другой алкогольной продукции.
В хлебобулочной и кондитерской промышленности для охлаждения:
- питьевой воды для замеса теста;
- технологической воды, идущей на охлаждение столов для раскатки карамели;
- шоколада, глазури и сгущенного молока.
В машиностроении и других отраслях промышленности для охлаждения:
- пресс-форм при производстве изделий из пластмасс;
- смазывающе-охлаждающих жидкостей для металлообрабатывающих станков;
- оборотной воды при производстве упаковки, печатных изданий;
- водяных рубашек технологического оборудования и т.д;
- грунта при проведении строительных работ.
Как выбрать гидромодуль
На рынке есть как готовые решения, так и собираемые по отдельным частям.
1. Если вы решили подобрать гидромодуль самостоятельно, в первую очередь обратите внимание на самый дорогой элемент модуля гидравлического — насос центробежного типа. Лопасти центробежного насоса из нержавеющей стали отвечают за подачу жидкости из резервуара в контур циркуляции. В системе кондиционирования может монтироваться насос вторичного контура или ускорительный насос для подачи воды в первичный контур.
2. Большие проекты требуют предварительного расчета мощности и объема накопительного бака гидравлического модуля. Стальной бак для воды, как правило, покрыт вспененным полиуретаном и защитным кожухом из гофрированного алюминия или другого материала. Накопительный бак существенно увеличивает срок эксплуатации компрессора чиллера. Дело в том, что обычно чиллер не загружен на 100%, и работает с перерывами, выключаясь, когда производится достаточно холода. Аккумулирующий бак обеспечивает ровный, щадящий режим работы компрессора увеличивает объем и теплоемкость теплоносителя, позволяя чиллеру увеличить интервалы между включением и выключением компрессора.
3. Запорная арматура. Автоматический воздушный клапан стравливает воздух из гидравлической системы. Опционально можно установить водяной фильтр, который задерживает механические примеси жидкости.