В области климатического оборудования чиллеры довольно популярны. Они представляют собой холодильное оборудование парокомпрессионного типа. В качестве основной задачи таких устройств выступает поддержание микроклимата в помещениях. Здания могут иметь разное назначение. Агрегаты работают по принципу нагревания или фильтрации воздуха, а также его охлаждения. Приборы обычно являются одной из важных составляющих современных систем кондиционирования.

Описание

Если вы решили установить чиллер, что это такое, вам непременно следует узнать поподробнее. Ознакомившись с оборудованием ближе, сможете понять, что оно представляет собой водоохлаждаемую машину, которая использует при функционировании абсорбционный или парокомпрессионной холодильной цикл.

После охлаждения жидкость подается в теплообменник или используется для отвода тепла от оборудования. В первом случае жидкость применяется для охлаждения воздуха. В процессе понижения температуры жидкости устройство создает избыточное тепло, которое отводится во внешнюю среду. Описываемые агрегаты обычно работают в тандеме с фанкойлами, которые широко используются в промышленности.

Принцип работы

В широком ассортименте в продаже сегодня представлены чиллеры. Что это такое, было уже сказано, но нужно еще ознакомиться и с принципом функционирования данных установок. Охлаждение в них происходит за счет циркуляция и кипения при низких температурах, конденсации и давления хладоносителя в системе замкнутого типа. Описываемые установки предусматривают наличие:

• компрессора;
• конденсатора;
• регулятора потока;
• испарителя трубопроводов.

Хладагент циркулирует в системе замкнутого типа. Компрессор управляет этим процессом, где газообразное вещество имеет довольно низкую температуру ниже -5 °C и давление в 7 атмосфер. Сухой сжатый насыщенный пар уходит в конденсатор, где охлаждается до 45 °C, превращаясь в жидкость. Его давление при этом остается неизменным.

Принцип работы чиллера предусматривает использование в системе дросселя, который представляет собой редукционный клапан. Он идет следующим на пути движения. Этот этап предусматривает снижение давления до предела, при котором начинается испарение. Температура одновременно с этим понижается и достигает 0 °C. Жидкость испаряется и образует влажный пар.

Рабочее вещество поступает в испаритель, который выполняет роль теплообменника. Холод передается теплоносителю от смеси жидкости и пара. Тепло забирается у холодильного агрегата и одновременно подсушивает. Давление и температура остаются на неизменном уровне. К фанкойлам поступает жидкость, при этом задействуются насосы, температура при этом остается достаточно низкой. Холодный агент, пройдя весь этот путь, поступает в компрессор, чтобы повторить парокомпрессионный цикл.

Принцип работы устройства для охлаждения сусла

Проточная установка, предназначенная для охлаждения напитков, работает по принципу обратного холодильного оборудования. В ее составе имеется ПВХ-шланг с медной трубкой внутри. По ней двигается горячее сусло, которое поступает в приемный бункер. Трубка остужается проточной водой, которая двигается в обратном направлении. Такая установка для сусла хороша тем, что в короткие сроки способна осуществить охлаждение.

Чиллер для пива легко очищается и моется, не подвергается коррозии, ведь он изготавливается из нержавеющей стали. Когда сусло закипает, в емкость опускается чиллер и снимается с огня. К нему подсоединяются трубки, одна из которых сопряжена с источником холодной воды, тогда как другая обеспечивает ее вывод. После включения установки вода в короткие сроки охлаждает сусло.

Подобные агрегаты могут быть представлены разными видами, среди прочих производители предлагают оборудование с функцией фрикулинга. Оно позволяет экономить на потреблении электроэнергии до 70% в год. Вы можете приобрести чиллер для пива с выносным конденсатором и встроенным гидромодулем. Контролеры обладают инновационной логикой и оснащены самыми современными компрессорами.

Область применения

Принцип работы чиллера вам теперь известен, однако для полной картины необходимо ознакомиться еще и с областью использования. Применяются установки в центральных системах вентиляции и кондиционирования. Холодильные агрегаты приобретаются компаниями промышленного назначения. Среди областей использования следует выделить:

• пищевую;
• химическую;
• фармацевтическую;
• спортивно-развлекательную;
• машиностроение;
• полиграфию.

В пищевой промышленности установки используются при изготовлении напитков массового употребления, где технология производства предусматривает охлаждение жидкости и соблюдение химических, а также биологических процессов. Чиллеры нашли свое применение при изготовлении кондитерских изделий, молочной и мясной продукции, которая хранится на прилавках с помощью воздухоохладительных установок, следящих за соблюдением температурных норм.

Промышленный чиллер может использоваться в машиностроении на подготовительном этапе при сборке лазерных аппаратов и индукционных печей. В химической отрасли агрегаты применяются при приготовлении жидкостей с заданными технологическими свойствами, а также при необходимости охлаждения резиновых и пластмассовых предметов, промышленного оборудования и полиэтиленовой продукции.

Дополнительные сферы применения

Во многих областях деятельности человека сегодня распространены чиллеры. Что это такое, можно узнать поточнее, если ближе ознакомитесь с областью использования. Среди прочих следует выделить фармацевтическую, где агрегаты используются при производстве медикаментов. А вот в полиграфии установки применяются при охлаждении воды, где она выступает в качестве важного элемента при изготовлении бумажных изделий и печатной продукции.

Одни из мощнейших агрегатов используются для поддержания температуры жидкости на ледовых аренах и в аквапарках. Это говорит еще и о том, что чиллеры являются незаменимой составляющей учреждений спортивно-развлекательной сферы.

Особенности обслуживания

Обслуживание чиллера предусматривает проведение комплексных работ на обесточенном и включенном агрегате. В первом случае производится контроль настройки регулирующих и предохранительных устройств. Необходимо прочистить контактные пары, а также протянуть электрические соединения в клеммной коробке. Сопротивление изоляции двигателей и кабельных линий контролируются, как и наличие или отсутствие влаги во фреоновом контуре.

Протечки масла должны отсутствовать. Важно проконтролировать физические параметры масла и проследить, нет ли утечек фреона. Обслуживание чиллера предполагает контроль работы гидравлического контура, в нем должны отсутствовать течи. Картерный нагреватель проверяется, он должен работать правильно. Предстоит прочистить конденсаторы и проверить направление вращения и балансировку крыльчаток вентиляторов.

Обслуживание включенной установки

Чиллер для сусла проверяется еще и на включенном агрегате. При этом контролируется питающее напряжение, проверяется заправка хладагентом. Компрессоры контролируются на отсутствие шумов. Важно проследить за питающим напряжением и измерить параметры холодильной машины. Предохранительные устройства должны быть проверены на правильность настроек. На заключительном этапе заполняется техническая документация.

Классификация установок для охлаждения воды

Чиллеры для охлаждения воды можно классифицировать по способу отвода тепла от конденсатора. На сегодняшний день известно два типа оборудования. Первые представляют собой установки с водяным охлаждением, тогда как другие - с воздушным. Обе разновидности могут иметь гидравлический контур. Если и такового нет, то установка дополняется насосной станцией.

Агрегаты с отводом тепла с помощью воздуха из внешней среды делятся на три группы по виду и расположению конденсатора. Чиллер для охлаждения воды может иметь осевой вентилятор, центробежный или выносной.

В заключение

Установки довольно габаритны и массивны, что при монтаже предполагает использование надежной опоры. Конструкция должна стабильно удерживать вес. Оптимальным решением может стать использование фундамента, который придает устойчивость и долговечность чиллеру. Что это, а также по какому принципу работает, вы смогли узнать, если прочли статью.

Дополнительно можно отметить, что подобные агрегаты представлены двумя видами, один из которых работает с конденсатором с помощью воздуха, тогда как другой - с помощью воды. Оба эти метода востребованы в индустрии. Но аппараты с воздушным охлаждением являются наиболее популярными, ведь они не имеют потребности в использовании специального теплоносителя.

Чиллер - это охладительная установка, которая применяется для регулирования и изменения температуры жидких хладоносителей. Наиболее широко эти приборы применяются в системах кондиционирования жилых зданий, производственных объектов, офисных центров и магазинов. А также холодильные установки подобного типа используют в промышленности для охлаждения жидкостей, медикаментов и других веществ.

В этом материале мы разберёмся в особенностях чиллера с воздушным охлаждением конденсатора, который использует при работе потоки воздуха. Эта установка отличается компактностью и простотой эксплуатации, поэтому она наиболее востребована в системах вентиляции и кондиционирования зданий.

Классификация чиллеров

Все чиллеры подразделяются на два больших блока в зависимости от типа охлаждения хладагента:

• воздушные.

Первый тип использует при работе воду или тосол, который обеспечивает теплообмен в хладагенте. Такие установки, как правило, используют на больших предприятиях в качестве альтернативы градирням. Их устанавливают за пределами здания, так как водяные установки имеют большие габариты и вес.

Для охлаждения воздуха в помещениях на предприятиях и в офисных центрах применяют чиллеры воздушного охлаждения. Они имеют компактную конструкцию и не требуют установки на улице или в отдельном помещении. Чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора можно установить как в помещении, так и на улице. Такую установку можно разместить в одной из технических комнат здания, обеспечив подачу электричества и организовав воздуховод.

Система чиллер-фанкойл

Для поддержания комфортного микроклимата в зданиях используется система чиллер-фанкойл. При её организации к конструкции подключают специальные переходные устройства теплообмена - фанкойлы. Их проводят в каждое помещение здания, снабжая вентиляторами. Таким образом, хладагент (обычно в этой роли выступает вода или раствор этиленгликоля) охлаждает воздух во всех помещениях и является дополнением к общей системе кондиционирования. По принципу работы систему чиллер-фанкойл можно сравнить с действием сети отопления.

Конструктивные особенности чиллеров воздушного типа

В конструкции чиллеров с воздушным охлаждением конденсатора главной задачей является обеспечение эффективного продувания конденсатора потоками воздуха. За счёт этого процесса функционирует вся система холодильного оборудования, так как по трубкам конденсатора движется хладагент - фреон, который передаёт свою температуру теплоносителю.

Изначально все конденсаторы изготавливали в прямоугольной форме и устанавливали их вертикально, по бокам от охладителя. Однако впоследствии эта технология была признана малоэффективной - при экономии свободного места конструкция улавливала мало воздушных потоков.

Сегодня конденсаторы в большинстве моделей имеют W-образную форму и монтируются в верхней части конструкции. Такой способ охлаждения более эффективен, так как потоки воздуха естественным образом продувают все трубки прибора. Вентиляторы в современных установках с воздушным охлаждением конденсатора затрачивают меньше электроэнергии, чем в старых моделях.

Разновидности чиллера с воздушным конденсатором

Чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора подразделяют на категории в соответствии с особенностями конструкции и техническими характеристиками установок. Выбор той или иной модели зависит от возможностей помещения или участка, где она будет расположена.

Классификация воздушных чиллеров производится исходя из количества блоков и типа механизма отвода нагретого воздуха. Так, в охладительных установках для этих целей могут использоваться:

Таким образом, выбор устройства зависит главным образом от возможностей для его размещения и типа вентиляторов. В следующем разделе мы подробнее рассмотрим отличия и преимущества этих элементов конструкции.

Вентиляторы в конструкции

Вентиляции в конструкции воздушного чиллера занимают важное место - именно они обеспечивают приток свежего воздуха к конденсатору. В установках могут использоваться осевые и центробежные вентиляторы.

Осевые вентиляторы задействуют при работе наружный воздух, а его движение обеспечивается вращением лопастей. Осевые вентиляторы довольно эффективно применяются для охлаждения . Главным недостатком таких устройств является высокий уровень шума при работе, поэтому их чаще всего устанавливают на улице. Для снижения шума некоторые производители используют различные насадки и меняют форму лопастей, однако, это зачастую сказывается на габаритах устройства.

Центробежные вентиляторы монтируются в воздуховоде в том случае, если охладитель устанавливается в помещении. Через воздуховод осуществляется как приток, так и вывод воздуха. Преимуществами таких устройств является более тихая работа, возможность использования вентиляторов даже в холодное время года. Минус центробежных моделей - необходимость возведения воздуховодов и дополнительных затрат.

Принцип работы охлаждающей системы

Работа воздушного чиллера основана на тех же принципах, что и во всех прочих холодильных установках. Он состоит из четырёх основных элементов: компрессор, конденсатор, испаритель и регулятор потока.

Внутри моноблока происходит циркуляция хладагента (для этих целей чаще всего используется фреон). Его движение обеспечивает компрессор, который создаёт давление внутри трубок. Нагнетаемый компрессором хладагент имеет высокое давление - до 30 атмосфер - и температуру (порядка 70 °C).

Фреон охлаждается в конденсаторе, состоящем из трубок, по которым течёт хладагент. В воздушных чиллерах охлаждение происходит благодаря обдуванию трубок потоком воздуха. Охлаждаясь, фреон переходит из газового состояния в жидкое.

Далее, фреон движется через регулятор потока, где снижается его давление и температура. Затем он попадает в испаритель, где расположены трубки с теплообменным веществом (вода или раствор этиленгликоля). В испарителе вода передаёт свою температуру фреону, он нагревается, а теплообменник охлаждается. Фреон попадает обратно в компрессор, а охлаждённая вода движется по фанкойлу, чтобы охладить воздух в помещениях.

Так как все , выбор модели с воздушным охлаждением конденсатора обуславливается возможностями его размещения и обеспечения электроэнергией. В целом установки такого типа в сочетании с фанкойлами являются более применимыми для жилых зданий, офисов и общественных мест. Они компактны по сравнению с водяными моделями и легки в управлении.

О том, что такое чиллер, знает каждый, кто связан с темой вентиляции, кондиционирования и водоохлаждения. Но о том, что такое чиллер для охлаждения воды, известно далеко не каждому обывателю. А ведь это, по сути, тот же самый кондиционер, только значительных, промышленных размеров. В данной статье мы изложим суть работы чиллеров, их устройства и поговорим о том, каких разновидностей они бывают.

Устройство и принцип работы

Чиллер, по сути, есть специальная холодильная установка, которая используется для охлаждения самого различного рода жидкостей. Чиллеры применяются во многих направлениях производства:

• в алкогольной промышленности;
• в пищевой промышленности;
• в медицине;
• в машиностроении.

В конструкции любого чиллера всегда располагаются 3 основных компонента, а конкретно:

• компрессор;
• конденсатор;
• испаритель.

Сегодня наиболее популярной разновидностью такого вида устройств является классический чиллер-моноблок. Его главным преимуществом и является, собственно, его моноблочность - за счет этого параметра рабочее пространство значительно экономится, поскольку все элементы уже интегрированы в аппарат. Монтировка моноблочного чиллера очень проста - необходимо лишь подключить устройство, влить воду и нажать кнопку «вкл». Впрочем, к недостаткам данных моделей можно причислить отсутствие функции увеличения резервуара.

Еще одну модель устройства представляют собой чиллеры с конденсатором выносного типа. Отличительной чертой подобного формата оборудования является повышенный КПД в теплое время и возможность подсоединения к большим резервуарам с водой.

Еще одним значимым компонентом чиллера является испаритель, котрый представляет собой полностью герметичный резервуар, через который пробегает охлаждаемая жидкость. Внутри его расположена медная спираль, которая выполняет роль профиля для фреона. Через стенки спирали и осуществляется обмен тепла между теплоносителем и хладагентом.

Принцип функционирования чиллера состоит в следующем: компрессор сжимает испарения от хладагента, это повышает давление и, соответственно, начинает процесс конденсации. После этого нагретая жидкость отправляется в конденсатор, а он, в свою очередь, отправляет тепло наружу.

Как только хладагент примет целиком жидкое состояние, он перебрасывается на дроссель - особое приспособление, находящееся до испарителя и важное для снижения давления . При этом распаренный хладагент, проходя по испарителю, видоизменяется, преобразуясь в пар, и отнимает у теплоносителя энергию, таким образом остужая его.

Среди всех секторов рынка кондиционирования в Российской федерации рынок морозильного оборудования повышает свою часть медленнее всех. В процентном представлении стремительность роста можно показать в форме 12−18%. Но при этом, если заострить внимание на финансовых показателях, то темпы роста окажутся немного выше - приблизительно 20−25%.

Самыми популярными российскими марками чиллеров показали себя «Вактех-Холод» и «Ксирон-Холод». Поговорим немного подробнее о каждой из них.

Модули от компании «Ксирон-Холод» предназначаются для остужения производственного оборудования (томографов, лазеров, термопластавтоматов, экструдеров) и использования в создании газированных напитков. Холодопроизводительность подобных установок начинается от 2 кВт. В этом случае все чиллеры в базовой модификации снабжаются гидромодулем.

Конструкции серии ВМТ выпускаются в виде металлической окрашенной пространственной рамы, на которой расположены такие элементы, как:

• морозильные компрессоры;
• калориферы;
• морозильная запорная и регулировочная арматура;
• электрощит силовой и управляющей автоматики;
• приёмный резервуар (для хранения и сбора фреона).

Скрытый объем всей установки прикрыт разборными декоративными панелями. Для внесения оснащения в эксплуатацию необходимы наименьшие действия по подсоединению аппарата к сети и потребителю холодной воды.

Наряду с этим, чиллеры «Вактех-Холод», несомненно, являются ведущим товаром всех имеющихся промышленных морозильных систем серии ВТХ, изготавливаемых и поставляемых этой организацией. Предприятие предлагает самый обширный выбор универсальных холодильных агрегатов начиная от установок мощностью от 1 до 860 кВт.

Разновидности чиллеров и их описание

По виду теплоносителя чиллеры разделяются на:

• пропиленгликолевые;
• этиленгликолевые;
• водные.

Устройства снабжены системой микропроцессорного специализированного контроля. К каждой модели чиллеров всегда есть возможность подобрать доп. оборудование, а это предоставляет возможность монтировать оснащение в каком угодно месте.

Компрессорно-конденсаторные приспособления при этом спроектированы с учетом самых последних технических и инженерных разработок, вследствие чего оборудованы микропроцессорным контролем, малошумными вентиляторами и специальными спиральными компрессорами.

Применяемый хладагент (HFC-407°C) абсолютно безвреден и не проявляет ни малейшего отрицательного воздействия на озоновый слой.

Дополнительно разработанный испаритель в форме пластинчатого теплообменника даёт возможность максимально рационализировать термодинамические характеристики оборудования. Устройства наделены защитной системой калорифера от промерзания во время, когда это оборудование не подключено к работе.

Малогабаритные модули монтируются на базовой раме, который включает в себя все составляющие, необходимые для старта и эксплуатации оборудования.

Обзор популярных моделей

Как показывает статистика, чиллеры заграничного изготовления у наших соотечественников более востребованы, чем отечественные. Ниже мы поговорим о наиболее распространенных моделях установок.

YORK

Фирма YORK Refrigeration проектирует и производит обширную линейку компактных стандартных устройств, которые работают на аммиаке. Эта серия промышленного оборудования с применением разностороннего ряда винтовых и поршневых компрессоров используется во многих областях индустрии для опосредованного остужения с употреблением вторичного хладагента.

Следует отметить, что аммиак берётся в очень малых количествах, поскольку для заливки потребуется небольшой объем хладагента, а это обеспечивает абсолютное отсутствие опасности работы всей остановки.

Конструкция заливного типа, применяемая в чиллерах YORK, гарантирует высокий КПД даже при условиях неполной нагрузки.

Классическая линейка чиллеров включает более 20-ти моделей продуктивностью от 90 до 2700 кВт для остужения воды до температуры в пределах 6−12 градусов. По специальным заявкам предприятие изготовляет чиллеры с продуктивностью 8 000 кВт.

Carrier

Ассоциация Carrier по праву считается лидером и новатором в изготовлении климатического оборудования. Предприятие реализует поглощательные устройства, действующие под 351−4853 кВт, и парокомпрессионные, мощность которых 5−2500 кВт.

Чиллеры марки Carrier предназначены для беспрерывного использования в течение всего года, а при температурах воздуха до -10 благополучно действуют без применения добавочных устройств. Алгоритм регулирования создает микропроцессорное управление функционированием вентиляторов.

Строение электрических соединений в большей мере облегчена, а все стандартные модули имеют в своём составе главный разъединитель со снабжением электропитанием.

Навесные дверцы блоков управления и большие съемные панели дают обеспечение быстрый доступ ко всем требуемым элементам устройства. К тому же в конструкции учтена система отверстий, позволяющая выполнять необходимые регулировочные работы без остановки эксплуатации конструкции.

Eurochiller

Чиллеры данной марки представляют собой технологически сложные парокомпрессионные холодильные устройства. Характерной особенностью такого оснащения является принцип термонасоса - выделяемая при эксплуатации чиллером тепловая энергия зачастую применяется для подогрева промышленных помещений. Исходя из модификации, тепло может быть транслировано водной или воздушной среде.

Группировать агрегаты от Eurochiller можно по следующим данным:

• методу работы (аммиачные, абсорбционные, фреоновые);
• способу охлаждения (водяной или воздушный);
• по типу конструкции (выносной конденсатор или моноблочное исполнение);
• присутствию добавочных опций (зимний комплект, доп. резервуары, гидромодули и проч.),
• холодильной мощности.

К главным достоинствам чиллеров бренда Eurochiller можно отнести:

Ангара

Изготовлением чиллеров «Ангара» занимается компания ERBAY (Турция).

Самом востребованной серией чиллеров «Ангара» является сегодня линейка моделей GRS. Установки данной серии представляют собой водоохладительные установки, которые работают на фреоне. Наименьшая продуктивность изделий находится на уровне мощности 4,5 кВт, максимальная - 400 кВт. Исходя из комплектации, чиллер может быть оснащен спиральным полугерметичными или герметичными поршневыми компрессорами. Конденсатор может быть оснащен как воздушным, так и водяным охлаждением. В последнем случае конденсаторы являются медными трубами кожухоотрубного типа, а в первом - это медные трубы с алюминиевым покрытием.

Daikin

На текущий момент компания Daikin по достоинству можно считать одной из лидирующих компаний рынка чиллер-систем.

В портфеле изготовителя можно найти буквально любые разновидности морозильных машин, в частности:

• компактные с водяным остужением;
• надежные с воздушным остужением;
• эргономичные с выносным конденсатором;
• фанкойлы.

Охлаждающие агрегаты Daikin внушительной мощности оснащены специальными винтообразными компрессорами с современной регулировкой загрузки.

Самой обширной группой морозильных агрегатов на R134а считается отлично показавшая себя линейка EWAD-MBYNN. Продуктивность приборов данной серии варьируется от 120 до 600 кВт. При этом все оборудование выделяется прочностью и тихой работой.

Агрегаты данной марки могут быть оснащены:

• режимами частичной или полной рекуперации теплоты;
• предохранительным напылением оребрения холодильного устройства;
• сервисными вентилями;
• повышенной шумоизоляцией;
• гидромодулями.

RHOSS

Конденсаторы европейской марки RHOSS характеризуются, в отличие от конкурентов, высочайшей степенью надежности и долговременной службой. Все оборудование, производимое этой компанией, систематически тестируется, также фирма обеспечивает регулярный технический контроль.

Кроме обязательной сертификации, все оборудование, которое изготавливается RHOSS, подвергается дополнительной проверке, которая называется EUROVEN. Оборудование с подобной отметкой в документах, свидетельствует о высочайшем качестве и эффективности кондиционирующих машин.

Системы конденсации и охлаждения повсеместно применяются во большинстве технических и бытовых процессах, но именно благодаря чиллерам можно самостоятельно не доводить жидкость в системах до технологически требуемой температуры. Грамотно выбранное и правильно установленное оснащение не только разрешит данную проблему, но и даст возможность значительно понизить процент перебоев в производстве и повысить продуктивность труда работников, а также сэкономит на этом солидную сумму денежных средств.

Что такое ? Чиллер – это холодильный агрегат, применяемый для охлаждения и нагревания жидких теплоносителей в центральных системах кондиционирования, в качестве которых могут выступать приточные установки или фанкойлы. В основном чиллер для охлаждения воды используют на производстве - охлаждают различное оборудование. У воды лучше характеристики по сравнению со смесью гликоля, поэтому работа на воде более эффективна.

Широкий диапазон мощности дает возможность использовать чиллер для охлаждения в помещениях различных размеров: от квартир и частных домов до офисов и гипермаркетов. Кроме того, он применяется в пищевой промышленности для и напитков, в спортивно-оздоровительной сфере – для охлаждения катков и ледовых площадок, в фармацевтике – для охлаждения медикаментов.

Существуют следующие основные типы чиллеров:

• моноблок, воздушный конденсатор, гидромодуль и компрессор находятся в одном корпусе;
• чиллер с выносным конденсатором на улицу (холодильный модуль располагается в помещении, а конденсатор выносится на улицу);
• чиллер с водяным конденсатором (используют когда нужны минимальные размеры холодильного модуля в помещении и нет возможности использовать выносной конденсатор);
• тепловой насос, с возможностью нагрева или охлаждения теплоносителя.

Принцип работы чиллера

Теоретической основой, на которой построен принцип работы холодильников, кондиционеров, холодильных установок, является второе начало термодинамики. Охлаждающий газ (фреон) в холодильных установках совершает так называемый обратный цикл Ренкина - разновидность обратного цикла Карно . При этом основная передача тепла основана не на сжатии или расширении цикла Карно, а на фазовых переходах - и конденсации.

Промышленный чиллер состоит из трех основных элементов: компрессора, конденсатора и испарителя. Основная задача испарителя – это отвод тепла от охлаждаемого объекта. С этой целью через него пропускаются вода и хладагент. Закипая, хладагент отбирает энергию у жидкости. В результате этого вода или любой другой теплоноситель охлаждаются, а холодильный агент – нагревается и переходит в газообразное состояние. После этого газообразный холодильный агент попадает в компрессор, где воздействует на обмотки электродвигателя компрессора, способствуя их охлаждению. Там же горячий пар сжимается, вновь нагреваясь до температуры в 80-90 ºС. Здесь же он смешивается с маслом от компрессора.

В нагретом состоянии фреон поступает в конденсатор, где разогретый холодильный агент охлаждается потоком холодного воздуха. Затем наступает завершающий цикл работы: хладагент из теплообменника попадает в переохладитель, где его температура снижается, в результате чего фреон переходит в жидкое состояние и подается в фильтр-осушитель. Там он избавляется от влаги. Следующим пунктом на пути движения хладагента является терморасширительный вентиль, в котором давление фреона понижается. После выхода из терморасширителя холодильный агенент представляет собой пар низкого давления в сочетании с жидкостью. Эта смесь подается в испаритель, где хладагент вновь закипает, превращаясь в пар и перегреваясь. Перегретый пар покидает испаритель, что является началом нового цикла.

Схема работы промышленного чиллера

# 1 Компрессор (Compressor)
Компрессор имеет две функции в холодильном цикле. Он сжимает и перемещает пары хладогента в чиллере. При сжатии паров происходит повышение давления и температуры. Далее сжатый газ поступает в где он охлаждается и превращается в жидкость, затем жидкость поступает в испаритель (при этом её давление и температура снижается), где она кипит, переходит в состояние газа, тем самым забирая тепло от воды или жидкости, которая проходит через испаритель чиллера. После этого пары хладагента поступают снова в компрессор для повторения цикла.

# 2 Конденсатор воздушного охлаждения (Air-Cooled Condenser)
Конденсатор с воздушным охлаждением представляет собой теплообменник, где тепло, поглощаемое хладагентом, выделяется в окружающее пространство. В конденсатор обычно поступает сжатый газ - фреон, который охлаждаются до и, конденсируясь, переходит в жидкую фазу. Центробежный или осевой вентилятор подают поток воздуха через конденсатор.

# 3 Реле высокого давления (High Pressure Limit)
Защищает систему от избыточного давления в контуре хладагента.

# 4 Манометр высокого давления (High Pressure Pressure Gauge)
Обеспечивает визуальную индикацию давления конденсации хладагента.

# 5 Жидкостной ресивер (Liquid Receiver)
Используется для хранения фреона в системе.

# 6 Фильтр-осушитель (Filter Drier)
Фильтр удаляет влагу, грязь, и другие инородные материалы из хладагента, который повредит холодильной системе и снизить эффективность.

# 7 Соленоиндный вентиль (Liquid Line Solenoid)
Соленоидный клапан - это просто электрически управляемый запорный кран. Он управляет потоком хладагента, который закрывается при остановке компрессора. Это предотвращает попадание жидккого хладагента в испаритель, что может вызвать гидроудар. Гидроудар может привести к серьезному повреждению компрессора. Клапан открывается, когда компрессор включен.

# 8 Смотровое стекло (Refrigerant Sight Glass)
Смотровое стекло помогает наблюдать поток жидкого хладагента. Пузырьки в потоке жидкости свидетельствуют о нехватке хладагента. Индикатор влажности обеспечивает предупреждение в том случае, если влага поступает в систему, указывая, что требуется техническое обслуживание. Зеленый индикатор не сигнализирует никакого содержания влаги. А желтые сигналы индикатора, что система загрязнена с влагой и требует технического обслуживания.

# 9 Терморегулирующий вентиль (Expansion Valve)
Терморегулирующий вентиль или ТРВ - это регулятор, положение регулирующего органа (иглы) которого обусловлено температурой в испарителе и задача которого заключается в регулировании количества хладагента, подаваемого в испаритель, в зависимости от перегрева паров хладагента на выходе из испарителя. Следовательно, в каждый момент времени он должен подавать в испаритель только такое количество хладагента, которое, с учетом текущих условий работы, может полностью испариться.

# 10 Горячий Перепускной клапан газа (Hot Gas Bypass Valve)
Hot Gas Bypass Valve (регуляторы производительности) используются для приведения производительности компрессора к фактической нагрузке на испаритель (устанавливаются в байпасную линию между сторонами низкого и высокого давления системы охлаждения). Перепускной клапан горячего газа (не входит в стандартную комплектацию чиллеров) предотвращает короткое циклирование компрессора путем модуляции мощности компрессора. При активации, клапан открывается и перепускает горячий газ холодильного агента с нагнетания в жидкостной поток хладагента, поступающего в испаритель. Это уменьшает эффективную пропускную способность системы.
# 11 Испаритель (Evaporator)
Испаритель это устройство, в котором жидкий хладагент кипит, поглощая тепло при испарении, у проходящего через него охлаждающей жидкости.

# 12 Манометр низкого давления фреона (Low Pressure Refrigerant Gauge)
Обеспечивает визуальную индикацию давления испарения хладагента.

# 13 Предельное Низкое давление хладагента (Low Refrigerant Pressure Limit)
Защищает систему от низкого давления в контуре хладагента, чтобы вода не замерзла в испарителе.

# 14 Насос охлаждающей жидкости (Coolant Pump)
Насос для циркуляции воды по охлаждаемому контуру

# 15 Ограничение температуры замерзания (Freezestat Limit)
Предотвращает замерзание жидкости в испарителе

# 16 Датчик температуры
Датчик, который показывает температуру воды в охлаждающем контуре

# 17 Хладагент манометр (Coolant Pressure Gauge)
Обеспечивает визуальную индикацию давления теплоносителя, подаваемого на оборудование.

# 18 Автоматический долив (Water Make-Up Solenoid)
Включается когда вода в емкости снижается ниже допустимого предела. Соленоидный клапан открывается и происходит долив в емкость от водопровода до нужного уровня. Далее клапан закрывается.

# 19 Резервуар Уровень поплавковый выключатель (Reservoir Level Float Switch)
Поплавковый выключатель. Открывается когда уровень воды в емкости снижается.

# 20 Датчик температуры 2 (From Process Sensor Probe)
Датчик температуры, который показывает температуру нагретой воды, которая возвращается от оборудования.

# 21 Реле протока (Evaporator Flow Switch)
Защищает испаритель от замерзания в нем воды (когда слишком низкий проток воды). Защищает насос от сухого хода. Сигнализирует отсутствие потока воды в чиллере.

# 22 Емкость (Reservoir)
Для избежания частых пусков компрессоров используют емкость увеличенного объема.

Чиллер с водяным охлаждением конденсатора отличается от воздушного - типом теплообменника (вместо трубчато-ребристого теплообменника с вентилятором используется кожухотрубный или пластинчатый, который охлаждается водой). Водяное охлаждение конденсатора осуществляется оборотной водой из сухого охладителя ( , драйкулера) или градирни. В целях экономии воды предпочтительным является вариант с установкой сухой градирни с водяным замкнутым контуром. Основные преимущества чиллера с водяным конденсатором: компактность; возможность внутреннего размещения в маленьком помещении.

Вопросы и ответы

Вопрос:

Можно ли чиллером охлаждать жидкость на проток более, чем на 5 градусов?

Чиллер можно использовать в замкнутой системе и поддерживать заданную температуру воды, например, 10 градусов, даже если возврат будет с температурой 40 градусов.

Есть чиллеры, которые охлаждают воду на проток. Это в основном используется для охдаждения и газирования напитков, лимонадов.

Что лучше чиллер или драйкулер?

Температура при использовании драйкулера зависит от температуры окружающей среды. Если, например, на улице будет +30, то хладоноситель будет с температурой +35…+40С. Драйкулер используют в основном в холодное время года для экономии электроэнергии. Чиллером можно получать заданную температуру в любое время года. Можно изготовить низкотемпературный чиллеры для получения температуры жидкости с отрицательной температурой до минус 70 С (хладоносителем при такой температуре является в основном спирт).

Какой чиллер лучше - с водяным или воздушным конденсатором?

Чиллер с водяным охлаждением имеет компактные размеры, поэтому могут размещаться в помещении и не выделяют тепло. Но для охлаждения конденсатора требуется холодная вода.

Чиллер с водяным конденсатором имеет более низкую стоимость, но может дополнительно потребоваться сухая градирня, если нет источника воды - водопровод или скважина.

В чем отличие чиллеров с тепловым насосом и без него?

Чиллер с тепловым насосом может работать на обогрев, т.е не только охлаждать хладоноситель, но и нагревать его. Необходимо учитывать, что с понижением температуры нагрев ухудшается. Наиболее эффективен нагрев когда температура опускается не ниже минус 5.

На какое расстояние можно выносить воздушный конденсатор?

Обычно конденсатор можно вынести на расстояние до 15 метров. При установке системы отделения масла выснок конденсатора возможен до 50 метров, при условии правильного подбора диаметра медных магистралей между чиллером и выносным конденсатором.

До какой минимальной температуре работает чиллер?

При установке системы зимнего пуска работа чиллера возможно до окружающей температуры минус 30…-40. А при установке вентиляторов арктического исполнения - до минус 55.

Виды и типы схем установок охлаждения жидкости (чиллеры)

Применяется в случае, если перепад температур ∆Т ж = (Т Нж – Т Кж) ≤ 7ºС (охлаждение технической и минеральной воды)

2. Схема охлаждения жидкости с использованием промежуточного хладоносителя и вторичного теплообменного аппарата.

Применяется в случае, если перепад температур ∆Т ж = (Т Нж – Т Кж) > 7ºС или для охлаждения пищевых продуктов, т.е. охлаждение во вторичном разборном теплообменнике.

Для этой схемы необходимо правильно определить расход промежуточного хладоносителя:

G х = G ж · n

G х – массовый расход промежуточного хладоносителя кг/ч

G ж – массовый расход охлаждаемой жидкости кг/ч

n – кратность циркуляции промежуточного хладоносителя

n =

где: C Рж – теплоёмкость охлаждаемой жидкости, кДж/(кг´ К)

C Рх – теплоёмкость промежуточного хладоносителя, кДж/(кг´ К)

∆Т х = (Т Нх – Т Кх) – температурный перепад промежуточного хладоносителя в испарителе

Такого многообразия схем подключения, как у чиллеров, не имеет ни одна система кондиционирования воздуха. Это объясняется тем, что охлаждение с помощью чиллера, пожалуй, является одним из самых старейших и распространенных способов, который применяется не только в кондиционировании воздуха, но и в сегменте среднего и низкого холода.

В состав чиллера входит холодильная машина со всеми основными элементами: компрессор, конденсатор, дросселирующее устройство и испаритель. В зависимости от холодопроизводительности и типа, чиллер может комплектоваться различными дополнительными вспомогательными элементами. Другим основным элементом чиллера является гидромодуль. Именно он обеспечивает циркуляцию холодной/нагретой жидкости через фанкойлы или какие-либо другие устройства. Также, в зависимости от требований пользователя, гидромодуль может иметь дополнительные элементы. Обязательно в нем должны быть: расширительный бак, циркуляционный насос, сетчатый фильтр, виброгасители и запорная, регулирующая арматура. К ней относятся запорные, соленоидные вентили, воздушные, предохранительные клапаны - т.е. элементы, отвечающие за эффективность и безопасность работы гидромодуля. В случае недостаточного объема жидкости в гидравлическом контуре, необходимо применение аккумулирующего бака, который может быть встроен в гидромодуль.

Самый распространенный и продаваемый тип холодильных машин для охлаждения жидкости - это моноблочные чиллеры с конденсатором воздушного охлаждения с осевым вентилятором, и в качестве холодо/теплоносителя используется вода. Расположение чиллера обязательно должно быть на открытом воздухе - крыша зданий или место рядом со зданием на земле. При этом чиллер с гидромодулем могут быть расположены либо в разных корпусах, либо в одном корпусе. Такая схема подключения чиллера успешно работает на охлаждение в летний период. Однако на зимний период воду необходимо сливать, а летом вновь заправлять. Именно такая процедура и является главным недостатком данной схемы подключения, так как подобные работы требуют высокой квалификации специалистов и ответственности при проведении работ.

Если есть необходимость работы чиллера зимой на тепло, а летом на холод и в гидравлическом контуре должна циркулировать вода, то возможна схема подключения чиллера с воздушным конденсатором. Конденсатор же должен быть выносной, установленный на открытом воздухе. Все остальные части чиллера располагаются в теплом помещении. При такой схеме сохраняются все положительные моменты предыдущей схемы, и устраняется негативный момент, который связан со сливом воды на зиму. Все же недостатки есть. Так как конденсатор выносной, то часть холодильного контура, которая идет от чиллера до конденсатора, имеет ограничения по длине трассы и перепаду высот.

Более универсальная схема установки чиллера, способная работать и в зимний и летний период время с заправкой водой, - это схема чиллера с конденсатором водяного охлаждения. При такой схеме сам чиллер и гидромодуль располагаются в теплом помещении, и на его работу не влияет температура наружного воздуха. Это очень важный фактор в работе чиллера, так как исключается замерзание воды в гидравлическом контуре, и нет необходимости сливать воду в зимний период. Но для охлаждения воды, которая обеспечивает работу и конденсацию холодильного агента в конденсаторе, необходим дополнительный водяной контур от конденсатора до “сухого охладителя”. Такая схема более сложная, громоздкая и все это увеличивает его стоимость относительно схемы с конденсатором воздушного охлаждения.

Схема чиллера с воздушным конденсатором и центробежным вентилятором позволяет обойти все ограничения, связанные с удлинением трубопроводов для холодильного и гидравлического контуров, с необходимостью слива и т.п.. Установка самого чиллера и гидромодуля возможна в теплом помещении. Но так как конденсатор с воздушным охлаждением, то ему нужен наружный воздух. Воздух приходится подавать на обдув конденсатора по воздуховодам и отводить тоже по воздуховодам. В зимнее же время для поддержания в помещении постоянной температуры воздуха следует обеспечить систему автоматики для регулирования подачи холодного наружного воздуха или его перекрытия. Схема применяется редко, в основном из-за высокой стоимости и сложности подачи наружного воздуха и его регулирования через воздуховоды.

Как известно, стандартно выпускаемые чиллеры рассчитаны на работу с очень ограниченным диапазоном температур холодо/теплоносителя на входе и выходе теплообменника испарителя. Не всегда такие показатели температур устраивают потребителей. В таком случае используется промежуточный теплообменник, в котором происходит доведение температуры холодо/теплоносителя до заводских стандартных значений, а уже потом он поступает непосредственно в чиллер. Схема подключения чиллера с промежуточным теплообменником чаще всего применяется в производственных целях, где есть необходимость охладить очень горячую среду до заданных температур. Имеются и недостатки такой схемы. Появляется второй гидравлический контур, дополнительный циркуляционный насос. Чиллеры, работающие по такой схеме, изготавливаются заводом-производителем под заказ, и стоят намного дороже. В основном потребитель сам производит расчеты и подбор промежуточного теплообменника. Часто такие расчеты достаточно приблизительные и могут дать отклонения температурного режима работы самого чиллера, а это, в свою очередь, может привести к появлению различных неисправностей.

Холодопроизводительности чиллеров колеблются в больших пределах - от 16 кВт и до 7000 кВт. Чем больше производительность, тем более сложным и дорогим компрессором комплектуется чиллер. Очень часто подбор оборудования производится таким образом, что требуемая суммарная холодопроизводительность разделяется на несколько частей, что позволяет уменьшить минимальную необходимую нагрузку на каждую холодильную машину, и, таким образом, в проектах находит применение более сложная схема параллельного подключения чиллеров. Параллельное подключение применяется также, если есть необходимость обеспечения резервирования или ротации чиллеров. Идеальным вариантом является параллельное подключение чиллеров одинаковой производительности. В случае разной их производительности появляется необходимость сбалансировать работу чиллеров, исходя из требуемых расходов холодо/теплоносителя. Подобная схема сложна тем, что необходимо всегда обеспечивать равномерную подачу холодо/теплоносителя для обоих чиллеров, в случае их одновременной работы, обеспечения автоматического резервирования или ротации.