Что такое чиллер: особенности и устройство. Чилер или чиллер что это

Обслуживание и ремонт, а также подбор и проектирование холодильного оборудования различных марок — это основной профиль Специального регулирующего органа, который будет актуален на протяжении ближайшего десятилетия.

Классификация чиллеров

Чиллеры классифицируются на два основных типа: парокомпрессионные и абсорбционные. Эта классификация основана на принципе работы и способе производства холода. Области применения обоих типов чиллеров имеют много общего. Оба типа, как правило, используются для кондиционирования воздуха, для промышленных охлаждений, в системах вентиляции, а также для производства хладагентов (охлаждающих жидкостей), которые могут быть использованы в различных технических применениях. Более того, охладители способны генерировать теплоноситель, который используется для отопления и вентиляционных нужд. Однако стоит отметить, что парокомпрессионные охладители применяются реже, чем их абсорбционные аналоги, в частности из-за того, что их эффективность снижается при отрицательных температурах окружающей среды. В данной статье особое внимание будет уделено охладителям парокомпрессионного типа.

Принцип действия.

Парокомпрессорные охладители состоят из четырех основных компонентов: компрессора, испарителя, конденсатора и дроссельного устройства. В качестве хладагента в большинстве случаев используется хладон — производное насыщенных углеводородов, таких как метан и этан, с добавлением фтор и хлора. Работы холодильных установок организованы следующим образом: компрессор нагнетает газообразный хладагент в конденсатор (см. рис. 1). В данном агрегате под воздействием высокого давления и на выходе тепла происходит конденсация газа фреона. После этого жидкий хладагент проходит через дроссельное устройство, где его давление резко падает, приводя к частичному испарению жидкости. Это сопровождается ощутимым падением температуры. Затем газожидкостная смесь поступает в испаритель, где завершает процесс испарения и превращается в пар. Испаритель функционирует как промежуточный теплообменник «хладагент/вода», позволяя передать тепло от хладагента к теплоносителю. После этого полученная жидкость транспортируется по гидравлическому контуру до достижения температуры, необходимой потребителю, будь то вентиляторный доводчик, вентиляционная установка или другое оборудование.

Принцип работы чиллера.png

Классификация кулеров.

  1. По типу охлаждения конденсатора:
  • Конденсаторы с воздушным охлаждением;
  • С водяным охлаждением конденсатора.
  • Конденсаторы, предназначенные для наружной установки;
  • Конденсаторы для установки внутри помещений;
  • С системой естественного охлаждения;
  • С центробежным вентилятором охлаждения конденсатора;
  • Тип компрессора и так далее.

Наружные блоки представляют собой одиночные охладители с воздушным охлаждением, которые, как правило, устанавливаются на крыше или в специально отведенном месте рядом с обслуживаемым зданием. В некоторых случаях наружные блоки могут также включать выносные охладители испарителя.

  • Охладители с выносными конденсаторами (не конденсируемые);
  • Чиллеры с водяным охлаждением (водоохлаждаемые);
  • Охладители с воздушным охлаждением и центробежными вентиляторами.

Внутренние охладители размещаются в определенной зоне здания, например, в моторном отсеке. Моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением приобретены наибольшую популярность благодаря своей простоте установки, удобству в эксплуатации и более низкой цене по сравнению с другими типами оборудования.

В системах с вентиляторным охлаждением теплоносителем или охлаждающей средой, как правило, выступает вода или различные антифризы. В то время как в мульти-сплит-системах используются фреоны — хладагенты. Тем не менее, из-за разницы в теплоемкости охлаждающая жидкость оказывается менее эффективной, чем жидкость в системах с охладителем и вентиляторным змеевиком.

Схема работы чиллера

До 1982 года кулеры были единственной системой кондиционирования, способной эффективно функционировать в таком большом количестве помещений. В преддверии этого, существует множество схем подключения и осуществления работы охладителей, адаптированных для различных установок. Наиболее распространенной конфигурацией является охладитель с осевым вентилятором, водяным контуром и воздушным конденсатором, который обычно обдувается двумя насосами в составе гидравлического агрегата. Если охладитель установлен в отапливаемом помещении, есть возможность монтажа выносного воздушного конденсатора, однако он не входит в стандартный комплект и должен быть приобретён отдельно. На этом этапе необходимо учитывать недостатки, такие как ограниченная длина трубопровода и взаимное расположение охладителя и выносного конденсатора. Вязкость систем с водяными конденсаторами позволяет разместить сам охладитель в теплом помещении для упрощения обслуживания, но для подачи холодной воды в конденсатор потребуется дополнительный контур, который будет представлять собой сухой водоохладитель.

Это интересно:  Причины обратной тяги в вентиляции многоквартирного дома. Почему вытяжка дует в обратную сторону в квартире?

Схема холодильника с воздушным охлаждением конденсатора

Фото: Принципиальная схема конденсатора-охладителя с воздушным охлаждением. На схеме представлены следующие элементы: 1 — компрессор, 2 — реле высокого давления, 3 — запорный клапан, 4 — дифференциальный клапан, 5 — регулятор давления конденсации, 6 — конденсатор с воздушным охлаждением, 7 — приемная линия, 8 — запорный клапан, 9 — фильтр-осушитель, 10 — вид на стекло, 11 — электромагнитный клапан, 12 — для электромагнитного клапана змеевик, 13 — терморегулирующий вентиль, 14 — испаритель со сварной пластиной, 15 — фильтр-осушитель, 16 — реле низкого давления, 17 — запорный клапан, 18 — датчик температуры, 19 — реле потока жидкости, 20 — электрическая панель.

Кроме того, существуют специализированные охладители, которые могут работать в режиме подогрева жидкости. Эта функциональность часто обозначается как функция теплового насоса или просто тепловой насос. Это направление представляет собой отклонение от традиционного кондиционирования воздуха и занимает особое место среди устройств, работающих как на охлаждение, так и на нагрев. Такие охладители именуются охладителями с тепловым насосом.

Разделение холодильников по их мощности имеет своё обоснование. К примеру, пределы для холодильников малой и большой мощности могут варьироваться от 20 до 100 кВт, но каждый производитель устанавливает эти пределы с учетом особенностей своих моделей.

Виды чиллеров

Тип кулера разнообразен и зависит от его конкретного назначения. Например, модульные чиллеры разрабатываются для сборки из отдельных компонентов и подключения к системе, в то время как отдельные чиллеры, или чиллеры определенной фиксированной мощности, функционируют в собственном контуре.

Обзор модульного блока

Фото: обзор серии модульных чиллеров DANTEX DN-25-250BD (F) (L) SF.

Тип компрессора, установленного в охладителе, варьируется в зависимости от самого устройства. Обычно небольшие охладители применяют ротационные компрессоры, которые, как правило, дешевле и проще в производстве. В то же время спирально-накатные компрессоры используются в небольших и высокопроизводительных чиллерах, поскольку они обладают большей надежностью и запасом прочности по сравнению с ротационными в равных условиях. Охладители могут быть оснащены двумя или даже шестью компрессорами. С увеличением мощности от одного мегавата, более распространены винтовые компрессоры, в которых конденсаторы охлаждаются водяным, а не воздушным способом, что, как правило, увеличивает сложность конструкции. При мощности, достигающей 10 мегаватт, могут использоваться центробежные компрессоры, водяные конденсаторы и испарители с залитыми кожухами и трубами.

Это интересно:  Системы вентиляции в частном доме – как правильно сделать. Что нужно для вентиляции

Холодильник

Фото: DN-060MVB(G)/SF шарнирный чиллер с двумя ротационными компрессорами — DN-200BFL/SF шарнирный чиллер со спиральным компрессором — DN-380BGMTC/SM шарнирный чиллер с двумя винтовыми компрессорами.

Кроме вышеперечисленных типов, существуют и абсорбционные охладители. Эти устройства работают на основе тепловой энергии, которую чаще всего используют из вторичного или отработанного источника, чтобы создать цикл охлаждения. В отличие от парокомпрессионных систем, они не нуждаются в компрессоре для циркуляции хладагента. В конструкциях таких охладителей конденсатор и испаритель сконструированы иначе, чем в традиционных системах, хоть и имеют свои преимущества, такие как экономия значительного объема энергии за счет использования отбрасываемого тепла. Однако стоит заметить, что конструкция абсорбционных охладителей сложнее, а конечные температуры, которые они могут достигать, не столь низки, как у обычных систем.

Схема абсорбционного чиллера в контуре

Рисунок: схема абсорбционного чиллера и его контур.

Важно отметить, что температура на входе и выходе кондиционера должна оставаться постоянной, при этом разница температур обычно составляет 4-6 °C. Для достижения более значительной разницы температур можно применять системы с двумя насосами. В стандартных системах охлаждения для обеспечения необходимой циркуляции воды в гидроагрегате устанавливаются две насосные станции: одна рабочая и другая — резервная. Эти насосы устанавливаются в одном и том же месте параллельно друг другу. Однако не следует путать такие системы с двухнасосными охладителями.

В двухнасосной системе насосные группы располагаются в разных местах, перед и за накопительным баком, что позволяет работать насосам поочередно, увеличивая разницу температур между входящей и выходящей водой до 15°C.

Правильность выбора чиллера

Как правило, ответственность за выбор охладителя лежит на заказчике, который должен учитывать свои специфические требования и цели использования. Для выбора наиболее подходящей модели можно обратить внимание на следующие характеристики:

  • Тип теплоносителя (вода или незамерзающая жидкость);
  • Функция охладителя (охлаждение или комбинация охлаждения и подогрева);
  • Сезонное или круглогодичное использование;
  • Содержатся ли охладитель и гидравлический блок охлаждения в одном или разных помещениях;
  • Диапазон рабочих температур охладителя;
  • Местоположение охладителя (например, на крыше, на земле, между этажами).

Важно учитывать размер устройства и доступное пространство для обслуживания. В случае установки агрегата внутри помещений температура в них также имеет большое значение, так как она непосредственно влияет на давление конденсации. Для оптимальной работы компрессоров, агрегат следует хранить при температуре ниже +35°C.

Расположение холодильника

Фото: расположение охладителя.

Каждый производитель рассчитывает и подбирает охладители и гидравлические установки с использованием собственных программ. Это связано с тем, что имеется множество специализированных производителей критически важных компонентов, таких как компрессоры и теплообменники, которые могут иметь различную холодопроизводительность. Все остальные компоненты могут оставаться стандартными. Особое внимание следует уделить выбору одного из компонентов гидравлического блока — бака-накопителя, так как для его правильного расчета необходимо учитывать множество специфических факторов. В свою очередь, сам процесс расчета может быть выполнен с использованием ряда доступных уравнений.

Современные охладители нужны для различных целей — в частности, для подогрева или охлаждения воды или антифриза. Они широко используются в роли теплоносителей или хладагентов в фанкойлах, вентиляционных системах и различных устройствах, предназначенных для кондиционирования, отопления и охлаждения воздуха.

Центробежные охладители

Внутренний блок

Охладители с центробежными вентиляторами спроектированы для установки в различных зданиях. Главные требования к таким установкам заключаются в их компактной конструкции и низком уровне шума, что способствует удобству установки внутри помещений.

Это интересно:  Какая должна быть влажность воздуха в квартире или частном доме. Какая влажность воздуха должна быть в доме

В охладителях данного типа используется низкоскоростной центробежный вентилятор, в то время как большинство моделей малой и средней мощности оснащены малошумными спиральными компрессорами. Поршневые компрессоры установлены в специальные акустические корпуса для снижения уровня шума.

При проектировании и установке охладителей данного типа важно обеспечить беспрепятственное поступление охлаждающего воздуха к охладителю, а также эффективный отвод горячего воздуха к конденсатору. Это достигается путем создания системы всасывающих и расширительных каналов, в структуре которой располагаются центробежные вентиляторы, элементы для нагрева или охлаждения конденсаторов и гибкие воздуховоды, которые отвечают за распределение воздуха. Размеры последних рассчитываются на основе рекомендаций по скорости воздуха, которые учитываются в сечениях решетки и воздуховода.

Перепады давления в вентиляционных системах также необходимо рассчитывать с использованием аэродинамических методов. Значения давления должны соответствовать показателям, которые обеспечиваются центробежным вентилятором при заданной скорости потока воздуха, предназначенного для охлаждения конденсатора.

Если давление в центробежном вентиляторе оказывается ниже расчетного перепада давления в вентиляционной сети, то для повышения производительности может быть установлен более сильный электродвигатель на вентилятор по специальному заказу.

Для предотвращения передачи вибраций на вентиляционную сеть, трубы должны быть подключены к охладителю с использованием гибких вставок.

Холодильник с выносным конденсатором

Выносной охладитель конденсатора

Выносные конденсаторы

Неконденсационные агрегаты устанавливаются внутри помещений и подключаются к удалённым конденсаторам. Как и в случае холодильников с центробежными вентиляторами, установка в помещении обеспечивает простоту эксплуатации системы. Эта система не сталкивается с проблемами, связанными с использованием неохлаждающих жидкостей — для таких систем отапливаемая вода требует последующего слива в зимний период, что значительно снижает транспортировочные издержки по сравнению с системами, использующими жидкости, не подлежащие охлаждению.

Однако у неконденсирующихся охладителей есть и существенные недостатки, о которых стоит помнить.

Конденсаторные охладители с водяным охлаждением.

Охладители с водяным охлаждением, как правило, более экономичны, однако они требуют наличия водяного контура для охлаждения конденсатора со всем сопутствующим оборудованием.

Традиционно в таких системах используются градирни для охлаждения конденсатора холодильников, где горячая вода, нагретая в конденсаторе, распыляется через специальные форсунки в поток наружного воздуха, обеспечивая её охлаждение до температуры жидкости окружающей среды через непосредственный контакт с воздухом. Затем охлажденная вода возвращается в конденсатор.

Оцените статью
Build Make