Анализ эффективности систем охлаждения жидкости: возможности фрикулинга в Санкт-Петербурге
- Авторы: Сигунов Р.В.1, Баранов И.В.1, Митропов В.В.1
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский университет ИТМО
- Выпуск: Том 114, № 1 (2025)
- Страницы: 27-34
- Раздел: Научные обзоры
- URL: https://journal-vniispk.ru/0023-124X/article/view/357920
- DOI: https://doi.org/10.17816/RF678130
- EDN: https://elibrary.ru/FTEMLG
- ID: 357920
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
В данной работе представлен анализ и сравнительная оценка энергетической и экономической эффективности систем круглогодичного охлаждения жидкости, применимых в климатических условиях г. Санкт-Петербурга. На основе анализа среднемесячных температур наружного воздуха за последние 10 лет и расчета сезонного коэффициента энергоэффективности для стандартного чиллера с и чиллера со встроенным фрикулингом, выполнен расчет экономической эффективности внедрения технологии свободного охлаждения.
Результаты исследования показали, что чиллер со встроенным фрикулингом обладает значительно более высоким (примерно на 30%) значением сезонного коэффициента энергоэффективности по сравнению со стандартным чиллером. Экономический расчет подтвердил, что несмотря на более высокие первоначальные капитальные затраты, система с фрикулингом обеспечивает годовую экономию на электроэнергии около 1,5 млн. руб. Экономическая выгода (окупаемость дополнительных инвестиций) достигается уже в первый год эксплуатации за счет существенного снижения эксплуатационных расходов.
Новизна работы заключается в проведении анализа и расчетов для систем охлаждения с учетом специфики реальных климатических данных Санкт-Петербурга (среднегодовая температура 7,1°C) и параметров конкретных установок, что повышает практическую применимость полученных результатов для проектирования энергоэффективных систем в данном регионе.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Ростислав Владимирович Сигунов
Национальный исследовательский университет ИТМО
Автор, ответственный за переписку.
Email: rsigunov@thermexenergy.ru
Россия, Санкт-Петербург
Игорь Владимирович Баранов
Национальный исследовательский университет ИТМО
Email: barigor@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0595-368X
SPIN-код: 1938-6901
Scopus Author ID: 57209773690
д-р техн. наук, профессор
Россия, Санкт-ПетербургВладимир Викторович Митропов
Национальный исследовательский университет ИТМО
Email: vvmitropov@itmo.ru
ORCID iD: 0000-0003-1614-7392
SPIN-код: 6602-5288
Scopus Author ID: 57213689378
канд. техн. наук, доцент
Россия, Санкт-ПетербургСписок литературы
- Kwon TD, Jeong JW. Energy advantage of cold energy recovery system using water- and air-side free cooling technologies in semiconductor fabrication plant in summer. Journal of Building Engineering. 2023;69. doi: 10.1016/j.jobe.2023.106277 EDN: GMMJPE
- Kargar S, Moran JL. Combining direct and indirect free cooling for data centers via transformation into a building-scale heat exchanger. Applied Energy. 2025;392. doi: 10.1016/j.apenergy.2025.125973
- Borkowski M, Piłat AK. Customized data center cooling system operating at significant outdoor temperature fluctuations. Applied Energy. 2022;306. doi: 10.1016/j.apenergy.2021.117975 EDN: SUOFIH
- Borkowski M, Piłat AK. Energy Efficiency Increase Achieved by Dedicated Rule-Based Control of Chillers Operating in the Data Center. Energies. 2022;15. doi: 10.3390/en15010254 EDN: HKJTHD
- Astafiev R. Application of direct freecooling (freshcooling) based on STULZ precision air conditioning. AVOK. 2021;7:16–19. (In Russ.)
- Khomutskiy Yu. Bulletin of the UCC APIC: Myths and Truth about Free Cooling. 2019. (In Russ.) Accessed: 04.04.2025. Available from: https://mir-klimata.info/vestnik-ukc-apik-mify-i-pravda-o-frikulinge/
- Fan C, Zou B, Liao Y, Zhou X. Evaluation of energy performance and ecological benefit of free-cooling system for data centers in worldwide climates. Sustainable Cities and Society. 2024;108(3). doi: 10.1016/j.scs.2024.105509
- Baranenko AV, Malinina OS. Development of refrigeration systems based on absorption lithium bromide refrigeration machines. Bulletin of the International Academy of Refrigeration. 2024;1:3–12. (In Russ.) doi: 10.17586/1606-4313-2024-23-1-3-12 EDN: ICQZTI
- Baranenko AV, Bukharin NN, Pekarev VI, et al. Refrigerating machines. St. Petersburg: Politekhnika; 1997. (In Russ.)
- Antipov AV. Ways to improve the energy efficiency of chillers. Milk processing. 2012;147(1):28–33. (In Russ.) EDN: WJLLVF
- Weather in Saint Petersburg — RP5. [internet] Accessed: 04.04.2025. Available from: https://rp5.ru/Погода_в_Санкт-Петербурге
- Bozorgi M, Tasnim SH, Mahmud S. Machine learning-driven hybrid cooling system for enhanced energy efficiency in multi-unit residential buildings. Energy & Buildings. 2025;336:11–28.
- Yang J, Chan KT, Wu X, et al. An analysis on the energy efficiency of air-cooled chillers with water mist system. Energy and Buildings. 2012;55:273–284.
- Selection of compressor and piping of refrigeration machine. (In Russ.) [internet] Accessed: 04.04.2025. Available from: https://ridan.ru/instruments/coolconfig#introduce-cool-config (дата обращения 15.05.2024).
- Maake V, Eckert GYu, Koshpen JL. Textbook on refrigeration engineering. Moscow: Polmann; 1998. (In Russ.)
- Axial fans EC Weiguang. [internet] Accessed: 04.04.2025. Available from: https://weiguang.ru/catalog/r-osevie_ec/
- SANHUA. Micro-channel heat exchangers [internet] Accessed: 04.04.2025. Available from: https://cdn.sanhuaeurope.co.uk/new_content/static/uploads/files/catalogue/mche-pdf.pdf
- Pump selection CNP. [internet] Accessed: 04.04.2025. Available from: https://v3.cnppump.ltd/#/RU/Index (дата обращения 10.05.2024).
- Maslakov V.N. Method for calculating the payback period of natural cooling (free cooling). Refrigeration Technology. 2018;107(2):44–48. (In Russ.) EDN: YVVLIL
Дополнительные файлы
