Что такое чиллер: принцип работы агрегата и технология монтажа

Гидромодуль (рис.1) является частью типовой обвязки испарителя чиллера в составе замкнутой гидравлической циркуляционной системы (рис.2).

Рис.1- Гидромодуль

Принципиальная схема обвязки гидромодуля:

Рис.2. Принципиальная схема обвязки гидромодуля

Задача гидромодуля состоит в том, чтобы обеспечивать качество и расход теплоносителя в замкнутом контуре системы охлаждения или водоподготовки. Гидромодули используются для подачи теплоносителя от чиллера к потребителям (фанкойлам, приточным установкам или прецизионным кондиционерам).

Гидромодули так же применяются для подачи охлаждающей жидкости от чиллера к драйкулеру или градирне. Циркуляция теплоносителя в контуре осуществляется с помощью циркуляционных насосов. В качестве теплоносителя обычно используется вода или водогликолевая смесь различной концентрации.

Состав гидромодуля определяется требованиями технического задания заказчика. Для примера на рисунке 3 показаны основные элементы гидромодуля Итальянской фирмы FIORINI.

Рис.3. Состав гидромодуля

В состав гидромодуля FIORINI могут входить аккумулирующие баки емкостью от 300 до 2500 литров. Расположение баков в гидромодуле может быть как вертикальное, так и горизонтальное.

От этого будут зависеть габаритные размеры агрегата.

Наличие аккумулирующего бака в составе гидромодуля обусловлено необходимостью поддержания стабильной работы системы охлаждения в условиях изменяющиеся тепловой нагрузки.

Рис.4. Вертикальное и горизонтальное расположение аккумулирующих баков

Обязательным элементом в агрегате является насосная станция, которая создает разницу давления в контуре и тем самым обеспечивает циркуляцию теплоносителя. Создаваемый перепад давления должен обеспечивать требуемый расход теплоносителя и компенсировать гидравлические сопротивления системы.

Подбор насоса осуществляется наложением характеристик гидравлической сети на универсальную характеристику насоса. Пересечение кривых характеристик сети и насоса дает рабочую точку – точку совместной работы насоса и гидравлической сети (рис.5).

Рис.5. Характеристики сети и насоса гидромодуля

С целью повышения надежности гидромодуля в систему устанавливаются два насоса: рабочий и резервный. Система автоматики насосной группы обеспечивает равномерную выработку обоих насосов, а кроме того резервный насос включается в работу в случае выхода из строя основного.

Для увеличения срока службы в гидромодуль может быть установлено 3 насоса, из которых первый и второй работают попеременно, а третий выполняет функцию резервного. Гидромодули с тремя насосами являются наиболее надежными и долговечными, но их отличает более высокая цена.

При выборе места расположения насосной станции в контуре необходимо соблюдать следующие требования:

Насосы должны располагаться как можно ближе к испарителю с целью снижения гидравлического сопротивления;
Нагнетание теплоносителя должно быть направлено в сторону испарителя. Это позволит избежать скапливание воздушных пузырьков в верхней части теплообменника (кавитации), поскольку питающий патрубок теплообменника испарителя в любом случае расположен ниже его верхней точки.

Высокая концентрация воздушных микропузырьков в отдельных полостях отрицательно влияет на процессы теплообмена в испарителе.

При образовании больших воздушных полостей возможно локальное закупоривание отдельных каналов испарителя, что приводит к «замораживанию» сначала отдельного канала, вследствие малого протока в нем жидкости, а затем и всего теплообменного аппарата.

Кроме того, чрезмерное снижение давления всасывания может привести к появлению явлений кавитации в самой насосной группе.

В состав гидромодуля FIORINI обычно входит один или несколько расширительных баков.

Необходимость установки расширительных баков связана с тем, что теплоноситель циркулирует в замкнутом объеме гидравлической сети и при изменении температуры его объем изменяется: при повышении − увеличивается, при понижении − уменьшается. Увеличение объема воды в замкнутым пространстве трубопроводной магистрали может привести к разрушению элементов гидравлической сети.

Расширительные баки могут быть открытыми, закрытыми без мембраны и закрытыми с мембраной. В гидромодулях FIORINI применяются закрытые расширительные баки с мембраной.

Функции расширительного бака:

Принимает излишки воды при увеличении объема в результате нагрева и компенсирует убыль при ее охлаждении;
Поддерживает постоянное избыточное давление в необходимом диапазоне;
Контролирует уровне воды в системе и управляет работой насосов подпитки.

Применение закрытых расширительных баков уменьшает стоимость монтажа, так как не требуется установка баков в верхних точках системы.

Бак с мембраной представляет собой стальной цилиндрический сосуд, разделенный на две части эластичной мембраной, в одной части которой под определенным давлением находится газ (обычно азот), другая часть соединяется с гидравлической системой и заполняется водой (рис.6).

Рис.6. Расширительный бак с мембранной

В нерабочем состоянии мембрана находиться в положении (а), при заполнении гидравлической системы теплоносителем мембрана переходит в промежуточное положение (b), при этом в объеме под мембраной находится сжатый до рабочего (проектного) давления газ (воздух).

При увеличении температуры жидкости ее объем увеличивается, мембрана прогибается до положения (c), позволяя давлению в системе оставаться в допустимых, безопасных пределах. Если объем расширительного бака выбран меньше, чем необходимо, то давление в нижних точках системы может превысить максимально допустимое.

При понижении температуры теплоносителя давление в верхних точках системы может оказаться ниже максимального необходимого.

Объем закрытого расширительного бака зависит от ряда характеристик системы:

Объема теплоносителя в гидравлической системе;
Расчетной температуры и свойств теплоносителя в системе;
Диапазона изменения давления в системе (от минимального до максимального);
Давления циркуляционного насоса;
Места расположения расширительного бака.

Обязательный мониторинг давлений теплоносителя на входе и выходе из испарителя чиллера с помощью манометров необходим для постоянного контроля гидравлического сопротивления испарителя.

Одновременно это позволяет визуально контролировать степень загрязненности теплообменной поверхности испарителя и контролировать расход теплоносителя через испаритель при проведении пуско-наладочных работ и в процессе всего периода эксплуатации чиллера.

Важно правильно подобрать гидромодуль и определить его состав и характеристики. Неправильный подбор или нарушение в работе гидравлического контура может привести к выходу из строя испарителя, а затем и компрессора чиллера.

При подборе гидромодуля уделить внимание следующим характеристикам:

Характеристики насосов по расходу и напору должны соответствовать параметрам чиллера и сопротивлению сети;
Объем расширительного бака должен соответствовать объему гидравлического контура;
Наличие аккумулирующего бака необходимо для компенсации скачков тепловой нагрузки. Аккумулирующий бак увеличивает тепловую емкость, что позволяет увеличить интервалы между включением/выключением компрессора и тем самым избежать цикличной работы чиллера.

Подключение гидромодуля обычно производится при помощи фланцев и соединения Victaulic (рис.7).

Рис.7. Подключение с помощью фланцев и соединения Victaulic.

Если Вам необходима консультация по вопросам проектирования, поставки или монтажа гидромодулей, специалисты ГК «ПРОМВЕНТХОЛОД» будут рады оказать квалифицированную помощь. Вы можете связаться с нами по телефону +7(495)2680520 или отправить заявку на [email protected]

По данной теме также рекомендуем Вам следующий материал:

«Что такое центральный кондиционер?». «Классификация чиллеров». «Фрикулинг: возможности, системы, преимущества.».

Специалисты рекомендуют

Содержание

Монтаж чиллера

Услуги по кондиционированию › Монтаж кондиционирования ›

Монтаж чиллера по России реализует компания «ИНТЕХ» (Москва). Чтобы получить КП на монтаж чиллера, позвоните по телефону: +7(495) 118-27-34. Отправить заявку

Общие правила по монтажу чиллера

Оборудование должно соответствовать критериям проекта инженерной сети в части мощности, конструкции и места установки
В процессе монтажа чиллера доступ к оборудованию может быть только у технических специалистов монтажной бригады
Приемка оборудования должна выполняться с особой тщательностью – нельзя допустить к монтажу прибор с дефектами/поломками
Подъем и перемещение чиллера в место постоянной дислокации – только крановым оборудованием, наклон более 150 недопустим
В агрегат можно заливать только предписанные производителем жидкости – воду, растворы этилен- или пропиленгликоля концентрацией до 50%
Соблюдение инструкции от производителя и правил техники безопасности – обязательно
Вокруг чиллера после монтажа должно оставаться свободное пространство для доступа обслуживающего персонала

Наши преимущества:

10 лет стабильной и успешной работы

500

Выполнено более 500 000 м2

₽

Почему у нас лучшая цена?

100

100% контроль качества

5 лет гарантии на выполненные работы

1500

1500 м2 площадь собственных складских помещений

Установка чиллера на площадку

Чиллер устанавливается на строго горизонтальной открытой площадке, которая должна с запасом выдерживать вес и динамические нагрузки оборудования. Для монтажа моноблочных агрегатов на крышах зданий используется опорная рама, для установки чиллеров в наземных помещениях подготавливается специальный фундамент, в котором заранее предусмотрены каналы для отвода конденсата.

Фундамент основания или крепежная рама призваны равномерно распределить вес чиллера, увеличить инерционность оборудования и снизить вибрационные нагрузки.

Чтобы свести к минимуму вибрационные нагрузки на несущие конструкции здания, чиллер устанавливается на специальные виброопоры (пружинные или резиновые), которые демпфируют вибрацию оборудования.

В зависимости от места локации виброопоры испытывают разную нагрузку – со стороны компрессора устанавливают наиболее мощные пружины, с противоположной стороны – более слабые опоры.

В целях корректной установки все пружины имеют соответствующую маркировку.

Защищать от повышенной вибрации необходимо не только чиллер, но и его обвязку – трубопроводы с хладагентом. В этом случае для снижения вибрации используются трубные виброизоляторы. При этом все трубопроводы должны иметь надлежащую опору, чтобы не создавать нагрузку на оборудование.

Окончательно агрегат крепится к опоре только после проверки его положения – оно должно быть строго горизонтальным. Чиллер крепится анкерными болтами к бетонному основанию либо гайками к рамной опоре из металлического профиля.

Обвязка чиллера

Подключение чиллера к электроснабжению и гидравлическому контуру – наиболее сложная часть монтажа оборудования.

На этом этапе важно доскональное соблюдение инструкций производителя и действующих технических регламентов.

Монтажные работы требуют высокой квалификации и опыта мастеров – только при корректном подключении оборудования система кондиционирования будет работать без перебоев, а само оборудование прослужит много лет.

Гидравлические соединения

Перед заполнением гидравлического контура водой, необходимо удостовериться в его пригодности – удалить все возможные загрязнения и посторонние предметы – они могут нарушить работу испарителя. Затем контур необходимо тщательно промыть. При промывке линии поток рекомендуется пустить в обход агрегата.

Затем трубы водяного контура соединяются с разъемами чиллера согласно инструкции производителя. Для заполнения контура необходимо использовать обработанную воду с нормированным уровнем pH.

Основные правила стандартной схемы обвязки гидравлического контура:

Подключение чиллера к гидравлическому контуру осуществляется через фланцевые соединения.
В обход чиллера должна быть проведена обводная линия-байпас для проведения технических работ и промывки гидравлического контура
Перед испарителем, по пути движения хладагента, устанавливаются сетчатый фильтр для защиты теплообменника от загрязнений, которые могут впоследствии вывести агрегат из строя.
На выходе из теплообменника устанавливается регулятор расхода воды (реле протока), который контролирует расход воды (раствора гликоля и пр.).
В верхних точках контура должны быть предусмотрены воздухоотводчики, в нижних точках – краны для слива.
Между фильтром и теплообменником устанавливается циркуляционный насос, обеспечивающий движение холодоносителя в контуре.
Запорные клапана на входе и выходе из чиллера позволяют отсекать агрегат из контура и избежать слива чистого холодоносителя в случае попадания загрязнений в систему.
Манометры и термометры на входе и выходе из теплообменника отражают температурные показатели жидкости-холодоносителяи степень загрязнения испарителя.
Расширительный бак и демпферный клапан перед насосом защищают от скачков давления жидкости в системе.

В зависимости от марки и модели чиллера монтаж гидравлического контура может иметь свои особенности, которые указаны в сопроводительной документации и должны быть заранее предусмотрены в проекте.

Ниже мы приводим традиционную схему обвязки. Даже в случае ее усложнения и добавления дополнительных регулирующих/запорных элементов принципиальный порядок расстановки оборудования останется прежним.

Подключение испарителя

Основная работа чиллера выполняется за счет двух узлов: компрессора и теплообменника – испарителя пластинчатого или кожухотрубного типа.

Именно в испарителе холодоноситель (вода или раствор гликоля) получает заданные свойства, поэтому крайне важен корректный подвод всех контуров (продуктового, хладагента, обратного потока) к теплообменнику.

Грамотная обвязка испарителя гарантирует номинальную производительность и долговечную работу чиллера.

Электрические соединения
К электрическим системам относятся: реле, коробки, защитные устройства и прочие электрические компоненты, которые принимают участие в работе агрегата и влияют на его функциональность.
Подключение чиллера должно осуществляться в соответствии с электрической схемой, представленной в технической документации агрегата, и соответствовать требованиям ПУЭ, ПТЭ и другим отраслевым стандартам.

Напряжение питания не должно отличаться от номинального более чем на +/- 10 %. В линии питания, идущей к агрегату от распределительного щита, должно быть предусмотрено устройство защиты от перегрузки, подобранное в соответствии с техническими характеристиками конкретной модели чиллера.

Ключевые критерии выбора – потребляемая мощность чиллера и максимальный ток. При превышении максимально допустимых значений тока в сети (короткое замыкание) защитное устройство отключает агрегат от сети.

В целях защиты оборудования используются преимущественно секционные переключатели или автоматические выключатели (отсекатели).

Сечение питающего кабеля должно соответствовать потребляемой мощности машины в соответствии со схемой подключений в спецификации и проектным значениям. Фазовые, нейтральные и заземляющие провода подсоединяются к соответствующим клеммам согласно инструкции от производителя. Линия питания цепей управления прокладывается отдельно от силовой линии.

Простейшая схема автоматизации чиллера выглядит следующим образом:

После подключения чиллера к гидравлическому контуру и электроснабжению наступает пуско-наладочных испытаний и ввода в эксплуатацию. В рамках подготовки оборудования к запуску необходимо выполнить следующие испытания:

Проверка сечений кабелей, заземления агрегата, контактных зажимов
Проверка направления вращения центробежных насосов
Промывка трубопроводов гидравлического контура до устойчивого появления чистой смывной воды
Проверка герметичности запорных соединений
Продувка трубопроводов под рабочим давлением (не выше 4Мпа)
Осмотр заполненного гидравлического контура на наличие протечек
Гидростатические или пневматические испытания системы под проектным рабочим давлением
После проверки на герметичности вся система (трубопроводы, штуцера, фланцы) обшиваются теплоизоляционным материалом
Индивидуальные испытания электротехнических устройств, средств автоматизации, холодильного оборудования
Комплексное тестирование системы

После выполнения всех пуско-наладочных работ в соответствии с СП 73.13330.2012 и пробного запуска системы охлаждения составляется акт и оборудование сдается в эксплуатацию.

Получите коммерческое предложение на email:

Нужна консультация? Звоните:

8(495) 118-27-34

Отзывы о компании ООО «ИНТЕХ»:

Информация, размещенная на сайте, носит ознакомительный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой.

Принцип работы чиллеров | Как работает чиллер | Схема 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;

Главная задача компрессора заключается в том, чтобы сжимать пары хладагента, тем самым повышая давление, что необходимо для начала конденсации. Далее, горячая парожидкостная смесь попадает в конденсатор (чаще всего воздушного охлаждения), который передает тепловую энергию во внешнюю среду. После того, как хладагент полностью переходит в жидкое состояние, он попадает на расширительное устройство (дроссель), которое расположено перед испарителем и понижает давление до такой степени, чтобы он начал вскипать. Проходя через испаритель, кипящий хладагент полностью переходит в газообразное состояние и поглощает тепловую энергию из теплоносителя, тем самым снижая его температуру.

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)

1. Схема непосредственного охлаждения жидкости.

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

3. Схема охлаждения жидкости с использованием ёмкости-накопителя

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.

Перейти в каталог чиллеров

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.

Поверка места нуля теодолита

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.

Аэрограф для торта своими руками

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

Парожидкостная смесь подается в испаритель после прохождения ТРВ

Теплообмен фреона и хладоносителя в испарителе

Компрессор всасывает пары хладагента из испарителя

Компрессор служит для сжатия газа и циркуляции фреона по системе за счет создания разности давлений

Компрессор нагнетает сжатый газ в конденсатор

В конденсаторе сжатый газ за счет отъема теплоты переходит в жидкую фазу

Жидкий фреон поступает в ТРВ и весь цикл повторяется

Как смонтировать заземление в частном доме

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.

Принцип работы чиллера

Чиллер представляет собой холодильную машину, используемую для охлаждения воды и незамерзающих растворов, предназначенных для работы в различных системах кондиционирования. Данной оборудование применяется в качестве промышленного охладителя, который способен поддерживать температуру, необходимую для бесперебойного функционирования производственного оборудования.

Эта машина активно эксплуатируется в различных сферах промышленности – в машиностроении, медицинских учреждениях, металлообрабатывающей, пищевой и других отраслях. Например, в пищевой отрасли водоохлаждающие устройства применяются с целью остужения спиртных и газированных напитков, переработки молочных продуктов и т.д. Чиллеры эксплуатируются и в технологических целях.

Водоохлаждающие устройства, благодаря широкому спектру холодопроизводительности, активно применяются и в системах кондиционирования небольших жилых или коммерческих объектов:

квартирах;
частных домах;
загородных коттеджах;
небольших кафе;
магазинах;
офисных помещениях и т.д.

Это оборудование классифицируется по нескольким параметрам. В соответствии с видом холодильного оборудования, существуют абсорбционные и парокомпрессионные виды чиллеров. По типу охлаждения конденсатора эти машины могут быть водяными или воздушными. Наконец, существует еще два вида чиллеров – моноблочный и с выносным теплообменником.

Главной задачей водоохлаждающей машины является выработка холода и его подача внутрь здания. Для этого применяется хладоноситель, в качестве которого, как правило, выступает обыкновенная очищенная вода. Стоит сказать, что хладоноситель является основным рабочим компонентом чиллера.

Он циркулирует по контуру всей системы кондиционирования. Хладоноситель может быть не только естественным. Также может использоваться незамерзающее вещество – этиленгликоль или пропиленгликоль. Возможно применение и сложных химических хладоносителей – ацетатов, спиртовых растворов и т.п.

Принцип работы чиллера заключается в том, что хладоноситель поступает в теплообменник фанкойл. В нем осуществляется нагрев хладоносителя, который передает свой холод воздуху помещения. После этого хладоноситель возвращается в охладитель. Действие чиллера осуществляется по циклу.

В состав этой холодильной машины входит 4 основных компонента:

компрессор;
конденсатор;
испаритель;
регулирующий вентиль.

Компрессорная станция применяется для сжатия рабочего вещества. За счет этого образуется горячий пар хладагента, который направляется в теплообменник. Там он размеренно распределяется по контурам фанкойла и отдает свое тепло.

На пути к испарителю фреон проходит регулирующий вентиль, в котором он дресселируется и отчасти испаряется. В испарителе хладоноситель начинает закипать и преобразовываться в пар. В завершении цикла пар хладагента, достигший точки перегрева, выходит из испарителя.

Таким образом, завершается цикл движения фреона по водоохлаждаюшей установке.

Функционирование этого устройства также предусматривает использование таких конструктивных составляющих, как реле давления, накопительная емкость, манометр, фильтр, ресивер и фильтр-осушитель.

Холодный и теплый потоки

Рассматривая понятия «теплого» и «холодного» потока стоит сказать, что они весьма условны. Принцип работы чиллера предполагает использование двух холодных потоков. Температура «теплого» потока не превышает 15°С. Но все-таки, температура «теплого» потока несколько выше. Как правило, разница между этими показателями составляет 5°С.

Что касается схемы работы, то теплые потоки воды поступают в чиллер от здания. А холодный поток возвращается обратно – от устройства к зданию.

Охлаждение воды

Охлаждение производится в испарителе-теплообменнике. Для этого применяется специальное вещество – хладон. Посредством испарения хладон забирает энергию теплой субстанции.

За счет этого и происходит остужение используемых жидкостей. В результате этого действия охлажденная жидкость уходит обратно в здание с целью остужения воздуха.

А вот хладон, нагнетаемый компрессорной станцией, попадает в теплообменник, где он снова возвращается в жидкое состояние.

Контур хладагента

Учитывая все вышесказанное, одним из важнейших компонентов охладителя считается хладагент (фреон). Он представляет собой специальное вещество холодильного цикла, претерпевающее целый ряд фазовых изменений. Фреон циркулирует исключительно в чиллере. Движущей силой фреона является нагнетатель, который играет роль своеобразного насоса. Благодаря действию нагнетателя, фреон характеризуется высокой температурой (около 70°С) и высоким давлением (около 30 атмосфер).

Поступая в конденсатор, температура рабочего вещества уменьшается. Это обусловлено тем, что он обдувается наружным воздухом. В результате такого воздействия, рабочее вещество меняет свое состояние. Теперь они принимает жидкое состояние. Для того чтобы снизить давление на фреон, он должен пройти регулирующий вентиль.

Процесс движения рабочего вещества по компонентам охладителя можно сравнить с принципом поступления кислорода для аквалангиста. Он заключается в том, что газ, находящийся под высочайшим давлением, поступает к аквалангисту уже с нормальными показателями. Стоит заметить, что температура кислородной смеси значительно снижается.

Подобное действие оказывает и регулирующий вентиль. Он уменьшает давление и снижает температурные показатели.

Как правило, после прохождения этого элемента чиллера температура хладона едва превышает отметку 0°С. За счет этого эффекта осуществляется остужение потоков теплой воды.

Как говорилось выше, процесс происходит в теплообменнике. Выполнив свою работу, хладон возвращается в нагнетатель и начинает новый цикл.

В качестве фреона чаще всего используется бесцветный газ с незначительным запахом хлороформа. Хладон такого типа имеет ряд преимуществ:

нетоксичен;
не взрывоопасен;
отличается низкой температурой нагнетания;
имеет отличные термодинамические и теплофизические характеристики.

Самым распространенным хладагентом считается R-22. Но ввиду того, что данный хладон нельзя охарактеризовать как экологически чистый. В последнее время в чиллерах начали применять альтернативные варианты. Одним из таких вариантов является R-134A.

Этот бесцветный газ считается одним из наиболее экологичных. Хладагент имеет максимально низкий потенциал разрушения озонового слоя. Для функционирования чиллеров также могут эксплуатируются хладоны из синтетических полиэфирных масел.

Примером такого хладона является R-410A.

Теплоотвод

Одним из самых важных этапов функционирования чиллера считается теплоотвод. Этот процесс осуществляется в теплообменных аппаратах. Так, охлаждение жидкости выполняется в испарителе, а поступление тепла в окружающую среду – в конденсаторе.

Стоит сказать, что в современных чиллерах может эксплуатироваться несколько разновидностей испарителей:

пластичный паяный;
кожухотрубный;
коаксиальный.

Наиболее распространенным вариантом является пластичный паяный испаритель. Он отличается компактными размерами и высоким уровнем эффективности. Кожухотрубный вариант по своей конструкции напоминает цилиндрический кожух с трубным пучком. Процесс преобразования жидкости в пар хладагента осуществляется путем поступления хладона в межтрубное пространство.

Что касается коаксиального варианта, то его принято использовать исключительно в чиллерах с минимальной мощностью. Среди основных характеристик этого типа испарителя можно отметить простоту конструкции и отсутствие перепадов давления. Также он отличается минимальным загрязнением.

Второй теплообменник – конденсатор. Это единственное место во всей системе кондиционирования, где хладон имеет контакт с окружающей средой. Он заключается в обдуве трубок, по которым проходит хладон, наружным воздухом.

Основной задачей этого компонента чиллера является конденсация паров хладагента. Для этого могут эксплуатироваться 2 типа теплообменников:

с воздушным охлаждением;
с водяным охлаждением.

Первый вариант, в свою очередь, делится на теплообменники с внутренней и выносной установкой. В первом случае используются осевые или центробежные вентиляторы конденсатора. Как понятно из названия, выносной конденсатор предполагает установку вне помещения. Но при этом сам охладитель расположен внутри здания.

Компрессор – сердце холодильной машины

Сердцем чиллера принято считать компрессор. Именно этот элемент холодильной машины используется для поступления хладона в испаритель. Главной характеристикой нагнетателя считается уровень его холодопроизводительности. Этот показатель определяется объемом теплоты, который необходим для испарения килограмма хладона.

На практике чаще всего используются такие типы испарителя:

поршневой;
винтовой;
центробежный.

Наибольшей эффективностью и продолжительным сроком эксплуатации характеризуются винтовые компрессоры. В охладителях с большим уровнем мощности принято использовать центробежные компрессоры. А вот поршневое компрессорное оборудование применяется в чиллерах небольшой мощности. В некоторых случаях также могут применяться спиральное и ротационное компрессорное оборудование.

Говоря об особенностях этого элемента, стоит отметить его энергозатратность. Что касается конструктивных особенностей, то компрессоры чиллеров обычно состоят из:

электродвигателя;
маслоотделителя;
смотрового стекла;
подогревателя масла;
винтовых роторов;
фильтра.

Среди основных преимуществ современных компрессоров следует отметить высокий уровень надежности. Также заслуживает внимания качественная шумоизоляция и высокий уровень виброустойчивости. Еще один плюс – этот компонент холодильной машины способен адаптироваться практически к любым рабочим условиям.

Сброс тепла наружу

Переходя к теме теплоотвода, следует снова вернуться к конденсатору. Именно здесь и осуществляется данный процесс. Сброс тепла в окружающую среду осуществляется посредством функционирования специальных вентиляторов конденсатора, которые засасывая воздух, выбрасывают его наружу.

Вентиляторы конденсатора считаются одним из наиболее энергозатратных элементов чиллера. Исходя из этого факта, разработке данного компонента всегда уделяется особенное внимание. Для работы водоохлаждающего устройства могут использоваться 2- и 4-лопастные вентиляторы. Первый вариант характеризуется минимальным уровнем шума. 4-лопастные вентиляторы характеризуются большей мощностью.

Работа «на тепло»

В завершение стоит сказать о том, что на практике могут эксплуатируются чиллеры с обратным рабочим циклом. Простыми словами они осуществляют выработку тепла вместо холода. Принцип работы таких установок можно сравнить с реверсных режимом кондиционеров.

В обратных холодильных установках именно теплообменик отвечает за забор тепла и его последующее испарение. А вот в испарителе, который будет логично назвать теплообменником, осуществляется передача тепла холодоносителю.

Более того, в таких установках используется уже не «холодонситель», а «теплоноситель».

Система автоматизированного управления чиллером

Любой современнон устройство оснащен системой автоматизированного управления. Данная система состоит из следующих элементов:

панели управления;
контроллера;
защитных средств.

Главным элементом здесь является контроллер. Именно он отвечает за управление функционированием всех основных элементов данного оборудования. Более того, контроллер регулирует реверсирующий цикл охлаждения.

В обязанности автоматизированной системы также входит включение компрессора при фиксации увеличения температуры рабочей жидкости. В случае снижения температуры система автоматически завершает работу установки. Таким образом, применение данной системыгарантирует надежность работы компрессора на протяжении всего эксплуатационного периода.