Вы здесь

Немного истории. Участие группы компаний «Холодон» в реализации проекта «Чижовка-арена»

В мае 2014 г. в Минске состоятся матчи Чемпионата мира по хоккею. Матчи будут проходить на двух площадках: «Минск-Арена» и «Чижовка-Арена». Сейчас в многофункциональном спортивно-развлекательном комплексе (МСРК) «Чижовка-Арена» завершается подготовка к чемпионату. ЗАО «Холодон» успешно сдал в эксплуатацию систему холодоснабжения и СКВ центральной арены МСРК «Чижовка-Арена». После Чемпионата мира МСРК «Чижовка-Арена» станет базовой ареной для команд хоккейного клуба «Юность-Минск».

Предварительно проект холодоснабжения всего комплекса «Чижовка-Арена» был выполнен фирмой REFCOMP (подразделение ZANOTTI). В исходном проекте были заложены одновинтовые компрессоры VILTER (США).

Тендер на поставку оборудования для холодоснабжения двух ледовых арен (большая и тренировочная арены) и системы кондиционирования большой ледовой арены выиграла фирма ЗАО «Холодон» с использованием холодильного оборудования разработки СООО «Реф-Юнитс» и кондиционерным оборудованием CARRIER. Данный тендер состоялся в феврале 2013 года. В тендерном предложении были заложены сальниковые компрессоры Bitzer OSN 8591-К и OSK 8591-К (Германия) с электродвигателями SIEMENS (Чехия).

Окончательный вариант проекта выполнен институтом «Белпромпроект» при непосредственной технической поддержке специалистов СООО «РефЮнитс» и ЗАО «Холодон». Поставка холодильного оборудования (две холодильные машины для холодоснабжения ледовых полей и две холодильные машины для холодоснабжения СКВ большой ледовой арены) выполнена в июне 2013 года, монтаж холодильного оборудования проводился с августа по 15 октября 2013-го. Запуск двух холодильных машин выполнен в октябре 2013-го, в декабре 2013-го завершена пусконаладка холодильных машин (с учетом доработки программного обеспечения).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ХОЛОДИЛЬНОГО И КОНДИЦИОНЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ, ПОСТАВЛЕННОГО ГРУППЛЙ КОМПАНИЙ «ХОЛОДОН»

ЗАО «Холодон» поставляло холодильное оборудование для холодоснабжения двух полей (центральная арена и тренировочное поле) и СКВ центральной арены, а также комплект кондиционерного оборудования. Кондиционерное оборудование обеспечивает микроклимат в зале большой арены. Система кондиционирования состоит из трех подсистем, причем каждая из них обеспечивает свои параметры воздуха.

• СКВ ледового поля. Обеспечивает подготовку и подачу «особоосушенного» воздуха (влагосодержание — не более 3,0 г/кг) на ледовую площадку. Раздача «особоосушенного» воздуха выполняется с помощью 32 вентиляционных диффузоров. Каждый диффузор имеет возможность регулировать воздушный поток (дальность и ширину воздушной струи).

• СКВ зрительной части арены. Обеспечивает комфортные параметры воздуха в зоне зрительных трибун. Раздача подготовленного воздуха выполняется через вентрешетки, расположенные под сидениями зрителей (8500 раздаточных решеток).

• СКВ системы освещения арены и информационного табло. Подает воздух в зону размещения светильников и информационного табло. В теплое время года данная система охлаждает воздух в зоне светильников, в холодное время года работа СКВ исключает выпадение конденсата на потолке большой арены.

ХОЛОДОСНАБЖЕНИЕ ЛЕДОВЫХ ПОЛЕЙ И СКВ С ФУНКЦИЯМИ ОПТИМИЗАЦИИ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ

Следует отметить, что данный объект — пример комплексного решения сложной технической задачи. Сложность ее состояла в том, что при обязательном обеспечении температуры поля, микроклимата в помещении надо обеспечить минимальное потребление энергии всем комплексом.

По предварительному проекту холодильное оборудование было разделено на агрегаты поля (2 шт.) и агрегаты СКВ (2 шт.). Рассмотрим отдельно агрегаты поля и агрегаты СКВ.

АГРЕГАТЫ ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ ЛЕДОВЫХ ПОЛЕЙ

При разработке агрегатов холодоснабжения ледовых полей был выполнен анализ потребности холода при различных режимах работы ледовой арены (на основании ТЗ на поставку). (Табл. 1). Общая продолжительность рабобы агрегатов поля в течение года: 600 + 3420 + 4020 = 8040 ч. Потребная произ-водительность агрегатов должна изменяться в диапазоне 18-100 % номинальной производительности.

Структурные схемы агрегата поля и агрегата СКВ показаны на рис. 1 и 2 соответственно.

Состав агрегата поля: компрессор Bitzer OSN 8591-K, электродвигатель SIEMENS 160 кВт, пластинчатый полусварной конденсатор Thermowave, пластинчатый полусварной испаритель Thermowave, ресивер Bitzer, соленоидные вентили и ЭРВ Danfoss, разборный корпус фильтра и осушительные вставки, смотровые стекла, запорные вентили SCA, фильтр-грязевик FIA, пластинчатый сварной экономайзер ONDA, коммерческая автоматика Danfoss (для обвязки ЕСО).

АГРЕГАТЫ ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ СКВ

Общую продолжительность работы агрегатов СКВ в течение года оценить невозможно, тепловые нагрузки в различных режимах отличаются значительно (в десятки раз). (Табл. 2).

Агрегаты холодоснабжения СКВ обеспечивают поддержание заданных параметров воздуха в помещениях всего комплекса «Чижовка-Арена». Потребный холод для нужд СКВ изменяется во всем диапазоне от 0 до 3014 кВт в зависимости от различных факторов (параметры наружного воздуха, тепловая нагрузка на оборудование в различных помещениях и пр.).

Состав агрегата поля: компрессор Bitzer OSK 8591-K, электродвигатель SIEMENS 160 кВт, пластинчатый полусварной конденсатор Thermowave, пластинчатый полусварной испаритель Thermowave, ресивер Bitzer, соленоидные вентили и ЭРВ Danfoss, разборный корпус фильтра и осушительные вставки, смотровые стекла, запорные вентили SCA с фильтром-грязевиком FIA, пластинчатый сварной экономайзер ONDA, коммерческая автоматика Danfoss (для обвязки ЕСО).

РЕШЕНИЯ ЗАО «ХОЛОДОН»

ЗАО «Холодон» традиционно работает с компрессорами фирмы Bitzer (Германия). Сравнительный анализ компрессо¬ров Vilter и Bitzer показал, что сальниковые двухвинтовые компрессоры Bitzer превосходно справляются с поставленными задачами и обеспечивают требуемые параметры хладоносителей для холодоснабжения ледовых полей и СКВ. Технические параметры компрессоров серий OSN/OSK ничуть не хуже, а при оптимальном выборе рабочих точек даже превосходят параметры конкурентов.

Исходные данные для проектирования систем холодоснабжения были представлены в таблицах. При проектировании использовали техническую информацию фирмы Bitzer (руководства, размещенные на сайте, и дополнительную информацию, предоставленную по запросу):

1. ТЗ на агрегаты холодоснабжения поля (табл. 1) и ТЗ на агрегаты холодоснабжения СКВ (табл. 2);

2. дополнительная информация от фирмы Bitzer о зависимости холодопроизводительности и потребляемой электро-двигателями винтовых компрессоров энергии при различных частотах напряжения питания электродвигателя компрессора (рис. 3).

Анализ графика на рис. 3 показал, что наилучшим для решения данной задачи является вариант применения компрессоров с электродвигателями, управляемыми частотными преобразователями.

АГРЕГАТЫ ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ ПОЛЯ

Конструкция агрегата поля и алгоритм управления работой агрегатов поля обеспечивают следующее:

• холодопроизводительность в диапазоне 10-100 % (в ТЗ был указан ди¬апазон регулирования производительности 18-100 %), регулирование производительности агрегата происходит автоматически, по команде диспетчера, вручную — с пульта управления или через шлюз ETHERNET с помощью компьютера;

•утилизацию теплоты (энергию тепла конденсации фреона) для подогрева грунта (под полями) и для 2-го подогрева СКВ; ния минимальное потребление энергии во всех режимах работы; адаптивную подстройку рабочей точки компрессоров агрегатов поля при изменении режимов работы кондиционеров СКВ (это не ошибка, именно так, на работу агрегата поля влияет работа СКВ).

Управление системой холодоснабжения ледовых полей выполняется:

из центрального диспетчерского пункта;• с местных пультов на ШУ агрегатами (местный режим); • через шлюзы ETHERNET в ШУ агрегатами для подключения компьютера.

Между нижним и верхним уровнями управления происходит постоянный обмен обработанной информацией по линии ETHERNET. Все управление элементами агрегатов выполняется на нижнем уровне. Существенным энергосберегающим элементом всего комплекса является система рекуперации тепла. Теплота конденсации фреона используется для нужд технологии (подогрев грунта под ледовыми полями, оттайка ледовой крошки двух ледовых полей, обеспечение 2-го подогрева кондиционеров СКВ центральной и ма¬лой арен). Утилизация тепла выполняется только в случае потребности. При отсутствии потребности в тепле агрегаты холодоснабжения полей изменяют рабочую точку (температура конденсации агрегатов снижается с плюс 45 °С до плюс 30-35 °С), что повышает СОР агрегатов и, следовательно, снижает потребление энергии всем комплексом.

При разработке агрегатов поля были изменены данные проектного решения по агрегатам холодоснабжения поля.

1. С целью улучшения характеристик агрегатов холодоснабжения поля изменен режим работы компрессоров (на 2 К поднята температура кипения (с минус 19 °С до минус 17 °С) и на 2 К снижена температура конденсации (с плюс 45 °С до плюс 43 °С). Это позволило увеличить СОР агрегата поля с 1,99 (в проекте) до 2,12 кВт/кВт (в поставленном из¬делии), рост СОР — на 6,5 %.

2. Электродвигатели компрессоров запитаны через частотные преобразователи (в предварительном проекте использован прямой пуск электродвигателей компрессоров). Данное техническое решение снизило пусковые токи электродвигателей компрессоров и позволило уменьшить типоразмер электродвигателя. Так,в проекте предполагалось применение двух электродвигателей по 200 кВт, в агрегате были использованы два электродвигателя по 160 кВт.

3. При создании агрегатов поля был разработан оригинальный алгоритм работы агрегатов поля, что обеспечивает особо точное (±0,5 град.) поддержание температуры каждого поля. Такое управление позволяет на одном поле проводить занятия фигуристов, на другом — хоккеистов. Разные виды спорта требуют лед с различной температурой (мягкий и жесткий лед). Применение специальных алгоритмов управления обеспечивает быструю смену температурных режимов полей (в течение 1-1,5 ч).

4. Для холодоснабжения полей было поставлено два агрегата с двумя компрессорами в каждом. Для снижения общего энергопотребления был разработан оригинальный алгоритм, который обеспечивает управление всеми четырьмя компрессорами одновременно (как единым комплексом). Алгоритм учитывает время наработки каждого из компрессоров.

Такой алгоритм дает ряд преимуществ:

• увеличивает срок службы компрессоров и электродвигателей (так как оборудование большую часть времени работает в облегченном режиме); • исключает резкие изменения режимов работы оборудования; • уменьшает количество пусков электродвигателей; • снижает общее потребление электроэнергии.

АГРЕГАТЫ ХОЛОДОСНАБЖЕНИЯ СКВ

Конструкция агрегата поля и алгоритм управления работой агрегатов СКВ обеспечивают следующее:

• регулирование производительности в диапазоне 6-100 %; регулирование производительности происходит автоматически, по команде диспетчера, вручную — с пульта управления или через шлюз ETHERNET с помощью компьютера;

• утилизацию теплоты (энергию тепла) конденсации фреона для подогрева грунта (под полями) и для 2-го подогрева СКВ;

• минимальное потребление энергии во всех режимах работы;

• адаптивную подстройку рабочей точки компрессоров агрегатов СКВ при изменении режимов работы СКВ.

Управление системой холодоснабжения СКВ выполняется:

• из центрального диспетчерского пункта;

• с местных пультов на ШУ агрегатами (местный режим);

• через шлюзы ETHERNET в ШУ агрегатами для подключения компьютера.

Между нижним и верхним уровнями управления происходит постоянный обмен обработанной информацией по линии ETHERNET. Управление элементами агрегатов выполняется на нижнем уровне. Существенным энергосберегающим элементом всего комплекса является система рекуперации тепла. Теплота конденсации фреона используется для нужд технологии (подогрев грунта под ледовыми полями, оттайка ледовой крошки двух ледовых полей, обеспечение 2-го подогрева кондиционеров СКВ центральной и малой арен). Утилизация тепла выполняется только в случае потребности. При отсутствии потребности в тепле агрегаты холодо-снабжения СКВ изменяют рабочую точку компрессоров (температура конденсации агрегатов снижается с плюс 45 °С до плюс 30-35 °С), что повышает СОР агрегатов и, следовательно, снижает потребление энергии всем комплексом.

При разработке агрегатов СКВ были изменены данные проектных решений по агрегатам холодоснабжения СКВ.

1. С целью улучшения характеристик агрегатов холодоснабжения СКВ изменен режим работы компрессоров (на 2 К снижена температура конденсации — с плюс 45 °С до плюс 43 °С). Это позволило увеличить СОР агрегата поля с 3,09 (в проекте) до 3,27 кВт/кВт (в готовом изделии).

2. Электродвигатели компрессоров запитаны через частотные преобразователи. Данное техническое решение снизило пусковые токи электродвигателей компрессоров и позволило уменьшить типоразмер электродвигателя. Так, в проекте предполагалось применение двух электродвигателей по 280 кВт, в агрегате были использованы три электродвигателя по 160 кВт.

3. Изменен алгоритм работы агрегатов СКВ, что обеспечивает особо точное (±0,5 град.) поддержание температуры хладоносителя (30%-ный раствор Формиата).

4. Для холодоснабжения СКВ было поставлено два агрегата с тремя компрессорами в каждом. Для снижения общего энергопотребления был разработан алгоритм, который предусматривает управление всеми шестью компрессорами одновременно (как единым комплексом). В алгоритме учитывается время наработки каждого из компрессоров. Такой алгоритм увеличивает срок службы компрессоров и электродвигателей (так как оборудование большую часть времени работает в облегченном режиме), исключает резкие изменения режимов работы оборудования, уменьшает количество пусков электродвигателей и снижает общее потребление электроэнергии.

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЕ ПО АГРЕГАТАМ ПОЛЯ И АГРЕГАТАМ СКВ

Опыт первых месяцев эксплуатации показал, что принятые технические решения при разработке агрегатов и разработанный алгоритм управления компрессорами продемонстрировали не только свою жизнеспособность, но и высокую энергоэффективность. Данные технические разработки можно применять для решения различных задач, в том числе и для аммиачных систем. Применение сальниковых компрессоров Bitzer серий OSN/OSK позволяет получить высокие холодильные коэффициенты, что обеспечивает высокую энергоэффективность холодильных систем различного назначения.

Был разработан и реализован оригинальный алгоритм управления несколькими компрессорами холодильной системы. Достоинством реализованного алгоритма управления является существенное повышение надежности систем холодоснабжения в целом.

С. Чаховский, главный конструктор СООО «РефЮнитс», советник МАХ (Из доклада, представленного на конфе¬ренции «Проблемы и перспективы развития индустрии холода на современном этапе», выставка «Chillventa Россия-2014»)

Читайте также
Выставка пройдет с 30 марта по 2 апреля 2010 года при поддержке и участии Минсельхозпрода, АПИМХ, журнала «Продукт.BY...
«Шоковая заморозка» хлебобулочных изделий Технология так называемой «отложенной выпечки» появилась в 30-е годы ХХ...
С 5 по 7 февраля 2013 года в Москве в Международном выставочном центре «Крокус Экспо» в третий раз состоится...
PRODUKT.BY
220005, г. Минск, ул. Платонова, 22-704
+375 (17) 33-16-555
+375 (17) 33-16-777
+375 (29) 755-95-50
+375 (29) 33 55 100
produkt.by@tut.by