Пассивные меры спасают на пару градусов, а дальше нужна холодильная машина. Разбираем, как посчитать нужную мощность чиллера, какой контур ставить и до какой температуры вообще нужно охлаждать воду под форель и осетра.
Форель начинает страдать уже при 18 градусах, а после 20 счет идет на часы: подробно, что происходит с кислородом и аппетитом рыбы при жаре, разобрано в статье про форель при 20 градусах и выше. Осетру теплее позволительно, до 22 градусов он растет нормально, но и у него есть потолок. Когда открытые окна, притенение и усиленная аэрация уже не держат температуру в норме, единственный рабочий способ снять лишнее тепло с воды это чиллер, холодильная машина, которая охлаждает воду так же, как тепловой насос ее греет, только в обратную сторону. Ниже про то, как посчитать нужную мощность, что выбрать по типу охлаждения и куда его вписать в контур УЗВ.
Первый рубеж обороны от летней жары описан в статье про нагрев и охлаждение воды в УЗВ: усилить водообмен, увеличить аэрацию, притенить бассейны, кормить в прохладные часы. Эти меры снимают доли градуса и растягивают запас времени, но не могут пробить разрыв в несколько градусов между температурой воды из скважины или из водопровода и целевым диапазоном вида. Если хозяйство стоит в регионе, где вода летом на входе уже теплее 20 градусов, а разводят форель, пассивных мер не хватит физически: система будет только замедлять нагрев, а не держать нужную температуру.
Второй признак, что нужен чиллер, не разовая жара на несколько дней, а устойчивый период в один два месяца, когда температура воды держится выше верхней границы диапазона вида. Купить чиллер ради трех жарких дней в году почти всегда не окупается: дешевле пережить их усиленной аэрацией и временным снижением кормления. А вот если жаркий сезон длится с июня по август и рыба все это время растет медленнее и хуже усваивает корм, чиллер окупается через сохраненный привес.
Формула для охлаждения та же, что для нагрева, только знак у разницы температур меняется. В инженерных расчетах чиллеров используется вид:
| Обозначение | Что это |
|---|---|
| Q0 = G × (T1 − T2) × Cp × ρ / 3600 | холодопроизводительность, кВт |
| G | объемный расход воды через чиллер, м³/час |
| T1, T2 | температура воды на входе и на выходе из чиллера, °C |
| Cp | удельная теплоемкость воды, 4,19 кДж/(кг·К) |
| ρ | плотность воды, около 1000 кг/м³ |
К результату закладывают запас 3-5% на эксплуатационные погрешности и на то, что реальный теплоприток от солнца и от помещения летом выше расчетного. Перепад температуры между входом и выходом чиллера обычно берут в диапазоне 3-5 градусов за один проход: гонять всю воду через один теплообменник с перепадом в 10-13 градусов, как иногда делают в промышленном холоде, для рыбы избыточно и рискованно, слишком резкий скачок температуры бьет по рыбе не хуже, чем сама жара.
Пример. Бассейн на 20 м³, водообмен контура через чиллер задан на уровне 10 м³ в час, входная температура летом поднимается до 24 градусов, целевая для форели 16. Разница в 8 градусов за один проход слишком большая, поэтому чиллер ставят в рециркуляционный контур с меньшим расходом через теплообменник, скажем 3 м³ в час, и снимают по 4-5 градусов за проход, догоняя нужную температуру за несколько циклов. Разовая холодопроизводительность для такого прохода: 3 × 5 × 4,19 × 1000 / 3600, около 17,5 кВт. С запасом 5% берут чиллер на 18-19 кВт холода. Точный расчет под конкретный бассейн, помещение и климат делает поставщик чиллера по фактическим теплопритокам, формула выше нужна, чтобы не соглашаться с первой предложенной цифрой не глядя.
У чиллера есть контур, где вода отдает тепло, и есть контур, куда это тепло сбрасывается наружу, конденсатор. Здесь два варианта.
Конденсатор обдувается вентилятором, тепло уходит в воздух помещения или улицы. Проще в монтаже, не нужна вторая вода, но эффективность падает в жару: чем выше температура воздуха на улице, тем хуже конденсатор сбрасывает тепло, а именно в жару чиллер и нужен больше всего. Если чиллер стоит внутри рыбного цеха, воздушное охлаждение дополнительно греет помещение, это стоит учитывать в общем тепловом балансе здания летом.
Конденсатор охлаждается отдельным контуром воды, часто через градирню или скважину. Работает стабильнее в самую жару, потому что не зависит от температуры воздуха, но требует источника воды для охлаждения и его обвязки, что для небольшого рыбного хозяйства часто оказывается дороже и сложнее, чем сам выигрыш в эффективности. Для типового фермерского УЗВ на десятки кубометров воздушное охлаждение чаще оказывается достаточным и практичным выбором, водяное имеет смысл на крупных промышленных объемах.
Бюджетные чиллеры держат температуру циклами: включился на полную мощность, охладил ниже уставки, выключился, температура снова поползла вверх, включился заново. Рыба при этом живет в воде с постоянными небольшими качелями температуры, а сам компрессор изнашивается быстрее на частых пусках. Чиллер с инверторным компрессором меняет обороты плавно и держит температуру с меньшим разбросом, часть моделей заявляет точность поддержания в пределах 0,1-0,5 градуса. Для форели, которая чувствительна к резким скачкам, инверторный вариант предпочтительнее там, где бюджет позволяет разницу в цене.
В части чиллеров, особенно рассчитанных на промышленное применение в рыбоводстве, хладагент физически не касается воды бассейна напрямую. Между испарителем чиллера и водой рыбоводного контура ставят промежуточный теплообменник с раствором пропиленгликоля: это защита на случай разгерметизации испарителя, чтобы хладагент не попал в воду с рыбой. Для небольших бытовых чиллеров такой контур не всегда есть в базовой комплектации, и это стоит уточнять у поставщика отдельно, если чиллер ставится напрямую в контур с товарной рыбой, а не в разомкнутый теплообменный контур.
Рабочий диапазон форели радужной 10-16 градусов, отдельные источники допускают кратковременно до 18, подробные пороги и таблица по видам собраны в паспортах видов рыб. Целить чиллером в верхнюю границу диапазона обычно дешевле по электричеству, чем гнать воду к нижней границе: держать 15-16 градусов летом уже снимает основной удар жары, а точность в 1-2 градуса для форели не критична, критичны именно резкие скачки и долгое превышение 18-20 градусов.
Осетр переносит диапазон шире, 18-22 градуса, и растет в верхней части этого диапазона быстрее. Для осетровой УЗВ чиллер часто вообще не нужен там, где форелевой ферме он обязателен: если входная вода летом не поднимается выше 22-23 градусов, осетру достаточно пассивных мер и усиленной аэрации, а чиллер становится избыточной статьей расхода. Смешанные хозяйства, где в одном здании стоят и форель, и осетр, обычно охлаждают контур форели отдельно, не трогая осетровые бассейны чиллером вообще.
Чиллер обычно ставят в байпасную ветку основного контура: часть потока воды отводится через теплообменник чиллера и возвращается охлажденной, а не весь расход фермы гонится через один аппарат. Это позволяет подобрать чиллер под реальную задачу снятия тепла, а не под полный расход насосной станции, и снижает требуемую мощность в разы по сравнению с прямым включением в основной поток.
Чиллер это отдельная силовая нагрузка, часто на 220 или 380 В в зависимости от мощности, и ее заводят через собственный автомат, а не подключают в общую розеточную группу цеха. Пусковой ток компрессора в разы выше рабочего, это нужно учитывать при выборе сечения кабеля и номинала автомата вместе с электриком, который делает щит фермы, подробнее про подход к разводке в статье про щит и резервирование.
Для короткого пика чаще выгоднее усиленная аэрация, притенение и временное снижение кормления, чем покупка чиллера ради двух недель в году. Считать стоит от длительности жаркого периода в конкретном регионе, а не от факта самой жары.
Компактные аквариумные чиллеры рассчитаны на небольшие объемы и слабый расход и в целом работают по тому же принципу, но для фермерского бассейна на десятки кубометров их холодопроизводительности обычно не хватает, нужен именно промышленный или полупромышленный чиллер, посчитанный по формуле выше под реальный объем и расход.
Расход зависит от мощности компрессора, числа часов работы в жаркий период и разницы температур: точную цифру дает только расчет под конкретный объект, общих цифр без региона и мощности агрегата достаточно точных не существует.
Мы делаем сторожа, который следит за питанием, насосом и аэрацией и пишет вам в Telegram, пока рыба еще дышит. Сообщение приходит со звуком, даже если телефон в беззвучном. Базовый прибор стоит от 7 900 рублей, комплект считаем индивидуально под ваши бассейны. Напишите, что у вас за хозяйство, и подберем. Если увидим, что вам наш прибор не нужен, так и скажем.
Оставить заявку
Формула расчета холодопроизводительности чиллера, рекомендуемый запас мощности 3-5%: cp-h.ru.
Промежуточный контур на пропиленгликоле в промышленных чиллерах для рыбоводных ферм: cp-h.ru.
Рабочие диапазоны температуры для форели и осетра: статья "Паспорта видов рыб" на этом сайте, по агрегированным отраслевым источникам.