Чиллер – что это за устройство, принцип его работы и применение

Что такое чиллер: особенности и устройство

Чиллер – это машина для охлаждения различных жидкостей. Рассмотрим те из них, которые применяются в системах кондиционирования чиллер-фанкойл для понижения температуры воздуха в помещении.

Принцип работы чиллера

Расчетные температуры, которые закладываются в программу подбора чиллера при работе на воде, это: +7 °C выходящей воды из чиллера и +12 °C выходящей воды из фанкойлов. Во всем остальном чиллер представляет собой обычную холодильную машину, где холодильный агент первоначально сжимается в компрессоре, далее в газообразном виде проходит через маслоотделитель (если он присутствует в системе), подается в конденсатор, линейный ресивер (при наличии), после чего дросселируется в ТРВ или ЭТРВ и поступает в испаритель, где охлаждает жидкость. Охлажденная жидкость с помощью насосов подается в фанкойлы, где нагревается от воздуха в помещении и возвращается на охлаждение в испаритель холодильной машины. В испарителе холодильный агент закипает, превращается в газ и через отделитель жидкости (при его наличии) поступает обратно на сжатие в компрессор.

Изначально чиллеры использовали для охлаждения, в первую очередь, воды. Далее вода поступала либо в фанкойлы для охлаждения воздуха в помещении, либо на другие нужды.

Однако со временем появилась возможность усовершенствовать работу холодильного контура чиллера и за счет включения в него четырехходового клапана изменять работу на охлаждение или на тепло. Все современные производители чиллеров для кондиционирования воздуха имеют в своем ассортименте небольшое количество моделей холодильных машин, работающих в режиме теплового насоса. Но в основном все крупные производители холодильных машин предлагают чиллеры, работающие только в режиме охлаждения, они немного дешевле и проще в эксплуатации.

Как любая холодильная машина чиллер имеет 4 основных элемента холодильного контура: компрессор, конденсатор, дросселирующее устройство, испаритель. В зависимости от производительности, которая является основным критерием для выбора компрессора, чиллер может работать на основе ротационного, спирального, винтового или центробежного компрессора. Чем больше производительность, тем сложнее и больше компрессор.

Комплектация чиллера теплообменником (испарителем) также имеет свою зависимость от производительности. Цифровые значения производительности достаточно условные, однако если они составляют примерно до 25 кВт, то конструкция испарителя, как правило, предполагает более простое строение – типа «труба в трубе» или коаксиальное. Чиллер с производительностью от 60 до 2000 кВт комплектуется кожухотрубным испарителем с кипением холодильного агента в трубах (DX-тип) или с кипением хладагента в объеме теплообменника (затопленный тип или кожухотрубный испаритель на падающей пленке). Чиллеры с производительностью от 30 до 1000 кВт в основном идут с пластинчатым теплообменником — это, пожалуй, самый дорогостоящий, но самый эффективный теплообменный аппарат на сегодняшний день.

Что касается конденсаторов, то на сегодняшний день чиллеры комплектуются в основном моделями воздушного типа – медно-трубными. С появлением примерно в 2010 году новых конденсаторов микроканального типа, многие производители перешли на выпуск чиллеров воздушного охлаждения именно на основе таких конденсаторов. Это позволило уменьшить габариты чиллера, сократить его заправку холодильным агентом почти на 65%, снизить общий вес чиллера по сравнению с медно-трубным конденсатором. Но не все производители еще в полной мере оценили такие преимущества и продолжают комплектовать медно-трубными воздушными конденсаторами.

Функциональность всего чиллера во многом зависит именно от правильной работы этих четырех элементов холодильного контура. Однако неисправности могут возникнуть и по причине выхода из строя каких-либо вспомогательных элементов. Так, достаточно часто случается отключение чиллера по высокому или низкому давлению. У этого может быть несколько причин, самые распространенные из них – большое или малое количество холодильного агента, нарушение в работе дросселирующих устройств (ТРВ или ЭТРВ), закрытый соленоидный вентиль.

Схема работы чиллера

До 1982 года чиллер являлся единственной системой кондиционирования, которая могла обеспечить работу неограниченного числа помещений. Соответственно схем подключения чиллера и его работы на различных объектах тоже немало. Отсюда как самих конструктивных решений холодильных машин, так и вариантов их подключения большое множество. Самая распространенная схема: чиллер с воздушным конденсатором, который обдувается осевым вентилятором, водяным контуром и двумя насосами в гидромодуле. В случае расположения чиллера в теплом помещении возможна схема с выносным воздушным конденсатором, который не входит в комплект поставки и приобретается отдельно. В этом случае есть неудобства, связанные с ограничением длины трубопроводов и взаимного расположения самого чиллера и выносного конденсатора. Есть схемы с водяным конденсатором, когда можно расположить сам чиллер в теплом помещении, удобном для обслуживания. Однако для снабжения конденсатора холодной водой необходим дополнительный водяной контур с сухой градирней (драйкулером).

На фото: схема чиллера с конденсатором воздушного охлаждения. 1 – компрессор, 2 – реле высокого давления, 3 – клапан запорный, 4 – клапан дифференциальный, 5 – регулятор давления конденсации, 6 – конденсатор воздушного охлаждения, 7 – ресивер линейный, 8 – клапан запорный, 9 – фильтр-осушитель, 10 – стекло смотровое, 11 – клапан соленоидный, 12 – катушка для клапана соленоидного, 13 – вентиль терморегулирующий, 14 – испаритель пластинчатый паяный, 15 – фильтр-осушитель, 16 – реле низкого давления, 17 – клапан запорный, 18 – датчик температуры, 19 – реле протока жидкости, 20 – щит электрический.

Помимо этого имеются чиллеры в специальном исполнении, работающие также в режиме нагрева жидкости. Обычно такой режим называют – режим работы теплового насоса или просто тепловой насос. Это направление уходит немного в сторону от системы кондиционирования и занимает отдельную нишу – тепловых насосов. Чиллер, работающий и на охлаждение, и на тепло, называется – чиллер с функцией теплового насоса.

Если рассматривать разновидности чиллеров, то можно отметить, что часто чиллеры делят по производительности. Причем такое деление достаточно условное. Так, например, граница чиллеров малой и большой производительности может лежать в районе 20-100 кВт, но каждый производитель устанавливает такую границу сам.

Виды чиллеров

Вид чиллера или тип могут быть совершенно различными и зависят от его назначения. Так, например, модульные чиллеры могут набираться как конструктор и соединяться в один контур, а одиночные (они же чиллеры определенной производительности, или фиксированной производительности) работают каждый на свой контур.

В зависимости от типа компрессора, которым комплектуется чиллер, вид (тип) чиллеры тоже бывает различным. Часто чиллеры небольшой производительности комплектуются ротационными компрессорами. Они дешевле и проще в изготовлении. Небольшие чиллеры и установки большой производительности часто работают на базе спиральных компрессоров. Они более надежные и имеют больший запас прочности по сравнению с ротационными при всех прочих равных условиях. Спиральных компрессоров может быть до 4 или 6 в одном чиллере. Начиная от мощности в мегаватт, чаще применяется винтовой компрессор, а конденсаторы – не воздушного охлаждения, а водяного. Это еще больше усложняет конструкцию чиллера. Если же производительность приближается к десяти мегаваттам, то можно говорить и о центробежных компрессорах, водяных конденсаторах и кожухотрубных испарителях затопленного типа.

На фото: модульный чиллер DN-060MVB(G)/SF с двухроторными компрессорами; модульный чиллер DN-200BFL/SF со спиральными компрессорами; модульный чиллер DN-380BGMTC/SM с двухвинтовым компрессором; чиллер DN-CCWE500H/SM с центробежным компрессором

Несколько в стороне от них стоят абсорбционные чиллеры. Они относятся к установкам, использующим для осуществления холодильного цикла тепловую энергию, часто бросовую. В них нет необходимости применения компрессора как элемента, который обеспечивает циркуляцию холодильного агента. В таких чиллерах и конденсатор и испаритель отличаются по конструкции от традиционных. Единственное их преимущество в том, что за счет применения бросовой теплоты экономится значительная часть электроэнергии на работу установки. Сама же конструкция значительно сложнее классических чиллеров, да и конечные температуры, которые можно получить в результате применения такого чиллера, не такие уж и низкие.

Как уже говорилось выше, чиллеры для кондиционирования имеют фиксированную температуру входящей и выходящей из него воды. Разность температуры при этом составляет от 4 до 6 °C. Чтобы иметь большую разность температуры применяют схемы с двумя насосами или двухнасосные схемы.

При классической схеме работы чиллера в гидромодуле устанавливаются два насоса для обеспечения циркуляции воды: один рабочий, второй резервный. Устанавливаются они в одном месте параллельно друг другу. Однако такие чиллеры называть двухнасосными ошибочно.

В двухнасосных схемах группы насосов устанавливаются в разных местах: перед аккумулирующим баком и после него. Именно такая работа этих насосов позволяет увеличить разность температур между входящей и выходящей водой до 15 °C.

На фото: двухнасосная система. 1 – конденсатор воздушного охлаждения; 2 – компрессор; 3 – манометр высокого давления; 4 – реле сдвоенный; 5 – манометр низкого давления; 6 – ресивер вертикальный; 7 – фильтр осушитель; 8 – глазок смотровой; 9 – соленоидный вентиль; 10 – ТРВ; 11 – испаритель пластинчатый; 12 – насос циркулирующий; 13 – насос подающий; 14 – датчик температуры; 15 – емкость термоизолированная; 16 – шаровый кран (комплект), автоматический клапан (опция); 17 – манометр жидкостный.

Следует четко понимать, что все системы, которые предназначены для охлаждения воды (жидкости), называются чиллерами. Однако если мы говорим о системе кондиционирования, то такую установку производитель выпускает именно для кондиционирования, и ее нельзя использовать в других целях – например, для охлаждения доменной печи, в работе термопластавтомата или для обработки воды в бассейне. Для этих нужд применяются чиллеры, которые изготавливают исходя из специфики их дальнейшей работы. С точки зрения конечных температур (кипения холодильного агента) их относят к группе высокотемпературных холодильных машин.

Существуют и другие чиллеры. Например, среднетемпературные и низкотемпературные. Конечные температуры у них более низкие – отрицательные.

Именно выбор типа чиллера и понимание, для каких процессов он будет использоваться, позволит избежать проблем при запуске и дальнейшей эксплуатации.

Правильность выбора чиллера

Как правило, заказчик сам выбирает тип чиллера, исходя из своих требований и целей. Определить нужную модель можно по следующим характеристикам:

тип теплоносителя (вода или какая-либо незамерзающая жидкость);
необходимость работы на охлаждение/охлаждение + нагрев жидкости;
круглогодичное использование или сезонное;
расположение чиллера и гидромодуля в одном или разных корпусах;
температурный режим работы чиллера;
место размещения чиллера (на крыше, грунте, между этажами).

В случае размещения чиллера в помещении, необходимо учитывать размеры чиллера и возможность дополнительного свободного пространства для его обслуживания. При расположении чиллера в помещении большое значение имеет температура внутреннего пространства, так как она напрямую влияет на давление конденсации. Ее следует поддерживать на уровне не выше +35 °C.

Каждый производитель осуществляет расчет и подбор чиллера и гидромодуля по своей программе. Это связано с большим количеством производителей основных компонентов – компрессоров и теплообменников, которые имеют отличия в холодопроизводительности при прочих равных условиях. На подбор одного из составляющих гидромодуля – аккумулирующего бака – следует обратить особое внимание, поскольку для его правильного расчета требуется множество индивидуальных данных. Далее сам расчет производится согласно нескольким вполне доступным формулам.

Монтаж, управление и обслуживание

Чиллер, как и любая другая промышленная система кондиционирования, является сложным оборудованием и для его монтажа следует предварительно сделать проект системы холодоснабжения, включая подробные спецификации. Все монтажные работы производятся строго и согласно проекту. В случае отсутствия оборудования, фитингов, трубопроводов и другого оборудования, заложенного в проект, замену отсутствующих элементов без согласования с проектировщиками производить нельзя. Все монтажные работы осуществляются специалистами, сертифицированными именно по этому оборудованию именно этого бренда.

Отдельно несколько слов стоит сказать об обвязке чиллера. У него три зоны, которые подвергаются различным соединениям (обвязкам): сам чиллер с холодильным контуром, гидромодуль с гидравлической системой на различных жидкостях и фанкойлы, охлаждающие/нагревающие воздух в помещении. Систем обвязки существует очень много. Это зависит и от оборудования, и от проектировщиков. Поэтому все эти работы следует производить согласно проектной документации.

После монтажа и проверки всех проведенных работ осуществляется заправка чиллера холодильным агентом (*только для чиллеров с выносным конденсатором, моноблочные холодильные машины, как правило, поставляются заправленными холодильным агентом). Следует обратить внимание на тип холодильного агента. 99% всех чиллеров работают на холодильном агенте R410А. Но на рынке есть небольшое количество чиллеров, работающих на R134A, R407С, R290 и некоторых других. Если чиллер произведен до 2005 г., то есть вероятность, что он работает еще на старом фреоне – R22.

После заправки имеет смысл еще раз проверить чиллер на утечку (*только для чиллеров с выносным конденсатором). Если утечки нет, то производится запуск согласно протоколу, т.е. проверка протяжки силовых контактов, давлений жидкости на входе и выходе испарителя, расхода воды и т.п. В идеале запуск системы должен проходить в присутствии производителя или представителя продающей организации, чтобы исключить спорные моменты при возникновении неисправностей. После запуска подписывается акт приемки чиллера в эксплуатацию.

Отдельно на этапе проектирования обговаривается, каким образом будет вестись управление чиллером: только местное управление, с возможностью удаленного/центрального управления, комплексное управление. Однако центральное и комплексное управление можно сделать и по истечении какого-то времени, уже при эксплуатации чиллера.

Если следовать всем требованиям по эксплуатации чиллера, соблюдать сроки его обслуживания, то заложенные средства автоматизации позволят удобно и безопасно его использовать. Главной и самой серьезной ошибкой является отключение средств автоматики, которые отвечают за температуру жидкости после чиллера. Часто по незнанию ее просто отключают, в результате чего происходит «разморозка» испарителя чиллера. Это, в свою очередь, грозит полной его заменой, без возможности ремонта.

Чтобы исключить вероятность каких-либо поломок следует планово проводить сервисное обслуживание чиллера и всех его составляющих. Такие работы также стоит доверить сертифицированным специалистам. В идеальном варианте обслуживание должна осуществлять та компания, которая производила монтаж и запуск чиллера.

Еще одной особенностью эксплуатации чиллеров являются работы, называемые консервацией. Часто ее проведение необходимо в отношение чиллеров воздушного охлаждения, где в качестве тепло/хладоносителя применяется вода, а сама установка используется только летом в режиме охлаждения. В зимний период времени вода может замерзнуть, поскольку чиллер стоит на открытом воздухе. Именно для предотвращения поломки теплообменника следует производить консервацию чиллера перед наступлением отрицательных температур окружающей среды. На этот случай имеются определенные порядок и последовательность проведения работ, которые прописаны в сервисном регламенте. Консервацию следует производить с особой тщательностью, так как любая небрежность впоследствии может вывести из строя испаритель чиллера, что зачастую приводит к дорогостоящему ремонту или к замене чиллера целиком.

Чиллер – что это за устройство, принцип его работы и применение

Чиллер – устройство для климатического контроля. Сегодня их используют все больше на промышленных предприятиях, в офисных зданиях и жилых строениях. Они позволяют регулировать температуру в помещениях, либо поддерживают тепловой баланс различного оборудования. Насколько выгодна установка чиллеров, чем они отличаются от других климат-систем, какие бывают – описывается ниже.

Что такое чиллер

Чиллер – аппарат, который служит для охлаждения или подогрева жидкой среды, используемой как переносчик тепла. Модели обладают разной мощностью, поэтому могут использоваться в промышленном производстве, для обогрева небольших помещений и в климатотехнических работах:

на пищевых комбинатах;
фармакологических предприятиях;
отоплении (кондиционировании) объектов соцкультбыта;
устройстве катков и т. д.

Чиллер по конструкции является мощной холодильной машиной, он имеет компрессорную установку, конденсаторную камеру и испаритель. С помощью чиллера жидкость может повышать температуру или понижать ее. Эту возможность обеспечивает наличие 2 контурных систем циркуляции горячего и холодного теплоносителя.

Базовая конструкция чиллера

Компрессор

Компрессор обеспечивает мощность холодильного цикла, он увеличивает давление газа за счет уменьшения его объема.

Конденсатор

Превращение газа или пара в жидкость, конденсация хладагента и отвод теплоты. Существует два типа конденсаторов: конденсатор с воздушным охлаждением и конденсатор с водяным охлаждением.

Расширительный клапан

Расширительный клапан (ТРВ, ЭРВ), это компонент чиллера, который дозирует количество хладагента поступающего в испаритель, для регулирования количества пара выходящего из испарителя.

Читайте также:

Электронный балласт для ЛДС

Испаритель

Испаритель, применяется для преобразования жидкости в пар, чтобы в процессе кипения хладона поглотить тепло и сделать целевую воду более холодной. Температура испарителя зависит от давления испарения-кипения.

Гликолевый и фреоновый контур

Гликолево-водяной и фреоновый контур в точке соприкосновения между собой обмениваются полученной теплотой или холодом. После чего рабочая жидкость на водной основе с помощью циркуляционного насоса доставляет теплоноситель нужной температуры до потребителей.

Принцип работы чиллера

Принцип действия чиллера довольно прост. Как переносчик теплоты он использует низкокипящее вещество-хладагент и зависит от четырех основных компонентов: компрессора, конденсатора, расширительного клапана и испарителя. Хладагенты (фреон-хладон) являются обязательным элементом чиллера. Хладоны, используемые для передачи тепла, также являются рабочей жидкостью, обладающей замораживающим эффектом и низкой температурой кипения.

Компрессор чиллера выполняет работу подобно сердцу человека обеспечивая компрессию хладагента и перекачку его по фреонопроводу. Задача компрессора сжимать и превращать холодный газ низкого давления в газ высокой температуры и давления. После чего горячий газообразный фреон под высоким давлением поступает в конденсатор, где он отдает тепло и конденсируется превращаясь жидкость высокого давления. Далее, жидкий хладагент под давлением поступает в расширительный клапан, который контролирует сколько фреона попадает в разряженный испаритель. После поступления хладагента в испаритель его давление резко падает и хладон закипает, а тепло от технологической воды поглощается парами кипящего вещества. Так сжиженный фреон поглощая теплоту превращается в газ низкого давления и снова начинает новый цикл, через компрессор чиллера.

Применение чиллеров

Где используются чиллеры? Чиллеры имеют несколько применений и иногда предпочтительнее традиционных сплит-систем или агрегатов, поскольку вода проводит тепло лучше, чем воздух. Именно поэтому чиллеры с водяным охлаждением известны своей более стабильной и эффективной работой и более длительным сроком службы, чем их аналоги с воздушным охлаждением. Чиллеры с водяным охлаждением широко распространены на средних и крупных объектах (если они имеют достаточное водоснабжение), таких как аэропорты, больницы, отели, торговые центры, коммерческие здания и т. д.

Монтаж чиллера

Мощность и функции оборудования должны соответствовать проекту. Установка и монтаж элементов системы также следует проводить согласно указаниям проектировщиков. Не следует допускать посторонних людей к устройству, во избежание поломки конструкций.

Оборудование должно соответствовать указанному в проекте. Монтаж инженерной сети осуществляется, выдерживая значение параметров аппарата в части мощности, конструкции и места установки.

При установке оборудования его нельзя наклонять или перемещать вручную, во избежание падения и поломки. Для подъема и монтажа оборудования необходимо пользоваться краном или другим подъемно-транспортным оборудованием. Чиллер можно заправлять только жидкостями, внесенными в техпаспорт устройства.

Не допускается нарушение инструкции от производителя. Устройство монтируется с расчетом наличия свободного места, чтобы обеспечить возможность сервисной службе производить ремонтные и профилактические мероприятия, техобслуживание и другие процедуры.

Для установки оборудования подготавливается горизонтальная открытая площадка. Прочность площадки должна соответствовать весу и нагрузкам оборудования. Дислокация устройства на крыше требует размещения опорной рамы. При наземной установке чиллер устанавливается на предварительно залитый фундамент.

Эти дополнительные устройства обеспечивают равномерное распределение веса оборудования, увеличивают инерцию, снижают вибрацию.

Климатическая установка фиксируется на раме или фундаменте после контроля горизонтальности ее положения. В качестве фиксаторов выступают анкера (металлические болты) и гайки.

Виды чиллеров

Климатические устройства, такие как чиллер , используемые для охлаждения, могут быть:

парокомпрессионными;
абсорбционными;
моноблочными;
с выносным конденсатором.

Чтобы правильно подобрать нужную модель, надо знать, чем одна категория отличается от другой, каковы их плюсы и минусы.

Парокомпрессионный чиллер

Модели парокомпрессионных устройств могут иметь небольшие изменения от классической конструкции, но основная схема у всех выглядит одинаково и включает:

испаритель,
конденсатор,
компрессор.

Принцип работы основан на проявлении явления конденсации при повышении давления. Пары хладагента сжимаются компрессором, увеличивая давление до 30 и более атмосфер. Температура вещества повышается до 70 градусов, начинается процесс конденсации.

Наружный воздух обдувает конденсатор, снижая температуру хладагента. Газообразный фреон конденсируется, превращаясь в жидкость. Горячий состав остывает, нагревая воздух.

Хладагент после прохода сквозь регулирующий вентиль расширяется, его температура снижается в результате падения давления. Происходит закипание хладона. Пройдя испаритель, фреон, изменяет свое агрегатное состояние на газообразное. В результате теплоноситель охлаждается. На этом цикл завершается, хладагент возвращается компрессорную установку.

Это основные принципы схемы работы чиллера. Есть устройства, работающие по обратному циклу – рассчитанные на обогрев, а не для охлаждения .

Абсорбционный чиллер

Холодильная машина, работающая по принципу абсорбции (лат. absorbere — поглощать, растворять), добивается результата за счёт поглощения тепла сорбентом. Принцип абсорбции позволяет обходиться без компрессора и движущихся механизмов. Ее преимущество, это возможность запуска в местах, где электрическая энергия недоступна или ограничена. Для работы машины необходим источник тепла. Это может быть горячая вода, пар, природный газ, твердое топливо. Чиллер заправляется хладагентом. Жидкости для этого типа аппаратов могут различаться по химическому составу.

Абсорбционные устройства подразделяются по некоторым характеристикам, в число которых входят:

число контуров (от одного до трех);
нагревающее вещество;
состав хладагента.

Количество контуров влияет на получаемую разницу в температуре. Чем больше контуров, тем более производительно работает чиллер .

По типу нагревающего вещества машины могут быть: прямого нагрева, использовать внешние источники для обогрева или быть комбинированными. При прямом нагреве в корпусе устройства имеется топка для сжигания горючих веществ: газа, твердого или жидкого топлива. Устройствам непрямого нагрева потребуется внешний источник тепла: пар, вода, воздух.

Состав смеси для хладустройств может включать бромид лития в качестве абсорбента и воду-хладагент. Это бромистолитиевые машины. У аммиачных машин роль хладагента исполняет аммиак, в роли абсорбента выступает вода.

Существуют бромистолитиевые и аммиачные абсорбционные холодильные машины. В первых хладагентом является вода, абсорбентом – бромид лития LiBr. Чиллер второго вида заправляется хладагентом, состоящим из аммиака NH3, в качестве абсорбента заливается вода.

АБХМ, работающие с бромидом лития получили большую популярность.

Их конструкция состоит:

из 2 камер;
теплообменника;
контура (1, 2 или 3).

Верхняя камера вмещает конденсатор и генератор, нижняя – испаритель и абсорбер. Генератор нагревает рабочий состав, влага испаряется, концентрация бромистой соли лития увеличивается.

В конденсаторной камере водяные пары остывают, конденсируются и возвращаются в контур. В испарителе устанавливается низкое давление, при котором вода опять переходит в пар.

Теплообменник обеспечивает термообмен между хладагентом и абсорбентом.

Чиллеры с выносным конденсатором (безконденсаторные)

Большинство чиллеров с воздухоохлаждаемым конденсатором предназначены для монтажа вне помещений, но существует разновидность с выносным конденсатором. В этом случае испаритель и компрессор (компрессорный блок) размещают внутри здания, а воздушный конденсатор, отводящий излишнее тепло, соединяют с чиллером фреоновой магистралью и располагают снаружи.
Разнообразие сфер применения чиллера, допускает отвод тепла по средствам драйкулера. В этой ситуации водяной конденсатор, расположенный в едином блоке чиллера, соединяют с драйкулером с помощью гликолевого трубопровода. Когда температура уличного воздуха на 5-8 °С ниже требуемой, такая конфигурация подключения позволяет использовать функцию фрикулинга. Фрикулинг – это свободное охлаждение (free-cooling) промежуточного теплоносителя за счет окружающей среды.

Особенности оборудования

Фактически чиллер нельзя назвать кондиционером, в силу особенностей его строения и возможностей. Классический кондиционер обходится без промежуточного теплоносителя, охлаждая пространство непосредственно, тогда как чиллер всегда взаимодействует с антифризами либо водой. Основными особенностями чиллера являются:

высокая степень автоматизации процесса;
возможность осуществлять охлаждение на большом расстоянии, величина которого зависит только от мощности циркуляционного насоса;
высокая экологичность и безопасность;
удобство монтажа, т.к. занимает мало места;
работа независимо от погодных условий;
экономичность.

При выборе устройства необходимо ознакомиться с рейтингом брендов, оценить характеристики аппаратов, почитать отзывы о моделях.

Характеристики климатических аппаратов

Разные модели чиллеров характеризуются разной мощностью, которая может находиться в диапазоне от 5 кВт до 9 тыс. кВт. Изделия невысокой мощности отлично подходят для работы в офисе или гостинице, обладающие большой мощностью используются на промышленных предприятиях и в производственных цехах.

Имеются и другие характеристики, которые тоже дают представление об аппарате и могут повлиять на выбор модели. Выбирая чиллер , следует изучить такие параметры:

производительность, измеряемая в кВт, от 10 кВт, до нескольких тысяч;
марка применяемого хладагента (подбирается от вида компрессора и температурной среды эксплуатации)
номинальная мощность может варьироваться от 30 до 200 кВт;
геометрические размеры колеблются от 0,5 до 4 метров по каждому параметру: длине, ширине, высоте;
вес от 0,1 до 2,0 т.
исполнение чиллера может быть моноблочным либо с выносным конденсатором.

Типы и модели вспомогательных устройств, таких как компрессор, испаритель, конденсатор устанавливает предприятие, выпустившее чиллер .

Чиллер-фанкойл кондиционирование

Системы мультизонального кондиционирования на основе чиллера и фанкойлов, также как VRV и VRF системы, позволяют производить свободное регулирование температуры в разных частях здания. Чиллер охлаждает (греет) теплоноситель, который по системе трубопроводов подается с помощью циркуляционного насоса на фанкойлы.

Фанкойлом называется теплообменник с вентилятором. Он подключается к горячему и холодному циклу одновременно. Вентилятор помогает ускорить теплообмен и повысить эффективность изделия. Устройства, входящие в состав системы:

центральное устройство охлаждения;
локальный теплообменник;
насос (гидромодуль) или насосная станция;
разводка трубопроводов;
устройства регулировки.

В основную задачу фанкойла входит создание течения воздушных масс заданной температуры без организации доступа воздуха снаружи. Такое решение позволяет увеличить эффективность чиллера. Управлять устройством можно ручным или автоматическим способом.

Управление фанкойлами

Ручное управление позволяет регулировать подачу холодного или горячего теплоносителя путем перекрытия крана вручную или с помощью пульта.

Автоматическое управление осуществляется с помощью электрического или электромеханического термостата. Устройство поддерживает температуру, заданную на термостате.

Устройства монтируются в заранее выбранном месте, которое может находиться на стене, полу, потолке. Если планируется использовать климатические устройства для охлаждения , то лучшим местом будет потолок. Для обогрева помещений, лучше установить их на полу у стен или в нижних участках стен.

Преимущества и недостатки чиллеров

Использование чиллеров для климатического контроля в помещении, имеет множество положительных сторон. В их число входят:

повышение качества жизни или работы;
вынос климатической установки за пределы помещения, что сводит к минимуму шум и вибрацию;
экономия на оплате отопления, уменьшение количества отопительных приборов или батарей;
меньшие потери полезной площади;
высокая безопасность.

К недостаткам систем охлаждения можно отнести:

большие размеры основного блока;
большой вес конструкции;
сложность установки и монтажа системы;
высокие цены на данное оборудование.

Выбирая климатическое оборудование, необходимо учитывать эти тонкости. Для небольшого помещения можно подобрать сплит-систему или кондиционер, которые могут оказаться более эффективными.

Заключение

Использование чиллера для климатизации здания или производственных помещений, дает превосходные результаты. Эта система проверена временем и позволяет обеспечить надежный обогрев помещений или понижение температуры.

Установка чиллеров для охлаждения дает отличный эффект в любом здании, если правильно подобрать мощность устройства. Их применение позволяет регулировать температуру в нужных пределах.

Принцип работы чиллера

Чиллер – это агрегат, предназначенный для охлаждения жидкости, которая используется в качестве теплоносителя систем кондиционирования. На сегодняшний день, самым распространенным видом таких агрегатов являются парокомпрессионные холодильные машины. Схема такого чиллера всегда включает в себя такие основные элементы, как компрессор, испаритель, конденсатор и расширительное устройство.

Принцип работы такой системы построен на поглощении и выделении тепловой энергии за счет изменения агрегатного состояния хладагента в зависимости от воздействующего на него давления. Наиболее важным элементом, от которого в первую очередь зависит работа чиллера, является компрессор, которых на сегодняшний день существует несколько типов:

роторные;
спиральные;
винтовые;
поршневые;
центробежные;

Приведенная выше схема работы чиллера не изменяется в зависимости от его конструктивного исполнения, которых существует несколько вариантов:

моноблочные наружной установки;
моноблочные с центробежными вентиляторами;
с выносным конденсатором;
с конденсатором, охлаждаемым жидкостью.

Рисунок 1. Принципиальная схема чиллера с конденсатором воздушного охлаждения. 1- компрессор, 2-реле высокого давления, 3-клапан запорный, 4-клапан дифференциальный, 5-регулятор давления конденсации, 6-конденсатор воздушного охлаждения, 7-ресивер линейный, 8-клапан запорный, 9-фильтр-осушитель, 10-стекло смотровое, 11-клапан соленоидный, 12-катушка для клапана соленоидного, 13-вентиль терморегулирующий, 14-испаритель пластинчатый паяный, 15-фильтр-осушитель, 16-реле низкого давления, 17-клапан запорный, 18-датчик температуры, 19-реле протока жидкости, 20-щит электрический.

Какое бы исполнение вы ни выбрали, принцип работы чиллера всегда остается неизменным. Основополагающим моментом в проектировании оборудования такого типа, является соблюдение рекомендаций изготовителя к установке, в которых четко обозначены необходимый расход теплоносителя (охлаждаемой жидкости), допустимая наружная температура и количество тепловой энергии, которую необходимо отводить.

Виды схем установок охлаждения жидкости (чиллеры)

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

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

Для того чтобы правильно подобрать чиллер, всегда следует обращаться к специалистам, которые хорошо представляют себе, какую именно конструктивную схему предложить для каждого конкретного случая, ведь несмотря на общий принцип работы, каждый элемент установки играет очень важную роль в функциональности системы в целом.

Есть вопрос? Задайте его специалисту!

Имя E-mail Тема вопроса
Вопрос Нажимая кнопку «Отправить», я даю свое согласие на обработку моих персональных данных и принимаю условия «Согласия на обработку персональных данных Пользователей»

Розничным покупателям

Надежность
Все оборудование Dantex проходит многоступенчатую систему контроля на всех этапах производства

Широкий ассортимент
Широкий модельный ряд позволит подобрать климатическое оборудование для объекта любой сложности и назначения

Быстрая доставка
Все оборудование Dantex всегда в наличии на складе – это позволяет осуществить моментальную отгрузку в день оплаты товара

Доставка в любую точку мира
Логистическая служба обеспечивает быструю доставку оборудования в любую точку мира

© 2005-2023 Dantex industries, ltd. климатическая компания, системы кондиционирования, кондиционеры Внимание! Информация на сайте не является публичной офертой Главный офис: Москва, пр-кт Андропова, дом 18, корпус 5, офис 1404 Телефон: 8 495 916 52 18, Эл. почта: info@dantex.ru

Что такое чиллер: особенности устройства, правила выбора и монтажа

Рассматривая вопрос охлаждения или обогрева собственного частного дома, имеет смысл узнать, что такое чиллер. Эта альтернатива системам кондиционирования практически не используется для отдельных небольших комнат, но для просторного коттеджа может оказаться очень выгодным решением.

В представленной нами статье подробно описан принцип действия этого типа климатического оборудования. Приведены правила сборки и сооружения системы, формирующей микроклимат в помещении. С учетом наших рекомендаций вы без проблем сможете подобрать оптимальную модель.

Принцип работы чиллера

Чиллерами называют разновидность холодильных машин, которые используются для охлаждения разнообразных жидкостей. Чаще всего эти агрегаты применяются в промышленности, но подходят они и для кондиционирования воздуха в крупных жилых зданиях, торговых комплексах, офисах и т.п.

В сочетании с вентиляторными доводчиками-фанкойлами чиллеры прекрасно исполняют роль центрального кондиционера. Если в традиционных кондиционерах фреон охлаждает непосредственно воздух, то с чиллерами все несколько иначе.

Здесь тепловую энергию перемещают с помощью обычной воды. Чтобы предотвратить ее замерзание, может использоваться смесь с антифризом, например, с тосолом. Чиллер работает благодаря испарителю, компрессору и конденсатору, которые входят в его состав.

Через испаритель проходят потоки воды и хладагента. Последний поглощает тепловую энергию воды и закипает. Хладагент превращается в газ, а вода охлаждается. После этого парообразный хладагент поступает в компрессор, где под воздействием сил сжатия разогревается и смешивается с маслом.

Чиллер – климатическая установка, способная обрабатывать одновременно несколько независимых помещений

Принцип работы чиллера основан на охлаждении или нагреве теплоносителя, транспортируемого по трубопроводу. В его работе не задействован опасных для окружающей среды фреон

Простое в управлении оборудование не требует от оператора особой подготовки, освоить холодильную машину может рядовой человек со средним образованием

В климатической системе с чиллером мощная насосная станция перемещает по трубам теплоноситель к фанкойлам – устройствам, подающим обработанный воздух в помещения

Затем этот состав перемещается в конденсатор, здесь он отдает значительную часть тепловой энергии и превращается в жидкость. После этого хладагент поступает в фильтр-осушитель, чтобы освободиться от избыточной влаги.

Давление жидкого хладагента понижается при перемещении через терморасширительный вентиль. Здесь он снова переходит в парообразное состояние и подается в испаритель для повторения цикла.

Чиллер состоит из компрессора, конденсатора и испарителя. Перемещаясь межу этими устройствами, хладагент отбирает тепловую энергию воды и охлаждает ее (+)

Таким образом, компрессор предназначен для сжатия и перемещения хладагента, который последовательно перемещается через воздушный конденсатор и испаритель, то нагреваясь и одновременно охлаждая воду, то остывая.

Конденсатор в этой системе исполняет роль теплообменника, с помощью которого тепловая энергия, поглощенная хладагентом, передается окружающей среде.

Современные модели чиллеров снабжены панелью управления с жидкокристаллическим экраном, на котором отражается текущее состояние устройства и сообщения о вероятных поломках

Избыточное давление на контуре хладагента может привести к повреждению системы. Для контроля этого показателя используют реле высокого давления, а также манометр, позволяющий визуально следить за состоянием системы. Для хранения хладагента предназначен жидкостный ресивер.

Фильтр-осушитель удаляет из хладагента не только водяные пары, но и посторонние загрязнения. Для управления потоком хладагента предназначен соленоидный вентиль, который автоматически перекрывает систему при прекращении работы компрессора.

Это защищает систему от попадания в испаритель хладагента в жидком состоянии. Как только компрессор включается, вентиль открывается. В системе имеется смотровое стекло, которое позволяет визуально контролировать состояние хладагента.

Если в потоке жидкости просматриваются пузырьки воздуха, значит, необходимо увеличить количество фреона. Для контроля за влажностью хладагента предназначены датчики с цветовой индикацией. А регулирование количества хладагента, поступающего в испаритель, осуществляется с помощью терморегулирующего вентиля.

Для повышения пропускной способности системы иногда рекомендуется использовать горячий перепускной клапан газа. Этот элемент не всегда входит в комплект поставки.

Чтобы количество воды в системе оставалось достаточным для ее работы, в промышленных моделях чиллеров устанавливают систему автоматического долива воды. Циркуляцию воды внутри контура обеспечивает насос охлаждающей жидкости.

Моноблочные модели чиллеров уже подготовлены к монтажу, поэтому их установить проще и удобнее, чем агрегат с выносным конденсатором

Упомянутые ранее фанкойлы представляют собой устройства, с помощью которых охлажденный воздух поступает в отдельные помещения. Устанавливают вентиляторные доводчики внутри помещения. Они монтируются на стену, потолок и даже на пол. К одному чиллеру можно присоединить несколько фанкойлов.

Конкретное их количество определяется количеством помещений, нуждающихся в кондиционировании. Но при этом производительность чиллера должна обеспечивать определенное количество фанкойлов.

Для соединения чиллера и фанкойлов в общую систему используют обычные водопроводные трубы. Это выгодно отличает их от традиционных сплит-систем, для которых подходят только дорогостоящие медные коммуникации.

Чиллеры с выносным конденсатором не так производительны, как моноблочные модели, но они позволяют использовать меньше места для монтажа устройства внутри дома

Важная часть такого устройства — насос, обеспечивающий циркуляцию хладагента. Чем выше производительность этого насоса, тем большее расстояние может разделять чилер и фанкойлы. Это удобно, поскольку увеличивает количество вариантов при выборе подходящего места для чиллера.

Нередко агрегат ставят на крыше здания, на при желании его можно поместить в специальном подсобном помещении. Это позволяет полностью сохранить внешний вид существующего фасада здания. Сплит-системы практически никогда не предоставляют такой возможности.

Чиллеры классифицируют в зависимости от различных признаков:

по типу холодильного цикла как абсорбционные и парокомпрессионные;
по конструкции как моноблок или система с выносным конденсатором;
по типу охлаждения конденсатора, которое может быть воздушным или водяным;
по схеме подключения;
по наличию или отсутствию теплового насоса.

Чиллеры, имеющие в конструкции тепловой насос, подходят не только для кондиционирования воздуха в помещении, но и для его обогрева. Они рассчитаны на использование в течение всего года.

Как правильно выбрать чиллер?

Для нужд большого коттеджа специалисты рекомендуют использовать чиллер с водяным охлаждением конденсатора. Такие устройства имеют более простую конструкцию, чем аналоги с воздушным охлаждением, соответственно, и стоят они дешевле.

Конструкция чиллера с воздушным охлаждением включает вентилятор (осевой или центробежный) для забора воздуха из помещения, в котором установлено устройство.

Некоторые модели чиллеров можно использовать не только для кондиционирования воздуха, но и для обогрева жилых помещений в зимний период

Для охлаждения конденсатора с помощью воды можно использовать местные водные ресурсы: реки, озера, атезиансткие скважины и т.п. Если по каким-то причинам доступа к таким источникам не имеется, применяется альтернативный вариант: охладитель из этилена или пропиленгликоля.

Охладители этого типа идеальны для применения в холодное время года, когда обычная вода просто замерзает.

Выбор между чиллером в виде моноблока, когда и компрессор, и испаритель, и конденсатор заключены в общий корпус и вариантом, когда конденсатор устанавливают отдельно, не так однозначен. Моноблок проще в монтаже, кроме того, производительность агрегатов этого типа может быть довольно высокой.

Выбирая подходящую модель чиллера, следует оценить его производительность и соотнести ее с количеством фанкойлов, которые будет обслуживать устройство

Выносные системы монтируют в разных местах: собственно чиллер — в подсобном помещении внутри здания (можно даже в подвале), а конденсатор — снаружи. Для соединения этих двух блоков обычно используют трубы, по которым циркулирует фреон. Этим объясняется повышенная сложность монтажа системы, а также дополнительные материальные затраты на установку.

Но для установки чиллера с выносным конденсатором используется меньше места внутри помещения, а такая экономия может оказаться необходимой. Выбирая подходящее устройство, следует учесть также дополнительные функции, которыми оснащен прибор.

Среди популярных и полезных дополнений можно отметить:

контроль и регулировку водного баланса в системе;
очистку воды от нежелательных примесей;
автоматизированное заполнение емкостей;
котроль и коррекцию внутреннего давления в системе и т.п.

Наконец, обязательно следует оценить холодопроизводительность чиллера, т.е. его способность отбирать тепловую энергию из рабочей жидкости. Конкретные количественные показатели обычно указаны в техническом паспорте изделия. Холодопроизводительность каждой конкретной системы чиллер-фанкойл рассчитывается отдельно.

При этом учитываются максимальные и минимальные температурные показатели, мощность чиллера, производительность насоса, протяженность труб и т.д. Это только общие рекомендации по выбору чиллеров. В каждом конкретном случае следует проконсультироваться с опытным специалистом, который сможет учесть различные нюансы и поможет сделать верный выбор.

Особенности монтажа таких устройств

Сэкономить на установке чиллера сможет только опытный специалист. Всем прочим владельцам этого устройства придется оплатить услуги профессиональных монтажников, поскольку в этом вопросе любая ошибка может стать фатальной. Начинают установку с тщательного изучения всей технической документации и рекомендаций производителя.

Чиллер состоит из множества конструктивных элементов. Промышленную модель лучше всего устанавливать и запускать с помощью опытных профессионалов (+)

После этого приступают непосредственно к установке. Для чиллера следует выбрать опорную площадку, способную выдержать вес этого устройства.

На площадке монтируют раму, положение которой тщательно выверяют с помощью уровня. Если нет площадки с необходимыми характеристиками, следует забетонировать подходящий для монтажа участок, и установить на нем раму.

При этом следует учитывать вибрационное воздействие, которое возникает при работе чиллера. Площадка и рама должны быть установлены таким образом, чтобы вибрация не передавалась прочим конструкциям здания. Воздействие могут также оказывать и другие элементы системы: трубы, воздуховоды, гидромодуль и т.п.

Установку чиллера выполняют на специальную раму, при этом необходимо провести мероприятия по защите окружающих устройство объектов от вибрационного воздействия

Если установка чиллера запланирована в подсобном помещении внутри здания, для нее необходимо соорудить фундамент, который будет возвышаться над уровнем пола. Это позволит уменьшить общую инерционность системы, снизить вибрационное воздействие, улучшить распределение массы агрегата.

Собственно чиллер монтируют на специальные пружинные или резиновые опоры с целью погасить вибрационное воздействие. Под эти опоры кладут еще один слой резины, затем закрепляют конструкцию с помощью анкерных болтов. Определяясь с местом для установки чиллера, следует помнить, что вокруг агрегата должно оставаться свободное пространство.

Для монтажа чиллера на улице или на крыше здания используют специальный кожух, чтобы защитить устройство от непогоды

Оно обеспечит доступ к механизмам для выполнения технического обслуживания. Кроме того, вокруг устройства должен свободно циркулировать воздух, чтобы улучшить охлаждение конденсаторов. Если чиллер установлен снаружи здания, его необходимо защитить от загрязнений, например, опавшей листвой.

Если мусор проникнет в теплообменник, это приведет к некорректной работе системы и серьезным поломкам оборудования. Недопустимо чтобы корпуса чиллера касались посторонние предметы или коммуникации, поскольку им может передаться вибрационное воздействие. Еще один важный момент при монтаже чиллера снаружи — направление ветра.

При установке внутри помещения следует учитывать шумовое воздействие, возникающее во время работы агрегата. Имеет смысл позаботиться о дополнительной шумоизоляции и продумать, как избыточный шум скажется на соседних помещениях. Не рекомендуется ставить чиллер по соседству с жилыми комнатами.

Если рядом с чиллером планируется установить еще какие-то агрегаты, нужно позаботиться, чтобы механизм не подвергался избыточному тепловому воздействию, а также чтобы не было препятствий свободному перемещению потоков воздуха.

При наружном монтаже чиллера используют специальный кожух, который защищает устройство от воздействия погодных факторов. Внутри кожуха ставят испаритель, для монтажа компрессоров предусмотрено место сбоку, а конденсатор устанавливают сверху.

Подобным же образом агрегат устанавливают на крыше здания. При внутренней установке, кожух, разумеется, не нужен, но если в этом случае используется модель с выносным конденсатором, то часть монтажных работ выполняют снаружи.

Для монтажа чиллера на крыше здания может понадобиться специальная строительная техника, поскольку устройство имеет большой физический вес

При изучении технической документации следует обратить внимание на порядок монтажа рамы под чиллер. Для некоторых моделей с высокой производительностью используют специальные виброопоры, которые не нужно дополнительно крепить анкерными болтами.

Для отдельных агрегатов не требуется заливать отдельный фундамент, достаточно правильно установить раму и закрепить устройство болтами.

Для присоединения труб к патрубкам чиллера обычно используют муфты, поскольку диаметр этих коммуникаций невелик. Подключение чиллера к трубопроводам осуществляется только после того, как агрегат установлен на фундамент и виброопоры. Не стоит выполнять этот этап заранее, чтобы не повредить коммуникации.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик с презентацией промышленной модели чиллера ЧА-14 можно посмотреть здесь:

Промышленный чиллер — устройство достаточно сложное, но при правильном монтаже и обслуживании оно может безупречно прослужить многие годы. Чтобы не ошибиться в процессе установки оборудования, лучше обратиться в специализированную компанию.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящейся ниже блок-форме. Расскажите о том, как устанавливали подобную климатическую систему в вашем доме или офисе, поделитесь полезными сведениями по теме статьи. Задавайте вопросы, сообщайте об обнаруженных недочетах в тексте, публикуйте фото по теме.

Принцип работы чиллера

Принцип работы чиллера во многом сходится с механизмом стандартного кондиционера. В двух агрегатах задействован парокомпрессионный холодильный цикл, который и обеспечивает охлаждение жидких веществ. Все холодильные машины схожи по своему строению, отличается только модель и способ охлаждения.

Устройство чиллера

Агрегаты, вырабатывающие холод, имеют в своем строении следующие элементы:

конденсатор;
компрессорная установка;
Специальный теплообменник фреон-вода;
испаритель.

В отличие от кондиционера или холодильника, чиллер охлаждает не воздух, а вещества, которые предназначены для перенесения холода, например, вода или гликолевый раствор. А уже охлажденные жидкости переносятся по трубам к тому месту, где требуется холод.

Принцип работы чиллера для чайников

Например, в кондиционере циркулирует фреон. Охлажденный газ проходит через радиатор внутреннего блока. Радиатор внутреннего блока обдувается воздухом. В результате воздух охлаждается, а фреон нагревается и уносится в компрессор.
В чиллере вместо фреона — вода. Холодная вода проходит через радиатор внутреннего блока. Радиатор внутреннего блока обдувается теплым воздухом из комнаты. Воздух охлаждается, а вода нагревается и уносится обратно в чиллер.

Теплообменник чиллера фреон-вода

Теплообменник для чиллера устроен таким образом, что внутри него существует два контура:

В первом контуре циркулирует фреон;
Во втором — жидкость (например, вода).

Оба контура теплообменника соприкасаются между собой через металлические стенки, но фреон и вода, естественно, между собой не перемешиваются. Для большей эффективности, движение происходит навстречу друг другу.

В теплообменнике фреон-вода происходит следующее:

Жидкий фреон через ТРВ (терморегулирующий вентиль) попадает в свой контур теплообменника. В процессе он расширяется, в результате происходит отбор тепла от стенок, охлаждая их и нагревая фреон.
Вода проходит по своему контуру теплообменника и ее температура падает за счет охлажденных стенок, которые охладил фреон.
Далее, фреон уносится в компрессор, а холодная вода — по назначению (для охлаждения чего-либо).
Цикл повторяется.

Читайте также:

Часы на стену своими руками

Компрессор для чиллера

Компрессор является главной частью любой кондиционерной машины, внутри него активизируются основные процессы агрегата, поэтому на работу этого элемента уходит значительная часть энергии. Компрессорная установка нацелена на сжатие паров действующего вещества прибора (фреона). После того, как пар перешел в сжатое состояние, а давление внутри агрегата повысилось, начинается процесс конденсации.

Современные компрессоры нацелены на всестороннюю экономию энергии, они оснащены инновационными деталями, которые помогают сохранить энергетическую эффективность и оптимизировать управление прибором. Принцип работы системы чиллер фанкойл заключается в рациональном расходе энергии, а также минимизации шума при работе агрегата.

Такие современные приборы отличаются:

высокой эффективностью;
минимальным шумовым уровнем;
многофункциональностью;
компактными размеров и форм;
универсальностью;
минимальными вибрационными движениями;
удобством при использовании.

Принцип работы чиллера фанкойл основан на использовании минимального количества энергии и максимальной выдаче тепловых результатов.

Чиллер с выносным конденсатором

Существуют виды охлаждающих приборов, которые можно использовать удаленно от места нахождения конденсатора. Принцип работы чиллера с выносным конденсатором основан на высокой мобильности и универсальности. Такие приборы имеют элементарное строение и простую схему эксплуатации.

Выносной конденсатор чиллера может работать на двух типах вентиляторов:

Благодаря универсальности, удобству и высокой эффективности такие аппараты используются повсеместно для производственных нужд.

Единственное ограничение — чиллер с выносным конденсатором может быть использован только для охлаждения. Задействовать обратный холодильный цикл для нагрева жидкости не получится.

Абсорбционный чиллер фанкойл

Абсорбционные приборы отличаются от стандартных чиллеров строением и схемой эксплуатации. Принцип работы абсорбционного чиллера основывается на использовании раствора бромида лития (LiBr), который поглощает испарения внутри агрегата, переходя в состояние разбавленного вещества. Полученный раствор отправляется в генератор, где нагревается и выпаривается под воздействием пара или выхлопных газов. Раствор бромида лития (LiBr) возвращается в свое прежнее состояние, и направляется к своим истокам – в абсорбер. Тем временем полученный пар из воды подходит к конденсатору, чтобы замкнуть цикличный процесс и повторить процедуру вновь. Аппараты на абсорбционной системе охлаждения используются в производственных сферах для выполнения масштабных работ.

Видео о принципе работы чиллера

Что такое система чиллер – схема и принцип работы

В коммерческих зданиях для поддержания заданных параметров микроклимата используются системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Современные промышленные объекты нуждаются в эффективных решениях, направленных на повышение энергоэффективности и создания комфортной внутренней среды независимо от внешних условий. Чиллеры стали популярным решением на самых разнообразных коммерческих объектах, включая отели, рестораны, больницы, спортивные арены, промышленные и производственные предприятия и т. д. Оборудование способствует передаче тепла из внутренней среды во внешнюю, а теплопередача зависит от физического состояния хладагента, циркулирующего в системе охлаждения.

Как работает чиллер?

Чиллер работает по принципу сжатия или поглощения пара. Он обеспечивает непрерывный поток охлаждающей жидкости к системы технологической воды. Насосная система обеспечивает циркуляцию воды или водно-гликолевого раствора от охладителя к процессу. Эта холодная жидкость поглощает тепло, а после, уже нагретая, возвращается в чиллер.

В установке используется механическая система охлаждения с компрессией пара, которая подключается к системе технологической воды через устройство, называемое испарителем. Хладагент циркулирует через испаритель, компрессор, конденсатор и расширительное устройство чиллера. Термодинамический процесс происходит в каждом из вышеперечисленных компонентов. Испаритель работает как теплообменник, так что тепло передается хладагенту. По мере передачи тепла он испаряется, превращаясь из жидкости с низким давлением в пар, в то время как температура снижается.

Затем хладагент поступает в компрессор, который выполняет несколько функций. Во-первых, он удаляет хладагент из испарителя и гарантирует, что давление в системе остается достаточно низким для поглощения тепла с правильной скоростью. Во-вторых, он повышает давление выходящего пара, чтобы его температура оставалась достаточно высокой для выделения тепла, когда он достигает конденсатора. Хладагент возвращается в жидкое состояние в конденсаторе. Скрытая теплота, выделяемая при переходе хладагента из пара в жидкость, отводится из окружающей среды воздухом или водой. Принцип действия системы с водяным контуром представлен на рисунке ниже.

Существует множество типов хладагентов и применений в зависимости от требуемых температур, но все они работают по основному принципу сжатия и фазового перехода из жидкого состояние в газообразное и обратно. Этот процесс называется цикл охлаждения. Он начинается с того, что в испаритель поступает смесь жидкости и газа под низким давлением. В испарителе тепло технологической воды или водно-гликолевого раствора приводит к кипению хладагента, который превращает его из жидкости низкого давления в газ низкого давления. Газ низкого давления поступает в компрессор, где сжимается до газа высокого давления. Газ под высоким давлением поступает в конденсатор, где окружающий воздух или вода конденсатора отводят тепло, чтобы охладить его до жидкости под высоким давлением. Жидкость под высоким давлением поступает к расширительному клапану, который контролирует количество жидкого хладагента, поступающего в испаритель, тем самым снова начиная цикл охлаждения. Принцип действия системы с воздушным охлаждением представлен на рисунке ниже.

Типы чиллеров

В чиллерах используются два типа конденсаторов: с воздушным и водяным контуром. Первый вид использует окружающий воздух для охлаждения и конденсации горячего газообразного хладагента обратно в жидкость. Он может быть расположен внутри чиллера или снаружи, но в конечном итоге он отводит тепло от чиллера в воздух. В конденсаторе с водяным охлаждением вода из градирни охлаждает и конденсирует хладагент.

Агрегаты с воздушным охлаждением напоминают «радиаторы», охлаждающие автомобильные двигатели. Они используют моторизованный вентилятор, чтобы нагнетать воздух через решетку линий хладагента. Для эффективной работы им требуется температура окружающей среды 35 ° C или ниже, если они специально не предназначены для жарких условий окружающей среды.

Конденсаторы с водяным охлаждением выполняют ту же функцию, что воздушные аналоги, но требуют двух этапов для завершения теплопередачи. Сначала тепло переходит от пара хладагента в воду конденсатора. Затем теплая вода перекачивается в градирню, где технологическое тепло в отводится в атмосферу.

Чиллеры с водяным охлаждением

У чиллеров с водяным охлаждением конденсатор соединен с градирней. Они используются для средних и крупных установок с достаточным водоснабжением. Могут обеспечить более стабильную производительность для коммерческого и промышленного кондиционирования воздуха из-за независимости от колебаний температуры окружающей среды. Размеры установки варьируются от небольших моделей емкостью 20 тонн до моделей на несколько тысяч тонн, которые охлаждают крупнейшие в мире объекты, такие как аэропорты, торговые центры и т.д.

Чиллеры с водяным охлаждением обычно располагаются внутри помещений в среде, защищенной от непогоды, что обеспечивает более длительный срок службы оборудования. Они представляют собой единственный вариант для крупных установок. Дополнительная система градирни потребует больших затрат на монтаж и обслуживание по сравнению с воздушными аналогами.

Чиллеры с воздушным охлаждением

В чиллерах с воздушным охлаждением используется конденсатор, охлаждаемый окружающим воздухом. Они нашли широкое применение в небольших или средних установках, где пространство ограниченно, а вода представляет собой ограниченный ресурс.

Типичная система имеет пропеллерные вентиляторы или механические циклы охлаждения, чтобы втягивать окружающий воздух через оребренный змеевик для конденсации хладагента, что обеспечивает передачу тепла в атмосферу.

Чиллеры с воздушным охлаждением обладают значительным преимуществом в виде более низких затрат на установку и обслуживание. Они занимают меньше места и располагаются вне помещения, что сокращает срок службы наружных элементов. Комплексный характер оборудования снижает затраты на техническое обслуживание. Их относительная простота в сочетании с меньшими требованиями к пространству дает большие преимущества во многих типах установок.

Виды компрессоров

Как известно, для точной работы графика нагрузки чиллера очень важен тип используемых компрессоров. Традиционно в чиллерах большой мощности использовались поршневые или роторно-винтовые компрессоры. Поршневой компрессор имеет много движущихся частей и, как следствие, низкий КПД из-за больших потерь на трение. При работе поршневых компрессоров наблюдается высокий уровень шума и вибрации, а также существует необходимость их регулярного обслуживания. Винтовые компрессоры, в свою очередь, имеют сложную конструкцию и, как следствие, очень высокую стоимость. Производство винтовых компрессоров малорентабельно.

Обслуживание таких компрессоров требует значительных затрат и требует высококвалифицированного персонала. В последние годы на рынке появились компрессоры спирального типа, лишенные специфических недостатков поршневых и винтовых моделей. Они обладают высокой энергоэффективностью, низким уровнем шума и вибрации и не требуют обслуживания. Компрессоры этого типа просты по конструкции, очень надежны и в то же время недорогие. Однако производительность спиральных компрессоров обычно не превышает 40 кВт.

Текущее и профилактическое обслуживание

Затраты на чиллер составляют значительную часть счетов за коммунальные услуги здания. Система будет работать более эффективно за счет надлежащего текущего обслуживания, оно включает в себя:

Осмотр и очистку змеевиков конденсатора. Теплопередача оказывает большое влияние на чиллерные системы и является основой для обеспечения эффективной работы оборудования. При плановом техническом обслуживании следует проверять змеевики конденсатора на предмет засорения и свободного прохода воздуха.
Заправка хладагента. Коэффициент охлаждения зависит от надлежащего уровня хладагента в системе. Поддержание требуемого количества хладагента может значительно повлиять на энергоэффективность за счет снижения затрат на охлаждение почти на 5-10%.
Поддержание воды в конденсаторе. Водяные контуры конденсатора, используемые с градирнями, должны поддерживать надлежащий расход воды в соответствии с проектом. Любой мусор, такой как песок, эрозионные твердые частицы и загрязняющие материалы, могут повлиять на нормальную работоспособность. Загрязнение или образование накипи препятствует потоку воды и сильно влияет на эффективность работы оборудования.

Автоматизация работы чиллера

Автоматизация и искусственный интеллект продолжает развиваться в повседневных практических приложениях. Такое оборудование, как чиллерные системы, выиграет от использования современного программного обеспечения, которое может обнаруживать потенциальные сбои до их возникновения. Прогнозируемое техническое обслуживание использует сбор и анализ рабочих данных системы, чтобы определить, когда следует предпринять действия по техническому обслуживанию до катастрофического отказа. Поскольку чиллеры являются сердцем большинства современных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, предотвращение катастрофических отказов, приводящих к значительным «простоям», позволит сэкономить на расходах на аварийный ремонт, а также на репутации. Критическая роль, которую играет система чиллера, требует повышенного внимания. Автоматизация и система контроля минимизируют время простоя и повышают производительность оборудования.

При разработке современных климатических установок особое внимание уделяется проблеме энергосбережения. Количество энергии, потребляемой комплексом в течение годового жизненного цикла, является одним из основных критериев принятия решений при рассмотрении предложений, представленных на тендер. На сегодняшний день значительным потенциалом энергоэффективности является разработка и внедрение климатического оборудования, способного максимально точно покрывать график нагрузки в постоянно меняющихся условиях.

В то же время суточный график избытка тепла также неравномерно выражен с выраженным максимумом. Традиционно в чиллерах мощностью 20-80 кВт устанавливаются два идентичных компрессора и образуют два независимых контура хладагента. В результате машина может работать в двух режимах на 50% и 100% своей номинальной мощности. Новое поколение чиллеров холодопроизводительностью от 20 до 80 кВт позволяет осуществлять трехступенчатое регулирование мощности. В этом случае общая холодопроизводительность распределяется между компрессорами в соотношении 63% и 37%.

В чиллерах нового поколения оба компрессора подключены параллельно и работают в одном контуре хладагента, то есть имеют общий конденсатор и испаритель. Такое расположение значительно увеличивает эффективность преобразования энергии (KPI) контура хладагента при работе с частичной нагрузкой. Для таких чиллеров при 100% нагрузке и температуре наружного воздуха 25 ° C KPE = 4, а при 37% CPE = 5. Учитывая, что 50% времени блок работает с нагрузкой 37%, это дает значительную энергию. экономия.

Микропроцессорные контроллеры предназначены для эффективного внедрения в чиллеры новых решений, которые позволяют:

контролировать все параметры работы оборудования.
настроить заданную температуру воды на выходе из агрегата в соответствии с параметрами наружного воздуха, технологическим процессом или командами централизованной системы управления (диспетчера).
выбирает оптимальный шаг регулирования мощности.

Эффективность работы чиллера сильно влияет на эксплуатационные расходы здания. Текущее плановое обслуживание представляет собой минимум с точки зрения управления объектом. Для профилактического обслуживания и оптимизации холодильной системы требуются оперативные данные в режиме реального времени.

Охлаждающий чиллер: что это такое, принцип работы, схема

Всё большую популярность в различных сферах деятельности человека набирают чиллеры. Они широко распространены не только в промышленных зонах, но и в качестве бытового домашнего или офисного оборудования.

Рассмотрим принцип действия чиллера, что это такое и как устроен этот агрегат.

Сферы применения чиллеров

Для начала разберёмся, что такое чиллер.

Чиллер — мощный агрегат, предназначенный для охлаждения жидкости, применяемой в качестве теплоносителя в центральных системах кондиционирования, таких как приточные установки, фанкойлы. Он нужен для циркуляции жидкого вещества, например, воды, антифриза.

Главным параметром холодильной машины-чиллера является мощность, или холодопроизводительность. На рынке климатической техники все аппараты имеют мощность от 5 до 9 тыс. кВт. В зависимости от этого параметра, а также устанавливаемого оборудования и площади помещений, чиллеры находят свою сферу применения.

Так, для централизованного кондиционирования в квартирах, домах, офисах и других заведениях применяются системы малой мощности. Агрегат с высокой способностью поглощения тепла используется в металлообрабатывающей промышленности, машиностроении, медицине.

Чиллеры также необходимы для выполнения таких задач:

охлаждение алкогольных напитков, соков, сиропов при производстве продукции;
понижение температуры питьевой и технологической воды в оборудовании пищевой промышленности;
поддержание температурного режима в бассейнах;
образование ледовых катков на спортивных площадках;
охлаждение специальных медицинских установок;
выпуск лекарственных средств при низких температурах;
охлаждение лазерных станков;
выпуск пластмассовой и резиновой продукции;
оборудование для химической отрасли.

Виды чиллеров

В продаже представлены такие виды чиллеров как:

Абсорбционные . В процессе производства вместо фреона используется вода или абсорбент.
Парокомпрессионные . Охлаждение возникает в результате парокомпрессионного цикла, состоящего из испарения или дросселирования.

По способу установки холодильные машины подразделяются на следующие виды:

Наружные . Устанавливают в виде моноблока на улице.
Внутренние . Оборудование состоит из двух частей. Конденсатор монтируют снаружи здания, остальные части — внутри помещения.

По типу конденсатора чиллеры бывают:

По типу исполнения гидромодуля охлаждающие агрегаты делятся на следующие виды:

со встроенной установкой;
с выносной установкой.

По типу компрессора чиллеры могут быть:

винтовыми ;
ротационными ;
поршневыми ;
спиральными .

Виды холодильного оборудования зависят также от типа вентиляторов. Чиллеры оборудуются такими вентиляторами:

осевым ;
центробежным .

Классификация агрегатов приведена на фото.

Устройство чиллера

Разберём, как работает эта климатическая техника и из чего она состоит.

Парокомпрессионный чиллер

Конструкция парокомпрессионного холодильного агрегата может меняться в зависимости от модификации и типа чиллера, но главными элементами системы являются:

испаритель ;
конденсатор ;
компрессор .

Принцип работы парокомпрессионного чиллера состоит в следующем.

При сжатии компрессором испарений рабочего вещества, или хладагента, давление доходит до 30 атм, температура повышается до 70 °C. Начинается процесс конденсации.
Конденсатор отдаёт тепло наружу. Конденсатор — единственный механизм, в котором хладагент контактирует с воздушной средой. Наружный воздух обдувает смесь, которая меняет агрегатное состояние и превращается в жидкость. При этом горячий хладон остывает и отдаёт свою энергию, воздух нагревается.
Затем рабочее вещество проходит через регулирующий вентиль и расширяется. Давление падает. Резко снижается температура. Хладон вскипает и, пройдя через испаритель чиллера, переходит в газообразное состояние, поглощает энергию теплоносителя и охлаждает его. Затем вещество опять поступает в компрессор . Цикл повторяется.

На таком принципе основаны схема чиллера и его устройство. Многие агрегаты работают по обратному холодильному циклу — вместо охлаждения вырабатывают тепло.
Как устроен чиллер, лучше показать на принципиальной схеме или в виде чертежа охлаждающего оборудования.

Абсорбционный чиллер

Принцип работы абсорбционного чиллера приведён на схеме.

Преимущества и недостатки чиллеров

Холодильная система имеет ряд преимуществ:

Удобство эксплуатации.
Возможность размещения установки на расстоянии от охлаждаемого помещения.
Частичная замена отопительных систем, сокращение количества батарей.
Сокращение затрат на эксплуатацию.
Экологичность.
Минимизация полезной площади.
Бесшумность работы.
Безопасность.

Недостатки чиллеров:

Крупные габариты внутренних блоков.
Большой вес.
Сложная установка, монтаж зависит от модификации агрегатов.
Повышенное энергопотребление.
Высокая стоимость.

При выборе холодильной машины на все эти показатели стоит обращать внимание. Если в помещение мало комнат и нет комнат большого размера, можно купить другую климатическую технику, менее крупную и более эффективную.