Центробежный чиллер SMARDT
26 октября 2020

Чиллер SMARDT экономит 4000 киловатт-часов в день!

В середине августа 2020 года TICA поставила безмасляный чиллер SMARDT мощностью 4220 кВт (1200 RT) с центробежными компрессорами на магнитных подшипниках одному из крупнейших фармпредприятий КНР — GeneScience Pharmaceuticals Co., Ltd. (GenSci). Спустя два месяца после модернизации системы охлаждения инженеры компании-заказчика рассказали о промежуточных результатах эксплуатации нового HVAC-оборудования. К их удивлению, электросчетчики зафиксировали беспрецедентную экономию электроэнергии по сравнению с ранее использовавшимися винтовыми чиллерами — около 4000 кВт-ч в день.

Ведущий азиатский производитель рекомбинантного гормона роста человека

Компания GeneScience Pharmaceuticals Co., Ltd. — крупнейший в Азии производитель рекомбинантного гормона роста человека — была основана в 1996 году в Чанчуньской зоне высокотехнологического развития (аналоге белорусского Парка высоких технологий). Производственные мощности GenSci превышают 11 тыс. кв. м, общая площадь застройки составляет 20 тыс. кв. м. Это одно из самых масштабных и наиболее хорошо оснащенных биофармацевтических предприятий в Поднебесной. GeneScience Pharmaceuticals Co., Ltd. первой в стране разработала и запустила в серийное производство рекомбинантный гормон роста человека, получивший название GenLei® Jintropin®. Сегодня компания выпускает лекарственные средства, применяемые для профилактики, диагностики и лечения заболеваний репродуктивной, аутоиммунной и нервной систем.

GeneScience Pharmaceuticals Co., Ltd.
GeneScience Pharmaceuticals Co., Ltd.

Для разработки данных препаратов необходимо не только новейшее технологическое оборудование, но и компьютерное моделирование. Оно выполняется в том числе с помощью суперкомпьютера, который представляет собой значительное количество серверов, соединенных в высокоскоростную локальную сеть. Суперкомпьютер анализирует химические связи между молекулами комбинируемых веществ, моделирует возможные варианты их взаимодействия при различных концентрациях и т.п.

Чтобы мощная компьютерная техника не выходила из строя, требуется постоянное интенсивное охлаждение. Кроме того, относительная влажность в помещениях вычислительного центра не должна выходить за рамки установленных норм. Если эти условия не соблюдаются, повреждение процессоров, чипов оперативной памяти и других жизненно важных элементов компьютеров и серверов неизбежно. Как показали результаты исследований, сегодня наилучшим вариантом организации системы охлаждения, которая позволяет предотвратить выход из строя суперкомпьютеров и многочисленных серверов в центрах обработки данных и компьютерных залах, является установка одного или нескольких центробежных чиллеров, снабжающих водой температурой до 7 градусов Цельсия приточно-вытяжные и воздухообрабатывающие установки.

В приоритете — безопасность и энергоэффективность оборудования

Руководствуясь соображениями безопасности вычислительной техники и энергоэффективности холодильного оборудования, в 2019 году администрация GeneScience Pharmaceuticals Co., Ltd. приобрела центробежный чиллер производительностью около 1760 кВт (500 RT) для охлаждения своего вычислительного центра, работающего двадцать четыре часа в сутки семь дней в неделю.

Центробежный чиллер 500 RT
Центробежный чиллер с водяным охлаждением производительностью 1758 кВт

Данный агрегат с постоянным расходом хладагента был интегрирован в систему с двумя винтовыми чиллерами выходной мощностью 1758 кВт (500 RT) каждый, которые к тому времени эксплуатировались уже более десяти лет. В последние годы их КПД снизился в среднем на 20% по сравнению начальным периодом эксплуатации, что было обусловлено традиционной для масляных чиллеров проблемой — существенным ухудшением теплообмена между водой и фреоном ввиду образования масляной пленки на трубках теплообменников.

Винтовой чиллер с водяным охлаждением в GenSci
Винтовой чиллер с водяным охлаждением производительностью 500 RT

По словам представителей GeneScience Pharmaceuticals Co., Ltd., со дня приобретения и до запуска нового центробежного чиллера на полную мощность прошло восемь месяцев. После его ввода в эксплуатацию счет за электричество, выставляемый электроснабжающей организацией, остался таким же высоким, как и раньше. Выполнить поставленную руководством GenSci задачу по снижению энергопотребления не удалось. К этому добавились проблемы, свойственные всем устройствам с постоянным расходом хладагента:

  • нестабильная нагрузка в межсезонье (весной и осенью), повышающая риск выхода HVAC-оборудования из строя;
  • чрезмерно частые циклы включения-отключения компрессоров по достижении заданной температуры рабочей жидкости (воды), что негативно влияет на их работоспособность и долговечность;
  • слишком частые аварийные сигналы и необходимость ручного сброса системы после них.

Кроме того, оказалось, что новый центробежный чиллер издает чрезмерный шум, существенно затрудняющий работу персонала в машинном зале.

Бесплатный аудит системы охлаждения силами TICA

Для проведения аудита системы охлаждения вычислительного центра GeneScience Pharmaceuticals Co., Ltd. были приглашены технические специалисты компании TICA. Они бесплатно установили устройство для анализа энергоэффективности холодильного оборудования и в течение нескольких месяцев отслеживали ключевые параметры его работы.

Устройство для тестирования системы охлаждения
Устройство для анализа энергоэффективности холодильного оборудования

В ходе исследований выяснилось, что коэффициент COP системы охлаждения составляет 4,41, а средняя нагрузка на чиллеры — 56%. На нее влияют главным образом температура окружающего воздуха и график работы вычислительного центра. Максимальная среднемесячная нагрузка — примерно 3,6 МВт (1025 RT) — приходится на июль. В итоге работа системы охлаждения с постоянным расходом хладагента была признана не удовлетворяющей современным требованиям, предъявляемым к HVAC-оборудованию в центрах обработки данных, и пожеланиям администрации GenSci.

Безмасляный центробежный чиллер SMARDT — наилучшая замена винтовым агрегатам

Чтобы достигнуть установленных руководством GeneScience Pharmaceuticals Co., Ltd. показателей энергоэффективности, инженеры TICA порекомендовали ему провести модернизацию системы охлаждения вычислительного центра: заменить одним безмасляным чиллером SMARDT производительностью 4,22 МВт (1200 RT), оснащенным компрессорами Danfoss Turbocor на магнитных подшипниках, оба морально устаревших винтовых агрегата, а недавно запущенный центробежный чиллер выходной мощностью 1758 кВт оставить в качестве резервного. Специалисты компании подготовили проект и в сопроводительной записке к нему пообещали, что:

  • после установки безмасляного центробежного чиллера энергопотребление системы охлаждения снизится не менее чем на 30% по сравнению с предыдущим оборудованием;
  • срок окупаемости инвестиций не превысит 3 лет;
  • расходы на эксплуатацию и техобслуживание будут самыми низкими и неизменными на протяжении всего срока службы изделия;
  • все работы, связанные с монтажом и наладкой оборудования, будут выполнены в кратчайшие сроки.

Перечисленные преимущества объясняются высокой энергоэффективностью и надежностью безмасляных центробежных чиллеров с водяным охлаждением, выпускаемых совместным предприятием TICA — SMARDT. Коэффициент COP данных изделий составляет не менее 6,22, а интегральный показатель при частичной нагрузке IPLV — 11,1. Последний параметр является аналогом европейского сезонного коэффициента энергоэффективности и более точно определяет КПД кондиционеров и иного HVAC-оборудования на протяжении всего года.

Чиллер SMARDT в вычислительном центре
Центробежный чиллер SMARDT, установленный в машинном зале вычислительного центра компании GenSci

Производительность безмасляных центробежных компрессоров Danfoss Turbocor плавно изменяется в диапазоне 6—100% в зависимости от тепловой нагрузки. Благодаря этому решается проблема частого пуска и останова агрегата. Для запуска каждого компрессора необходим ток всего в 2 А (для винтовых — 500—600 А). Как следствие, снижается нагрузка на распределительную сеть, скачки напряжения отсутствуют, не требуется приобретать резервный электрогенератор.

Чиллер SMARDT отлично справляется с высокими нагрузками. Приводы компрессоров вращаются со скоростью до 48 тыс. об/мин. Их КПД превышает 92%. Датчик положения, установленный на каждом магнитном подшипнике, 120 раз за один оборот сообщает системе управления о его местоположении и тем самым обеспечивает постоянное центрированное вращение.

Устройство не нуждается в смазке. Единственные движущиеся агрегаты — валы и электроприводы компрессоров — левитируют на магнитной подушке. Благодаря этому между ротором и статором отсутствует трение, как следствие, износостойкость и общий срок службы оборудования возрастают, а уровень издаваемого им шума снижается. Поскольку изделие не нуждается в довольно дорогостоящих системах снабжения и возврата масла, особое техническое обслуживание также не требуется.

Текущее состояние чиллера можно отслеживать с помощью сенсорного экрана, размещенного в шкафу автоматики, или персонального компьютера. Изделие легко интегрируется в автоматическую систему управления зданием (BMS). Доступные протоколы связи — LonWorks, BACnet, BACnet/IP, N2 и Modbus/IP. Активировать любой из них можно с помощью основного пульта управления.

Ознакомившись с проектом и техническими характеристиками прибора, руководство и инженерные службы GeneScience Pharmaceuticals Co., Ltd. приняли решение приобрести центробежный чиллер SMARDT производительностью 4,22 МВт (1200 RT). Основными критериями при выборе устройства для них стали низкое энергопотребление и высокая надежность оборудования, предложенного компанией TICA.

Монтаж чиллера
Последний этап монтажа безмасляного чиллера SMARDT

Первые результаты эксплуатации безмасляного центробежного чиллера SMARDT

24 августа, спустя неделю после завершения модернизации, администрация GenSci сообщила представителям TICA о том, что, согласно показаниям электросчетчика, экономия энергии составила 44% по сравнению с винтовыми чиллерами, эксплуатировавшимися на предприятии более десяти лет. В абсолютном выражении эти цифры равнялись 4000 киловатт-часов в день!

На момент проведения контрольных замеров производительность устройства составила 1735 киловатт-часов, потребляемая мощность — 208,3 кВт, рабочий ток — 359 А. Таким образом, коэффициент энергоэффективности равнялся 8,33. На вход агрегата поступала вода температурой 11,56 градуса Цельсия, а на выходе из него этот показатель равнялся 6,98 °C (разница — 4,57 градуса). Расход воды — 90,6 л/с.

Параметры чиллера SMARDT

Примерно такие же показатели были зафиксированы и два месяца спустя. Несмотря на довольно значительные колебания температуры окружающей среды, наблюдавшиеся в октябре в Чанчуне, чиллер SMARDT в вычислительном центре GeneScience Pharmaceuticals Co., Ltd. работал без каких-либо отклонений.

«Энергосбережение, отсутствие вибраций и шума, автоматическая регулировка производительности компрессоров при низкой тепловой нагрузке, стабильная работа без скачков напряжения, — назвал преимущества безмасляного чиллера, поставленного компанией TICA, инженер GenSci, отвечающий за работу HVAC-оборудования. — Я не мог даже представить, что всего один чиллер с компрессорами на магнитной подушке способен так изменить вычислительный центр».

В том, что это действительно возможно, убедитесь и вы, если позвоните специалистам ООО «НИЦ Магистр» по телефонам +375(17)388-08-20, +375(29)142-85-85 и закажете безмасляный центробежный чиллер SMARDT. При необходимости мы самостоятельно выполним все замеры и расчеты и разработаем проект системы охлаждения для вашего объекта. Также возможен монтаж чиллера под ключ силами нашего предприятия.

Читайте также