Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Фрикулинг (free cooling, свободное или естественное охлаждение) — это режим работы системы холодоснабжения, в котором тепло отводится наружным воздухом без запуска компрессоров парокомпрессионного цикла. Как только температура на улице опускается ниже температуры холодоносителя, охлаждать жидкость можно за счёт «бесплатного» холода атмосферы, а энергоёмкий компрессор отключается полностью или разгружается.
Технология применяется прежде всего в чиллерных системах круглогодичного охлаждения: центрах обработки данных, серверных, технологическом холодоснабжении промышленных объектов. Ниже разобрано, как работает фрикулинг: три режима по температуре наружного воздуха, схемы реализации, механизм автоматического переключения и за счёт чего достигается экономия электроэнергии.
В обычной холодильной машине тепло от охлаждаемого объекта переносится к наружному воздуху за счёт парокомпрессионного цикла, а на сжатие хладагента компрессор тратит значительную электрическую мощность. Фрикулинг использует другой принцип: если наружный воздух холоднее холодоносителя, теплота отдаётся напрямую через воздушно-жидкостный теплообменник, и компрессор в этом процессе не нужен.
Фрикулинг работает только тогда, когда температура наружного воздуха ниже температуры холодоносителя, который требуется охладить.
Поскольку движущей силой теплообмена служит разность температур между холодоносителем и наружным воздухом, эффективность фрикулинга тем выше, чем холоднее на улице и чем выше требуемая температура холодоносителя. Поэтому технология особенно результативна в холодный сезон и в межсезонье, а также при относительно высоких уставках холодоносителя (например, в технологическом охлаждении).
Чиллер с функцией фрикулинга автоматически работает в одном из трёх режимов в зависимости от соотношения температуры наружного воздуха и температуры холодоносителя.
В смешанном режиме холодоноситель сначала проходит через теплообменник фрикулинга, где предварительно охлаждается наружным воздухом, а затем доводится до уставки в испарителе. Это снижает нагрузку на компрессоры и их энергопотребление уже в переходные сезоны. При дальнейшем понижении наружной температуры система переходит в полный фрикулинг: компрессоры останавливаются, и всю холодильную нагрузку снимает наружный воздух.
Точные пороги перехода зависят от площади теплообменника фрикулинга и заложенной разности температур: чем больше поверхность теплообмена, тем при более высокой наружной температуре наступает полный режим. Ориентировочно полный фрикулинг возможен, когда наружный воздух на 5–10 °C ниже требуемой температуры подачи холодоносителя.
Свободное охлаждение реализуют по нескольким схемам. Выбор зависит от типа объекта, требований к чистоте воздуха и допустимой сложности системы.
Наиболее распространённая схема в холодоснабжении. Чиллер дополняется теплообменником свободного охлаждения — встроенной секцией или отдельным сухим охладителем (драйкулером). Холодоноситель (вода или водно-гликолевый раствор) циркулирует по замкнутому контуру; трёхходовые клапаны направляют его либо в теплообменник фрикулинга, либо в испаритель, либо последовательно через оба. Контуры чиллера и фрикулинга гидравлически развязаны, а вентиляторы драйкулера регулируются по производительности.
Наружный воздух после фильтрации подаётся непосредственно в помещение приточно-вытяжной установкой с рециркуляцией. Требуемая температура приточного воздуха поддерживается подмесом внутреннего воздуха. Схема даёт высокую энергоэффективность, но требует развитой фильтрации и контроля влажности, поскольку наружный воздух попадает в помещение напрямую.
Внутренний воздух охлаждается наружным через воздухо-воздушный теплообменник (например, роторный или пластинчатый рекуператор) без смешивания потоков. Это сохраняет чистоту и влажность внутреннего воздуха, но требует поддержания разности температур между средами для эффективного теплообмена.
Переключение между режимами выполняется автоматикой без участия оператора. Контроллер непрерывно сравнивает температуру наружного воздуха с температурой холодоносителя и учитывает текущую тепловую нагрузку.
Плавное регулирование вентиляторов и разгрузка компрессоров позволяют избегать частых пусков и поддерживать стабильную температуру холодоносителя при колебаниях наружной температуры и нагрузки.
Экономия при фрикулинге возникает из-за того, что компрессор — самый энергоёмкий узел холодильной машины — разгружается или полностью отключается. Энергетическую эффективность холодильной машины характеризует коэффициент EER — отношение холодопроизводительности к потребляемой электрической мощности.
EER = Qх / Pэл
Qх
Pэл
Qх = 100 кВт
EER = 3
Pэл = 100 / 3 ≈ 33 кВт
Для сезонной оценки применяют показатель ESEER — средневзвешенный EER для четырёх значений нагрузки (100, 75, 50 и 25 %) с учётом снижения наружной температуры при частичной нагрузке.
ESEER = 0,03·EER100 + 0,33·EER75 + 0,41·EER50 + 0,23·EER25
Реальная годовая экономия зависит от климата: чем длиннее холодный сезон, тем больше часов в году система проводит в смешанном и полном фрикулинге. В холодном климате доля часов свободного охлаждения велика, поэтому годовое энергопотребление системы холодоснабжения существенно снижается. В центрах обработки данных влияние фрикулинга на энергоэффективность оценивают по метрике PUE — отношению полного энергопотребления объекта к энергопотреблению ИТ-оборудования.
Фрикулинг оправдан там, где есть постоянная тепловая нагрузка, оборудование работает большую часть года, а требуемая температура холодоносителя не слишком низкая.
Потенциал экономии выше в регионах с длительным холодным сезоном. При проектировании учитывают климат объекта, требуемую температуру и стабильность холодоносителя, защиту контура от замерзания и площадь теплообменника фрикулинга, от которой зависит число часов работы в свободном охлаждении.
Когда на улице холоднее, чем нужный холодоноситель, систему охлаждают наружным воздухом через теплообменник, а энергоёмкий компрессор отключают или разгружают. Тепло уходит в атмосферу напрямую, без парокомпрессионного цикла.
Частичный фрикулинг начинается, когда наружный воздух становится холоднее обратного холодоносителя. Полный фрикулинг с отключением компрессоров возможен, когда наружная температура ориентировочно на 5–10 °C ниже требуемой температуры подачи холодоносителя; точный порог зависит от площади теплообменника.
При частичном (смешанном) фрикулинге наружный воздух предварительно охлаждает холодоноситель, а до уставки его доводит испаритель — компрессоры работают, но разгружены. При полном фрикулинге всю нагрузку снимает наружный воздух, и компрессоры выключены; электроэнергию потребляют только вентиляторы и насосы.
При прямом наружный воздух после фильтрации подаётся прямо в помещение. При косвенном внутренний воздух охлаждается наружным через воздухо-воздушный теплообменник без смешивания потоков, что сохраняет чистоту и влажность внутреннего воздуха.
Водно-гликолевый раствор защищает наружный контур и драйкулер от замерзания при отрицательных температурах, когда фрикулинг работает наиболее эффективно. Без него вода в наружном теплообменнике могла бы замёрзнуть.
В системах круглогодичного охлаждения с постоянной нагрузкой: ЦОД и серверных, технологическом холодоснабжении, коммерческих зданиях. Эффект выше при длительном холодном сезоне и относительно высокой требуемой температуре холодоносителя.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.