Принцип работы чиллера для чайников

Чиллером называют полнофункциональную холодильную установку, предназначенную для охлаждения воды, а также незамерзающих растворов, которые используют в системах кондиционирования – приточных установках, фанкойлах, центральных кондиционерах, прочих прикладных процессах. Чиллеры используют в качестве теплового насоса, а также с целью подогрева воды в холодное время. Чиллеры имеют широкий диапазон холодопроизводительности, вследствие чего находят применение в системах кондиционирования малых объектов (квартиры, коттеджи, небольшие магазины) и больших сооружение (офисных, производственных и других зданий). Кроме того, чиллеры используют в пищевой промышленности с целью охлаждения воды, различных напитков, в спортивно-оздоровительной области – для охлаждения ледовых площадок и катков, в фармацевтической сфере – для охлаждения медикаментов. Современный рынок представлен несколькими видами чиллеров с точки зрения конструктивного исполнения: чиллеры с водяным и воздушным охлаждением конденсатора, последние виды чиллеров получили наибольшее распространение, поскольку предназначены для наружной установки.

Принцип работы чиллера основан на процессе охлаждения основного компонента этого агрегата. Перегретый пар хладагента, имеющего низкое давление, выходит из испарителя, поступая в компрессор и попутно охлаждая обмотки его электродвигателя. Пар хладагента в компрессоре сжимается, при этом для смазки, охлаждения и герметизации зазоров в компрессор впрыскивается масло. Горячий пар под высоким давлением, покидая компрессор, поступает в воздухоохлаждаемый конденсатор, в котором равномерно распределяется по контурам теплообменника и отдает охлаждаемому наружному воздуху тепло, а сам конденсируется. Перед выходом из конденсатора жидкий хладагент подается в переохладитель, где его температура понижается ниже точки насыщения, что увеличивает эффективность цикла. Проходя через высокоэффективный фильтр-осушитель, где из переохлажденного жидкого фреона удаляется влага, хладагент поступает в терморасширительный вентиль, где он дросселируется, частично испаряясь благодаря собственной теплоте жидкости. К концу процесса расширения хладагент являет собой смесь пара и жидкости низкого давления, поступающей в испаритель и равномерно распределяющейся по его трубкам. Далее, двигаясь по испарителю, хладагент закипает, забирая тепло у охлаждаемой воды, вследствие чего приобретая парообразное состояние. Пар хладагента, достигший состояния перегрева выходит из испарителя, после чего цикл вновь повторяется.

Схема холодильного контура чиллера состоит из

— четырех-ходового клапана реверсирования холодильного цикла, применяемого в тепловых насосах

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.

Рабочий цикл холодильных установок предполагает постоянное поддержание пониженной температуры конденсатора, в котором парообразный фреон снова переходит в жидкое состояние. На сегодняшний день в чиллерах применяется две схемы охлаждения – воздушное и водяное. Каждая из них обладает своими особенностями, преимуществами и недостатками. В данной статье будет рассмотрен принцип работы чиллера с водяным охлаждением со свойственной ему спецификой.

Устройство чиллера с водяным охлаждением

Прежде, чем рассматривать принцип работы водяного чиллера, необходимо понимать примерную схему конструкции таких установок. В общем виде она состоит из следующих элементов:

• компрессор – данный элемент обеспечивает необходимое давление, достаточное для сжатия газообразного фреона до высокой (порядка 90⁰с) температуры;
• конденсатор – в этой части сжатый хладагент отдает тепло и конденсируется, переходя в жидкое состояние, для чего и нужны система охлаждения;
• испаритель – функция данной части заключается в тепловом обмене между охлажденным фреоном и теплоносителем (водой или этиленгликолем), разделенным герметичной перегородкой.

Таким образом, любой чиллер должен иметь систему охлаждения, чтобы обеспечивать хладагенту пониженную температуру перед его подачей в испаритель, где он закипает, отбирая тепло у теплоносителя.

Схемы водяного охлаждения чиллера

Вода, охлаждающая конденсатор, в свою очередь сама должна отдавать накапливаемое тепло. Для этого она подается в дополнительные модули, представляющие собой теплообменник между ней и воздухом. В холодильных установках с водяным охлаждением используются два типа этих устройств:

• градирни – в них нагретая в конденсаторе вода распыляется через форсунки и контактирует с воздухом, отдавая ему тепло и вновь поступая в конденсатор.
• драйкулеры – такие устройства представляют собой поверхностный теплообменник между водой и воздухом, обдуваемый осевыми вентиляторами;

Первый вариант водяного охлаждения в чиллерах появился раньше и отличается сложной конструкцией, необходимостью тщательного и регулярного обслуживания, а также громоздкостью системы. Сегодня все чаще применяются «сухие» градирни, так как по эффективности они не уступают предыдущим, в то же время характеризуясь простотой своей схемы и сервиса.

Преимущества и недостатки водяного охлаждения чиллера

Очевидно, что устройство чиллера с водяным охлаждением было разработано в качестве более эффективной альтернативы установкам с воздушным охлаждением. В качестве достоинств такой схемы указываются следующие моменты:

• по сравнению с воздушным, водяное охлаждение позволяет уменьшить площадь теплообмена и, следовательно, сократить размеры самого конденсатора, что делает конструкцию чиллера более компактной;
• при установке системы рекуперации нагретая в конденсаторе вода может быть использована в качестве дополнительного теплоносителя, например, для обогрева помещений, что позволяет более экономично и эффективно расходовать энергию;
• благодаря более компактным размерам чиллеры с водяным охлаждением могут быть смонтированы внутри помещений, что особенно актуально в ситуациях с нехваткой наружной площади для размещения установок на крыше здания.

Однако у такой схемы существуют и недостатки, среди которых стоит указать следующие основные:

• Водяное охлаждение требует установки дополнительного оборудования, что значительно усложняет систему и требует лишнего места для размещения драйкулера или градирни;
• Система рециркуляции воды требует дополнительного энергообеспечения для работы вентиляторов.

Очевидно, что водяное охлаждение чиллера подразумевает регулярное обслуживание таких систем. Только подготовленный специалист знает, как работает данное оборудование, поэтому сервис подобных установок должен осуществляться поставщиками или компаниями, предоставляющими соответствующие услуги.

Свяжитесь с нами и мы поможем вам с подбором оборудования и проконсультируем по любому вопросу!

По назначению чиллер — это холодильная машина для охлаждения жидкостей и поддержания заданного температурного режима хладоносителя.

По конструкции чиллер представляет собой парокомпрессионную холодильную установку с несколькими основными видами исполнения. Бывают чиллеры с выносными и встроенными конденсаторами, с боковым или верхним расположением. Два основных вида чиллера: с водяными и воздушными конденсаторами. Также с пластинчатыми теплообменниками, витыми-погружными и кожухотрубными испарителями, с различными типами компрессоров и по разному автоматизированные. В зависимости от конструкции, составляющих частей жидкоохладителя и его назначения, автоматика холодильного контура настраивается таким образом, чтобы работа чиллера отвечала производственным требованиям и была адаптирована для бесперебойного поддержания нужного температурного режима.

Работа чиллера — это работа обыкновенной холодильной установки, только охлаждается не воздух, а жидкость.

Устройство чиллера

Устройство чиллера — холодильный контур, основными частями которого являются:

• компрессор
• конденсатор,
• испаритель,
• терморегулирующий вентиль.

Компрессоры бывают нескольких типов:

• поршневые
• винтовые
• спиральные
• роторные
• центробежные.

В производстве чиллеров наибольшее распространение получили поршневые, винтовые и спиральные. Компрессор сжимает газ и способствует циркуляции хладагента по холодильному контуру, создавая разность давлений и нагнетая всасываемый из испарителя газ в конденсатор, где фреон за счет отвода теплоты снова переходит в жидкое агрегатное состояние. При прохождении фреоном через ТРВ происходит резкое вскипание и получившая парожидкостная смесь при низком давлении поступает в испаритель, — где происходит теплообменный процесс с хладоносителем (вода, растворы гликолей).

Работа чиллера

1. Парожидкостная смесь подается в испаритель после прохождения ТРВ
2. Теплообмен фреона и хладоносителя в испарителе
3. Компрессор всасывает пары хладагента из испарителя
4. Компрессор служит для сжатия газа и циркуляции фреона по системе за счет создания разности давлений
5. Компрессор нагнетает сжатый газ в конденсатор
6. В конденсаторе сжатый газ за счет отъема теплоты переходит в жидкую фазу
7. Жидкий фреон поступает в ТРВ и весь цикл повторяется

Работа чиллера — это не только работа базовых составляющих холодильного контура.

Вторая неотъемлемая часть любого чиллера — это гидромодуль. Он может быть как встроенным — то есть находиться на одной раме с холодильным контуром, так и располагаться на отдельной раме. В состав гидромодуля, как правило, входят:

• насос
• аккумуляторный бак
• комплект сантехнической и запорной арматуры.

Насос служит для циркуляции хладоносителя через теплообменник и подачу его к потребителю. Без напорного насоса нормальная работа чиллера невозможна, так как испаритель должен быть максимально заполнен хладоносителем для осуществления высокоэффективного теплообмена. Иногда применятся двухнасосные схемы, когда функции циркуляции хладоносителя внутри чиллера и подача уже охлажденной жидкости разделяются. Это необходимо например в тех случаях, когда требуется подавать жидкость на большую высоту, так как при прохождении теплообменника напор снижается, следовательно, чтобы работа чиллера была максимально эффективна, необходимо охлажденный хладоноситель подавать сразу из бака к потребителю без потери давления. Подающий насос подбирается сообразно требованиям подачи:

• высота столба (м)
• давление (бар)
• требуемый расход (м3/час).

Аккумуляторный бак служит для запаса охлажденной жидкости и снижения количества пусков-остановок компрессора, таким образом, работа чиллера происходит в оптимальном режиме. Если аккумуляторный бак слишком мал для мощности водоохладителя, то чиллер, запрограммированный на некоторый дифференциал, будет слишком быстро охлаждать этот объем и останавливаться по установленному градусу, потом под воздействием нагрузки потребителя, снова быстро нагреваться и работа чиллера снова будет возобновляться. Такой режим работы может привести к поломке компрессора чиллера. Аккумуляторный бак способен уменьшить число пусков и остановок до рекомендованного — не более 5-7 раз в час.

Схема чиллера

Современные чиллеры для бесперебойного и точного функционирования снабжаются системами автоматизации. Схемы и комплектующие автоматического управления весьма разнообразны и, как правило, настраиваются с учетом задач и требований каждого конкретного потребителя. Хотя есть некоторые универсальные системы защиты применяемые практически во всех охладителях жидкости, например:

• системы контроля давления
• реле контроля протока жидкости
• система контроля наличия смазывающего масла в картере компрессора
• реле, контролирующие перегрев обмоток, электродвигателей и некоторые другие, —

благодаря которым работа чиллера протекает без возникновения критических ситуаций.

Комплекс всех выше перечисленных составляющих и дают на выходе современную автоматизированную водоохлаждающую холодильную установку — чиллер.

При грамотном инженерном расчете, проектировании и качественной сборке, работа чиллера будет долговечна и бесперебойна. В этом с радостью Вам помогут специалисты ЦентрПром-Холод — российского производителя чиллеров. Купить чиллер под Ваши требования под заказ через форму сайта или осуществить подбор чиллера с помощью технического специалиста по телефону — быстро, оптимально, недорого в ЦентрПром-Холод.