Холодоснабжение (ХС): этапы, нормы и виды — без ошибок и переплат

ХС — холодоснабжение зданий: этапы, нормы и виды систем

Холодоснабжение (ХС) — это инженерная система, которая гарантирует поддержание проектной температуры и влажности в помещениях и процессах за счёт отвода избытков тепла. Инжиниринговая компания “ПСК-ТОТАЛ” объясняет, что такое система холодоснабжения, какие этапы включает проект холодоснабжения и на какие нормативные документы опираться. Мы сравним виды холодоснабжения (чиллер‑фанкойл, VRF, free cooling, промхолод), разберём расчёт, гидравлику, автоматику и пусконаладку. Цель — спроектировать холодоснабжение без ошибок и переплат, с соблюдением СП 60.13330, СП 73.13330 и ГОСТ EN 378.

Что такое холодоснабжение: определение, задачи, состав системы

Холодоснабжение — это совокупность технических средств и алгоритмов управления, обеспечивающих производство, транспорт и использование холода для кондиционирования, вентиляции и технологических нужд. В типичный состав входят: источник холода (чиллер, VRF/VRV, холодильная машина), градирня или сухой охладитель, насосные группы и гидромодуль, трубопроводы с изоляцией, теплообменники, терминальные устройства (фанкойлы, охладительные секции ВУ), автоматика BMS, узел учета холода и система водоподготовки.

Задача ХС — обеспечить требуемый расход и температуру теплоносителя (обычно 6/12 °C для чиллера) в любых режимах, с приемлемыми CAPEX/OPEX.
Результат — стабильный микроклимат в пределах ГОСТ 30494 и надежная работа технологического оборудования.

Нормативные документы по холодоснабжению: базовый перечень

СП 60.13330 “Отопление, вентиляция и кондиционирование” — расчёт теплопритоков и требования к системам.
СП 73.13330 “Внутренние санитарно‑технические системы” — монтаж, испытания, приёмка.
ГОСТ EN 378 (1–4) — безопасность холодильных установок и охрана окружающей среды.
ГОСТ 30494‑2011 — параметры микроклимата в помещениях.
СП 61.13330 — тепловая изоляция оборудования и трубопроводов.
ФЗ №384‑ФЗ — технический регламент о безопасности зданий и сооружений. Всегда уточняйте актуальные редакции и региональные требования (климатология, SanPiN), чтобы исключить замечания экспертизы.

Виды холодоснабжения: как выбрать оптимальную систему

Чиллер‑фанкойл (централизованная вода)

Плюсы: масштабируемость, гибкость зонирования, совместимость с вентиляцией, хорошие показатели ESEER/IPLV, возможность N+1.
Минусы: CAPEX выше VRF на малых объектах, нужен персонал для эксплуатации и водоподготовки.
Применение: бизнес‑центры, ТЦ, медучреждения, отели, кампусы.

VRF/VRV (фреоновые мультизональные)

Плюсы: компактность, быстрый монтаж, точное регулирование.
Минусы: ограничения по длинам трасс/высотам, вопросы с одновременным нагревом/охлаждением и утилизацией тепла, требования EN 378 к утечкам хладагента в помещениях.
Применение: офисы малого/среднего размера, апартаменты, реконструкция.

Free cooling (свободное охлаждение)

Суть: использование наружного холода через сухие охладители/градирни напрямую или через промежуточный контур.
Плюсы: значительное снижение OPEX в холодный сезон.
Минусы: требует грамотной автоматики и защиты от обмерзания.
Применение: ЦОДы, технологические процессы, здания в холодном климате.

Водяные чиллеры с градирней (вода‑охлаждаемые)

Плюсы: высокий сезонный КПД, низкий шум.
Минусы: капитальные затраты на градирню, водооборот, санитарные риски (легионелла → регламенты обслуживания).
Применение: крупные объекты, плотная городская застройка.

Промышленное холодоснабжение (аммиак, CO2)

Плюсы: высокая эффективность, экологичность (NH3, CO2).
Минусы: повышенные требования безопасности, обученный персонал.
Применение: пищевые производства, склады, арены, ледовые площадки. Выбор вида холодоснабжения зависит от теплопритоков, архитектуры, климата, требований к отказоустойчивости и жизненного цикла (CAPEX/OPEX/TCO).

Этапы холодоснабжения — от ТЗ до ввода в эксплуатацию

Этап 1. Предпроект и ТЗ

Обследование: планы, назначения помещений, графики работы, источники теплопритоков (люди, оборудование, освещение, инсоляция).
Исходные данные: климатология (наружные параметры), требования микроклимата (ГОСТ 30494), режимы вентиляции.
Техническое задание: задачи, целевые температуры/влажность, категории помещений, ограничения по шуму/вибрации, требования к резервированию (N+1).

Этап 2. Расчет холодопроизводительности

Чувствительная нагрузка: ограждения, инфильтрация, оборудование, освещение.
Скрытая нагрузка: влагопритоки с приточным воздухом, технологические процессы.
Сезонность: пики лета, переходные сезоны, ночные режимы.
Результат: суммарная пиковая и сезонная нагрузка, база для подбора чиллера/VRF и насосов.

Этап 3. Выбор схемы и оборудования

Источник холода: чиллер (воздухо‑/водо‑охлаждаемый), VRF, тепловые насосы с режимом “чиллер”.
Гидравлика: первичный/вторичный контур, гидрострелка или ПТО, буферная емкость.
Насосы: переменный расход (VFD), напор по расчёту потерь.
Теплообменники: пластинчатые/пайвочные, защита по перепаду давления.
Автоматика: погодозависимая логика, антифризная защита, аварийные алгоритмы.
Резервирование: N+1 по источнику и насосам, секционирование электропитания. Совет: при сомнениях в нагрузке — модульность и масштабируемость важнее, чем разовая “перестраховка”.

Этап 4. Проект холодоснабжения: состав и чертежи

Пояснительная записка: исходные данные, расчеты, принятые решения, энергоэффективность (EER/ESEER/IPLV).
Схемы: принципиальная однолинейная схема ХС, гидравлические схемы, автоматика (I/O, алгоритмы).
Планировочные решения: трассировка трубопроводов, места оборудования, узлы прохода и шумо‑виброразвязка.
Спецификации: оборудование, арматура, изоляция, КИПиА.
Требования к водоподготовке и качеству теплоносителя (коррозия, накипеобразование, биологическая активность).

Этап 5. Монтаж и качество работ

Подготовка оснований, закладные, подиумы под чиллеры/насосы.
Трубопроводы: уклоны, компенсаторы, дренажи, воздухоотводчики, балансировочная арматура.
Изоляция: выбор толщины по СП 61.13330, защита от конденсации.
Электрика и КИПиА: кабели с учетом токов пуска, экранирование датчиков, маркировка.
Безопасность: площадки обслуживания, ограждения, поддоны для утечек, доступ для демонтажа теплообменников.

Этап 6. ПНР — пусконаладка холодоснабжения

Гидравлические испытания: опрессовка, промывка, заполнение, развоздушивание.
Настройка насосов: частотные приводы, рабочие точки, балансировка контуров.
Калибровка датчиков, логика BMS, аварийные сценарии.
Тесты производительности при разных наружных температурах (в т.ч. имитация free cooling).
Оформление: протоколы ПНР, акты скрытых работ, исполнительная документация.

Этап 7. Ввод в эксплуатацию и сервис

Инструктаж эксплуатирующего персонала, регламенты ТО.
План водохимии: жесткость, pH, ингибиторы коррозии, биоциды.
График разовых и сезонных работ: подготовка к зиме/лету, слив/дозаправка антифриза.
Мониторинг KPI: температуры подачи/обратки, перепады давлений, суточная выработка холода, энергопотребление.

Гидравлические схемы и автоматика: что критично для надежности

Первичный/вторичный контур и гидрострелка

Разделение контуров стабилизирует расход через чиллер и позволяет гибко управлять вторичными насосами. Преимущество — стабильная температура подачи, меньше жалоб на “качели” микроклимата.

Буферная емкость и стабильность работы

Буфер сглаживает пуски/остановы компрессоров, особенно в ночных режимах и при малых нагрузках. Это продлевает ресурс и повышает ESEER.

Балансировка и регулирование расхода

Динамические клапаны, перепускные линии, корректная настройка VFD и алгоритмов трехходовых клапанов минимизируют гидравлические конфликты и шумы в фанкойлах.

Автоматика BMS и энергоэффективность

Оптимизация уставок по погоде и времени.
Блокировка одновременного нагрева/охлаждения.
Приоритет free cooling, антифризная защита, управление градирнями/сухими охладителями.
KPI: EER/ESEER/IPLV, удельные кВт·ч/кВт холода, время работы в экономичных режимах.

Узел учета холода и водоподготовка

Узел учета холода

Устанавливается тепловычислитель для холодной воды с расходомером и датчиками температуры на подаче/обратке. Корректный учет — базис для OPEX‑аналитики и расчётов со смежниками.

Водоподготовка

Цель: защита от коррозии, накипи, биообрастания.
Инструменты: умягчение/обессоливание, ингибиторы, биоциды, фильтры тонкой очистки.
Антифриз (пропиленгликоль/этиленгликоль): концентрация по минимальной наружной температуре, совместимость с уплотнениями и насосами.

Сравнение: чиллер‑фанкойл vs VRF vs free cooling

Инвестиции (CAPEX): VRF ниже на 10–25% на малых/средних площадях; чиллер выгоднее на крупных объектах.
OPEX: вода с free cooling выигрывает в холодный сезон; VRF чувствительны к морозам и оттайкам.
Гибкость: чиллеры легче стыкуются с вентиляцией и ПТО, VRF удобнее в реконструкции без машинного зала.
Безопасность: вода безвредна при утечках; фреон требует мер по EN 378, датчиков и расчета объемов.
Резервирование: у воды проще N+1 по насосам и холодильным машинам; у VRF резерв — каскад внешних блоков.

Частые ошибки и как их избежать

Завышенная мощность источника холода без учета реальных теплопритоков и графика — переплата за CAPEX и повышенные пуски. Решение: корректные расчеты, сезонные модели, буфер.
Отсутствие free cooling при подходящем климате — потеря до 25–40% экономии OPEX. Решение: предусматривать сухие охладители/градирни и автоматику при проекте.
Неверная изоляция труб — конденсат, коррозия, плесень. Решение: подбор толщины по СП 61.13330, паронепроницаемые покрытия.
Гидравлический дисбаланс — шумы, “нехватает холода” в дальних зонах. Решение: балансировочные клапаны, VFD, гидравлическое разделение.
Ошибки в BMS — встречные режимы, ненужные пуски. Решение: сценарии, тесты межсезонья, тренды и алерты.
Водохимия “по остаточному принципу” — накипь и падение эффективности теплообменников. Решение: регламент водоподготовки и анализ воды.

Экономика: как считать эффективность и срок окупаемости

Сезонные KPI: ESEER/IPLV для сравнения чиллеров в реальных условиях.
OPEX: электроэнергия компрессоров/насосов/вентиляторов, вода (градирня), реагенты.
LCC/TCO: CAPEX + OPEX + сервис + замены на жизненном цикле 10–20 лет.
Интеллектуальные стратегии: ночное охлаждение ограждений, сдвиг пиков, интеграция с тепловым насосом для рекуперации тепла.

Документация и приёмка: что проверяет заказчик/эксплуатация

Проект: расчёты, схемы, спецификации, ТМ и ИО, листы согласований.
Монтаж: акты скрытых работ, паспорта, сертификаты соответствия, протоколы опрессовки/промывки.
ПНР: программы и методики, протоколы настроек, тренды BMS.
Обучение: инструкции, журналы ТО, перечень ЗИП. Чёткий пакет документов ускоряет ввод и снижает риски претензий.

Мини‑чек‑лист выбора подрядчика по холодоснабжению

СРО и опыт проектов аналогичного масштаба и климата.
Портфолио с KPI (ESEER/IPLV, фактическая экономия от free cooling).
Проектная проработка гидравлики и автоматики, не только “подбор по каталогу”.
Прозрачная смета с TCO и вариантами N+1.
Сервисная служба и ПНР‑команда “в одном окне”.