Экономия воды — задача первостепенной важности при эксплуатации холодильного и климатического оборудования с водяным охлаждением

24 Апреля 2023

Учитывая количество воды, используемой для испарительного охлаждения, при конструировании и эксплуатации водоохлаждаемых холодильных и климатических систем, таких как аммиачные (R717) чиллеры с водяным охлаждением конденсатора, необходимо уделять особое внимание рациональному водопотреблению, считают бизнес-менеджер Baltimore Aircoil Company (BAC) Нил Уолш и менеджер по развитию глобальных продаж компании, специалист по очистке воды Роберт Дауни.

— Хотя испарительное охлаждение отлично справляется с экономией энергии, оно требует некоторого количества воды, на одной чаше весов оказываются преимущества энергосбережения, а на другой – потребление воды, являющейся в некоторых местах дефицитным ресурсом, — говорится в их заявлении. — Следовательно, экономия воды — это важная задача при проектировании и эксплуатации водоохлаждаемого оборудования.

Расположенная в штате Мэриленд компания BAC производит градирни, испарительные конденсаторы и другие системы охлаждения коммерческого и промышленного назначения.

Повышение экологичности зданий

— «Мокрые» градирни играют важную роль в экологичном строительстве, значительно снижая энергопотребление при использовании в сочетании с традиционными системами кондиционирования воздуха или вместо них, тем самым уменьшая углеродный след и сокращая эксплуатационные расходы, — говорят Уолш и Дауни.

В 2018 году компания Wako Chemicals заказала чиллер с малой заправкой аммиака от Evapco, использующий градирню, для завода в Ричмонде, штат Вирджиния. Коэффициент производительности (COP) новой системы на 17,8% выше, чем у альтернативного решения на хладагенте R404a.

Однако необходимо принимать во внимание и количество воды, потребляемой градирнями, так как водопотребление является одним из ключевых показателей в программах устойчивого строительства, таких как сертификация LEED («Лидерство в области энергетического и природоохранного дизайна») Совета по экологическому строительству США (USGBC) — в которой сокращение потребления воды, в частности, питьевой, приносит дополнительные баллы.

— Сокращая потребление энергии и питьевой воды, правильно спроектированные и надлежащим образом обслуживаемые градирни сохраняют дефицитные природные ресурсы и экономят деньги, — добавляют авторы заявления.

LEED предусматривает два пути сокращения потребления питьевой воды: более эффективное ее использование и замена непитьевой водой.

Согласно Уолшу и Дауни, есть множество способов заработать баллы LEED за счет улучшения конструкции систем как в уже построенных, так и строящихся зданиях.

— Некоторые способы сокращения потребления питьевой воды сопряжены с побочными эффектами и новыми проблемами, которые необходимо оценит и решить, — поясняют специалисты.

Владельцы и операторы холодильных и климатических систем, поддерживающие «максимальную эффективность оборудования», тем самым «продлевают срок службы устройств испарительного охлаждения», добавляют они.

Повышение эффективности использования питьевой воды

Уолш и Дауни объясняют, что эффективность использования питьевой воды при испарительном охлаждении повышают за счет оптимизации цикла концентрации (коэффициента концентрации) градирни и сокращения потерь воды в процессе охлаждения.

В процессе испарения можно ожидать потерю около 1,8 галлона (6,8 л) воды на тонну охлаждения в час (3,5 кВт-ч), другие пути потери воды «необходимо тщательно контролировать», замечают специалисты.

Оборудование градирни каплеуловителем позволяет сократить потери воды за счет снижения капельного уноса, при котором водяной туман и капли уносятся из градирни потоком воздуха «с незначительным охлаждающим эффектом или без него».

Утечек и переливов можно избежать путем надлежащей эксплуатации и регулярного обслуживания.

Что касается продувки — то есть «отбора воды из системы для поддержания концентрации растворимых солей в циркулирующей воде в допустимых пределах», то обеспечение высокого качества воды в системе позволяет свести к минимуму необходимость продувок.

По словам Уолша и Дауни, наиболее значимым фактором при экономии воды в градирнях является ее жёсткость.

Замена непитьевой водой

Для уменьшения потребления питьевой воды в водоохлаждаемых системах ее часть можно заменить непитьевой водой, такой как конденсат, дождевая вода, водопроводная вода, нефекальные («серые») стоки.

Согласно Уолшу и Дауни, конденсат систем кондиционирования и дождевая вода — лучшие источники непитьевой воды для градирен, однако «их использование может сопровождаться проблемами из-за присутствия переносимых по воздуху частиц, способствующих биологическому обрастанию и коррозионному разрушению холодильного оборудования».

Специалисты отмечают, что из-за ненадлежащего качества доступной непитьевой воды, как правило, ее использование требует дополнительной обработки, например, фильтрации или химической очистки, а также применения защитных материалов, таких как коррозионно-устойчивое покрытие или нержавеющая сталь.