Принципиальные схемы промышленных чиллеров

Виды чиллеров и их отличительные особенности

Производители предлагают разные варианты таких холодильных машин. В продаже чаще всего встречаются вот такие модели:

1. Чиллеры с воздушным охлаждением. Эти устройства в качестве теплообменника используют воду, так что проектные и монтажные работы не вызывают особых затруднений. Подобные преимущества не могут скрыть и недостатки кондиционирвоания системы с водяным содержимым: она может работать только при плюсовой температуре и считается очень шумной.
2. Чиллеры с незамерзающими жидкостями. В магистрали этих систем заливают гликоль, который может дать температуру в 5-10ºС. Такие системы нет необходимости периодически опустошать, они не размораживаются и могут работать даже при минусовой температуре воздуха. В зимнее время такие чиллеры подсоединяют к сухим градирням. Но стоят такие системы намного дороже, потребляют много киловатт и требуют двойного гидравлического контура с дополнительной автоматикой.
3. Чиллеры с градирнями. Такие конструкции дают возможность выбирать один из трёх режимов работы, регулируя расход электричества. Это один из самых экономичных вариантов, славящихся своей быстрой окупаемостью. В промежуточных теплообменниках в этой системе нет необходимости.
4. Чиллеры с выносными конденсаторами – не самые популярные модели, которые невыгодны с точки зрения покупки и эксплуатации. Они успешно работают только в южных регионах, требуют большого количества хладагента и нуждаются в профессиональной установке и обслуживании.
5. Чиллеры с сухой градирней и жидким охлаждением. Весьма дорогостоящее оборудование с высокими энергосберегающими показателями. Отличается бесшумной работой, круглогодичным функционированием и отсутствием необходимости в сезонном обслуживании.
6. Центробежные чиллеры с испарительной градирней. Используются для больших зданий. Такие устройства поддерживают стабильную температуру теплоносителя и не нуждаются в капитальных затратах, но имеют довольно низкую производительность.
7. Газовые чиллеры с водяным охлаждением. Топливом в этом контуре выступает природный газ, а значит, энергозатраты минимальны. Такие системы быстро окупаются и могут использоваться зимой для отопления.

ФОТО: static.tildacdn.comТакую систему нужно постоянно контролировать и следить за её содержимым

ФОТО: ereinsaat.com.trТакие устройства весят сравнительно немного и могут устанавливаться на крышах

Как подобрать чиллер?

Кажется, что в вопросе, для чего нужен чиллер, разобраться не очень сложно. Совсем другое дело — выбор подходящего оборудования. В этом случае необходимо учитывать его будущие рабочие условия, потому что от них будет зависеть мощность устройства.

Следующим пунктом будет выбор типа конструкции — для наружного или внутреннего монтажа. В первом случае на передний план выступает надежность этой части системы чиллер-фанкойл. «Уличным идеалом» считают оборудование в оцинкованном корпусе и с теплообменниками, изготовленными из нержавеющей стали.

Определение требуемой производительности чиллера — наиболее важная операция, которая предстоит будущим владельцам. При расчете мощности учитывают:

• тепло, проникающее в здание извне;
• тепловую энергию, исходящую от людей;
• тепло, которое вырабатывает другое оборудование (пример — осветительные приборы).

Все притоки суммируют, получая общую тепловую нагрузку одного помещения. Аналогичным образом просчитывают все комнаты в здании. Все значения складывают. Так как при охлаждении образуется конденсат, процент влажности воздуха изменяется, расчет мощности охлаждения чиллера производят по специальной формуле. К окончательному результату для запаса мощности добавляют как минимум 20%.

Формула вычисления холодопроизводительности:

Q = G х (Т1- Т2) х C_рж х pж / 3600, где

Q — холодопроизводительность, G — расход охлаждаемой жидкости (м3/ч), Т1 и Т2 — ее начальная и конечная температура, C_рж и pж — ее удельная теплоемкость и плотность соответственно. Если в системе будет «работать» вода, то C_рж х pж равняется 4,2. Такие расчеты довольно требовательны, поэтому в данном случае лучше не делать их самостоятельно, а обратиться за помощью к профессионалам. Другой выход — использование онлайн-калькуляторов.

С ценами на чиллеры можно познакомиться здесь:

О работе агрегата можно узнать, если посмотреть следующее популярное видео:

Разновидности оборудования

Есть холодильные машины двух видов — с воздушным и водяным охлаждением конденсатора. Кроме того, существует чиллер, серьезно отличающийся принципом работы. Это абсорбционная модель.

Агрегаты с воздушным охлаждением

Такие чиллеры являются более популярными. Их обычно устанавливают на крышах крупных зданий. В этом случае используют возможность теплообмена между воздухом и хладагентом. Подвидов этих чиллеров существует тоже два. Есть устройства, в которых конденсатор вынесен наружу. В другом оборудовании он встроен в прибор.

1. Модели с выносным конденсатором. В них конденсаторный блок находится на некотором удалении от чиллера. Связаны оба элемента медной магистралью, в которой циркулирует хладагент. Плюс устройств — удобство, так как модуль с конденсатором можно установить в помещении. Минус — более высокая цена.
2. Чиллеры с внутренним, встроенным конденсатором. Эти модели являются моноблоками, так как все элементы находятся в одном корпусе. Их обычно монтируют на крыше здания. Недостатком такого оборудования считается сложность обслуживания, а достоинством — более низкая цена.

Если сравнивать оба вида по срокам эксплуатации, то победителями выйдут вторые модели. Выносной конденсаторный модуль в большей степени подвержен воздействию внешних факторов. Он быстрее выйдет из строя из-за осадков или механических повреждений. Отдельная магистраль — еще одно слабое звено.

Устройства с водяным охлаждением

В этом случае для переноса тепловой энергии используется любой источник. Им может стать бассейн, пруд, река либо другой водоем. В чиллерах с водяным охлаждением конденсатор тоже находится на расстоянии: его погружают в воду.

Данное оборудование менее зависит от температуры окружающей среды, поэтому его хладо- или теплопроизводительность более высока. Причина — большая теплоемкость воды, способность более эффективно отдавать/отбирать тепловую энергию.

Разница особенно ощутима при экстремально высоких/низких температурах. Принцип работы этих агрегатов не отличается от функционирования предыдущих устройств. Отличие только в среде, в которой находятся их конденсаторы.

Абсорбционные чиллеры (АБХМ)

Данные агрегаты кардинально отличаются от своих традиционных «соперников». В этих приборах не используется компрессионный способ переноса тепловой энергии, поэтому в роли хладагента выступает слабая смесь, состоящая из воды и, например, бромида лития. Двигаясь по холодильному контуру, эти компоненты непрерывно взаимодействуют. Они либо смешиваются, либо разъединяются.

Отличие от обычных чиллеров

Отличие не только в циркулирующей жидкости и ее свойствах. В абсорбционных чиллерах другой источник энергии. Если в обычных приборах для работы главного «вечного двигателя» — компрессора — необходимо электричество, то в АБХМ используется любой вид тепловой энергии. Пример — та, что выделяется на каком-либо этапе производства, является побочным эффектом.

Основные элементы абсорбционного оборудования — абсорбер, генератор, испаритель, конденсатор, насос. В составе приборов есть дополнительные элементы: это система автоматики, вентили — дросселирующие, запорные, соленоидные. В одноконтурных чиллерах используется один генератор, в двухконтурных — два.

Принцип работы

Отличие этих моделей от обычных устройств — возможность работы только в одном режиме, на охлаждение. Сначала смесь воды и бромида нагревается в абсорбере. В процессе большая часть воды выкипает, а затем по магистрали поступает в конденсатор. В нем пары жидкости быстро охлаждаются, отдают тепло и конденсируются.

Затем конденсат следует в испаритель, где снова становится паром. Эту субстанцию поглощает бромид лития, который поступает из генератора. После поглощения и смешивания компонентов образуется слабая смесь. Она подается в генератор с помощью насоса, потом «круговорот» продолжается.

Однако в последнее время производители занимаются разработкой компактных моделей, которые можно будет приобретать для кондиционирования частных домов. Есть уже первые, экспериментальные модели, но цена их пока очень высока.

Схема чиллера

   На приведённом ниже чертеже — будет разобрана схема чиллера, дано описание его элементов и их функциональная принадлежность. В результате чего Вам будет понятно устройство чиллера, как осуществляется работа чиллера и всех его элементов.

Принципиальная схема водоохладителя. Питер Холод — поставляет и монтирует водоохлаждающие машины и их обвязку «под ключ»

Водоохлаждающая машина работает по принципу сжатия газа с выделением тепла и его последующим расширением с поглощением тепла, т.е. выделением холода. Водоохлаждающая машина состоит из четырех основных элементов: компрессор, конденсатор, ТРВ и испаритель. Тот элемент, в котором вырабатывается холод называется — испаритель. Задача испарителя – отвести тепло от охлаждаемой среды. Для этого через него протекает хладоноситель (вода) и хладагент (газ, он же фреон). До попадания в испаритель газ в сжиженном виде находится под большим давлением, попадая в испаритель (где поддерживается низкое давление) фреон начинает кипеть и испаряться (отсюда название Испаритель). Фреон кипит и отбирает энергию у хладоносителя который находится в Испарителе, но отделен от фреона герметичной перегородкой. В результате этого хладоноситель охлаждается, а хладагент – повышает свою температуру и переходит в газо-образное состояние. После этого газообразный хладагент попадает в компрессор. Компрессор сжимает газообразный хладагент который при сжатии нагревается до высокой температуры в 80…90 ºС. В этом состоянии (горячий и под высоким давлением) фреон попадает в конденсатор, где за счёт обдува окружающим воздухом охлаждается. В процессе охлаждения газ — фреон конденсируется (поэтому блок, в котором происходит этот процесс называют — конденсатор), а при конденсации газ переходит в жидкое состояние. На этом цепь преобразования фреона из жидкости в газ и обратно подходит к своему началу. Начало и конец этого процесса разделяет ТРВ (термо- расширительный вентиль) который является по сути — большим сопротивление по ходу движения фреона из конденсатора в испаритель. Это сопротивление обеспечивает перепад давления (до ТРВ — конденсатор с высоким давлением, после ТРВ — испаритель с низким давлением). По пути движения фреона по замкнутому контуру есть ещё и второстепенные элементы, которые улучшают процесс и повышают эффективность описанного цикла (фильтр, вентили и соленоидные вентили и регуляторы, переохладитель, система добавления масла для компрессора и масло отделитель, ресивер и прочее).

Как в чиллере действует система автоматизированного управления

   Чиллеры, принцип работы которых основаны на охлаждении либо нагревании жидкости, оснащены системой автоматизированного управления, которая состоит из контроллера, пульта управления, средств защиты. Контроллер предназначен для управления работой самого компрессора, вентиляторов конденсатора, четырех-ходового клапана, реверсирующего холодильный цикл.

  В процессе повышения температуры воды в контуре системы кондиционирования, обязанностью контроллера является включение компрессора чиллера, охлаждающего воду в системе кондиционирования. При снижении температуры воды в гидравлическом контуре меньше значения температурной установки за минусом значения температурной разницы – дельты регулирования, встроенная система автоматизированного управления приостанавливает работу компрессора. Следовательно, контроллер обеспечивает высокую надежность работы компрессора, а также других элементов холодильного контура на протяжении всего времени эксплуатации установки.

   Выбор чиллера является серьезным вопросом, требующим грамотного решения. Конечно, для выбора холодильного агрегата нет необходимости знать все нюансы и тонкости работы холодильной машины, но знание основных принципов работы агрегата поможет быстрее выбрать нужную модель.

  Дешевле, однако создают малый напор воздуха, вследствие чего чиллер, оснащенный осевым вентилятором, размещают только на открытом месте (крыша, стена здания, в других подобных местах). Центробежными вентиляторами создаётся более сильный напор воздуха, значит чиллеры, оснащенные такими вентиляторами, вполне можно размещать внутри помещения, обеспечивая забор и выброс воздуха через воздуховоды.

…..

Мы рассмотрели принцип действия чиллера. Оборудование, которое поставляет Компания Питер Холод можно встретить на предприятиях в таких регионах, как: Москва Санкт-Петербург Екатеринбург Ростов-на-Дону Казань Краснодар Нижний Новгород Волгоград Уфа Воронеж Челябинск Пенза Самара Тольятти Оренбург Тверь Сочи Белгород Пермь Смоленск Владимир Воскресенск Чебоксары Саратов Курск Новочеркасск Ярославль Черноголовка Ижевск Киров Астрахань Рязань Курган Сургут Ульяновск Тюмень Кострома Липецк Калуга в Марий Эл Димитровград Каменск-Уральский Жуковский Набережные Челны Ейск Иваново Нижневартовск Подольск Тамбов Армавир Магнитогорск в Мордовии Миасс Новороссийск Калмыкия Ханты-Мансийск Брянск Волжский Сызрань Нижний Тагил Таганрог Орел Ленинградская В Ленинградской области В лен области Железногорск Всеволожск Выборг Гатчина Кириши Сосновый бор Тихвин Череповец Волхов Великий Новгород В Новгородской области В Ненецком Петрозаводск В республике Коми Архангельск Вологда Мурманск Псков Великие Луги Воркута Сыктывкар Ухта Северодвинск Калининград В калининградской области Кондопога Сортавала В Ивановской области Обнинск В Липецкой области Электросталь Поволжье Дзержинск Саров Выкса В Нижегородской области Орск В Пермском краю Березники Нефтекамск Салават Альметьевск Бугульма Нижнекамск Жигулевск Балоково Энгельс в Татарстане В Пензенской области В Башкортостане В Ульяновской области В Чувашии Глазов Сарапул Дмитров Юг Владикавказ В Адыгее Анапа Туапсе Волгодонск Шахты в Калмыкии В Краснодарском крае Геленджик Ялта Сибирь Иркутск Барнаул Братск Усть-Илимск Кемерово Новокузнецк Красноярск Норильск Алтайский край Алтай В Красноярском крае Новосибирск Томск Омск В Бурятии Улан–Удэ в Тыве в Хакасии На Дальнем Востоке Благовещенск Белогорск Владивосток Уссурийск Хабаровск В Еврейской области Камчатский край Магадан в Сахе На Чукотске Южно-Сахалинск В Приморье В Хабаровском крае Якутск На Северном Кавказе Северный Кавказ В Чечне Ессентуки Кисловодск Минеральные воды Пятигорск В Карачаево-Черкесске Черкесск На Ставрополье В Дагестане в Ингушетии ив Северной Осетия Аланья В Кабардино-Балкарии На Урале Первоуральск Тобольск Нефтеюганск Озерск В Челябинской области В Ханты-Мансийском округе Новый Уренгой Ноябрьск Салехард В Ямало-Ненецком округе Удмуртск В Удмуртии

По какому принципу функционирует чиллер?

Схема работы центробежного чиллера Hitachi

Принцип работы чиллера имеет свои особенности. Если вам потребовалось данное оборудование, то вы непременно должны ознакомиться с ним. Работа чиллера базируется на почти безостановочном цикле. Здесь многое зависит от потребителя.

К примеру, по системе кондиционирования перемещается фреон. Газ проникает сквозь радиатор внутреннего блока, который охлажден. Воздух обдувает радиатор. В итоге фреон прогревается, а температура воздуха понижается. Фреон попадает в компрессор. В чиллере же роль фреона исполняет холодная вода, которая протекает сквозь радиатор. Радиатор обдувается теплым воздухом из помещения. Вода нагревается, а воздух при этом охлаждается. Вода опять попадает в чиллер.

Теплообменник, предназначенный для чиллера, имеет два контура:

• по одному из контуров циркулирует жидкость;
• по другому контуру перемещается фреон.

Эти два контура прикасаются друг к другу. Однако вода и фреон не смешиваются. В целях повышения эффективности системы данные среды перемещаются навстречу друг другу.

В теплообменнике происходят такие процессы.

• Сквозь терморегулирующий вентиль жидкий фреон проникает в свой контур теплообменника. Данное вещество расширяется, что приводит к отбору тепла от стенок. Из-за этого фреон нагревается, а стенки охлаждаются.
• По контуру теплообменника протекает вода. По той причине, что стенки охлаждены, температура жидкости падает.
• Фреон попадает в компрессор, а холодная вода — охлаждает что-либо.
• Происходит повторение цикла.

Разновидности чиллеров

В продаже представлены различные виды чиллеров:

• абсорбционные — энергия добывается преимущественно из бросового тепла, которое возникает в процессе производства и просто выбрасывается в окружающую среду (это, к примеру, горячая вода, охлаждаемая воздухом);
• парокомпрессионные — холод генерируется в парокомпрессионном цикле, который состоит из таких процедур, как испарение, дросселирование, и др.

По способу монтажа чиллеры делятся на :

• наружные — единый моноблок, который монтируется на улице;
• внутренние — оборудование, которое состоит из двух частей. Конденсатор устанавливается снаружи здания, все остальные части — внутри.

По разновидности конденсатора чиллеры делятся на такие подвиды:

• с охлаждением водяного типа. Система с таким охлаждением стоит сравнительно дорого, однако она отличается повышенной надёжностью;
• с охлаждением воздушного типа. Наиболее простой и недорогой вариант.

По типу исполнения гидромодуля чиллеры делятся на следующие виды:

• со встроенной установкой. Оборудование с этим гидромодулем представляет собой моноблок, в который входит расширительный бак и насосная группа;
• с выносной установкой. Такой гидромодуль обычно применяется в тех случаях, если оказывается недостаточно мощности встроенного механизма. Ещё он используется в случаях, когда имеется потребность в резервировании.

Чиллер может быть оснащен одним из следующих видов компрессоров:

• винтовой;
• ротационный;
• поршневой;
• спиральный.

Также чиллеры классифицируют в зависимости от типа вентилятора. Оборудование может быть оснащено такими вентиляторами:

осевой. Оборудование с таким вентилятором можно устанавливались исключительно снаружи строения

Крайне важно, чтобы не было создано никаких препятствий для поступления воздуха в конденсатор и для его выброса вентиляторами;
центробежный. Оборудование с таким вентилятором рекомендовано для монтажа внутри здания

Оно отличается небольшими габаритами и малым уровнем шума.

Важные аспекты монтажа чиллера

Чтобы ощутить все преимущества эксплуатации такого устройства, как чиллерная установка, её монтаж нужно осуществлять строго с соблюдением определённых правил. Вот основные из них.

• Данное оборудование должны устанавливать исключительно компетентные мастера.
• Чиллер должен в полной мере отвечать критериям проекта инженерной сети в части места монтажа, конструкции и мощности.
• Запрещено устанавливать оборудование, которое имеет изъян.
• Перемещать оборудование до места, где оно будет установлено, можно только с помощью крана.
• Разрешено заливать лишь воду, а также раствор этилен- либо пропиленгликоля, который имеет концентрацию до 50 процентов.
• В обязательном порядке должны быть проведены пуско-наладочные испытания.
• Вокруг чиллера должно оставаться пространство, обеспечивающее беспрепятственный доступ обслуживающего специалиста.
• Необходимо строго соблюдать технику безопасности и рекомендации производителя.

Приобретая и устанавливая чиллер, вы можете быть уверены в том, что получите современную и надёжную систему.

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.

Установка чиллеров на кровле: инструкция + видео

Алгоритм установки чиллеров, как правило, представляет собой следующую последовательность действий:

• установка устройства на раму для равномерного распределения веса оборудования;
• изоляция вибрации, возникающей при работе устройства;
• монтаж гидравлического контура;
• заполнение системы хладагентом;
• подключение чиллера к электросети, прокладывание электропроводки;
• запуск оборудования, настройка режимов работы системы.

Для установки на крыше подойдут устройства, снабженные конденсаторами с воздушным охлаждением, а также осевыми вентиляторами.

При этом необходимо отметить, что крайне важно при монтаже оборудования на крыше здания учитывать вес устройства по отношению к конструктивным параметрам здания. Иными словами, в первую очередь нужно оценить прочность конструкции, на которую необходимо установить чиллер

Видео по установке чиллера на крыше:

Стадия испарения абсорбционных охладителей

Обратитесь к рисунку-2 для схематического объяснения процесса абсорбционного охлаждения. Подобно механическому охлаждению, цикл «начинается», когда жидкий хладагент высокого давления из конденсатора проходит через расширительный клапан (1, на фиг.2) в испаритель низкого давления (2, на фиг.2) и собирает в испарителе Отстойник.

При этом низком давлении небольшое количество фреона начинает испаряться. Этот процесс испарения охлаждает оставшийся жидкий хладагент. Аналогичным образом, передача тепла от сравнительно теплой технологической воды к охлажденному в настоящее время хладагенту приводит к тому, что последний испаряется (2, на фиг.2), и результирующий пар подается в абсорбер нижнего давления (3, На фиг.2). По мере того как технологическая вода теряет тепло к хладагенту, его можно охладить до значительно низких температур. На этой стадии охлажденную воду фактически получают путем испарения фреона.

Преимущества и недостатки чиллеров

Рассмотрим, какими же преимуществами и недостатками обладают чиллеры.

Чиллеры очень похожи на мульти-сплит системы, мультизональные кондиционеры, которые созданы для обеспечения микроклимата в больших объемах, но имеются свои особенности.

В отличие от чиллер-фанкойл системы, где за обогрев и охлаждение ответственен теплоноситель (вода или  антифриз), в мульти-сплит системах поток холода и тепла происходит за счет хладагента (фреона или хладона). За счет разницы теплоемкости мульти-сплит система не так эффективна, чем теплоноситель чиллер-фанкойла. Например, в мультизональном кондиционере разрешено расстояние до десятков метров между наружным и внутренними блоками, хотя при этом их эффективность снижается. Длина же труб между чиллером и фанкойлом допускается до 100 метров, хоть его эффективность и снижается, но не так ощутимо, как у мульти-сплита. В тоже время она будет зависеть от теплоизоляции труб, мощности насоса и скорости потока.

У систем чиллер-фанкойл есть возможность менять количество фанкойлов, он не портит внешний вид здания, газ фреон не циркулирует к самим фанкойлам, тем самым защищая людей от его утечки, у таких систем долгий срок службы и недорогая стоимость монтажа магистралей для теплоносителя. Но есть и недостатки: это высокая стоимость самого оборудования и его обслуживание.