Устройство и работа моноблочного гидромодуля СКВ

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.

  1. Самовсасывающий циркуляционный насос поддерживает давление жидкости (вода или раствор этиленгликоля), осуществляет ее циркуляцию.
  2. Расширительный бак (гидроаккумулятор). Служит для компенсации температурного расширения и сжатия теплоносителя.
  3. 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.
  4. Автоматическая система управления для контроля работы гидромодуля, а так же подачи предупреждающих сигналов и аварийного отключения.
  5. 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.