По принципу работы и получению холода чиллеры можно разделить на два типа: парокомпрессионные и абсорбционные. Область применения обоих типов холодильных машин похожа. Оба типа преимущественно служат для производства охлаждающей жидкости (холодоносителя) для нужд кондиционирования, промышленного холода, вентиляции или технологии. Кроме этого, чиллеры также могут использоваться для нагрева теплоносителя для нужд отопления и вентиляции. При чем, агрегаты паро-компрессионного типа используются для нагрева значительно реже, чем абсорбционные в связи с их низкой эффективностью при отрицательных температурах окружающего воздуха. В данной статье будут рассмотрены чиллеры парокомпрессионного типа.
Принцип работы.
Основные элементы парокомпрессионного чиллера это компрессор, испаритель, конденсатор, дросселирующее устройство. Отвод тепловой энергии в парокомпрессионной холодильной машине, происходит за счет изменения агрегатного состояния вещества (холодильного агента).Как правило, холодильным агентом служат хладоны - фтор- и хлорсодержащие производные насыщенных углеводородов (главным образом метана и этана). Холодильная машина работает по следующему принципу: компрессор нагнетает газообразный хладагент в конденсатор (см. схему рис.1), где в результате высокого давления и отвода тепла газообразный фреон конденсируется. Далее, при прохождении жидкого хладагента через дросселирующее устройство, его давление падает, при этом часть жидкости преобразуется в пар. Этот процесс сопровождается понижением его температуры. Затем парожидкостная смесь поступает в испаритель, где кипит и окончательно превращается в пар. Испаритель представляет собой промежуточный теплообменник хладон/вода, в котором происходит передача тепла от хладагента охлаждаемой жидкости. Затем жидкость требуемой температуры подается через гидравлический контур к потребителям – фанкойлам, вентиляционным установкам и т.д.
Рис. 1
Классификация чиллеров.
Парокомпрессионные чиллеры можно классифицировать:
- по типу охлаждения конденсатора;
- с воздушным охлаждением конденсатора;
- с водяным охлаждением конденсатора;
- для установки снаружи зданий;
- для установки внутри зданий;
- с системой свободного охлаждения (фрикулинг);
- с центробежным вентилятором охлаждения конденсатора;
- по типу компрессора и т.п.
По способу охлаждения конденсатора:
- чиллеры воздушного охлаждения;
- чиллеры водяного охлаждения (водоохлаждаемые).
К чиллерам наружной установки относятся моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора, которые обычно устанавливаются на кровле зданий или на специальных площадках рядом с обслуживаемыми зданиями. Также к чиллерам наружной установки можно отнести чиллеры с выносным испарителем.
К чиллерам внутренней установки относятся:
- чиллеры с выносным конденсатором (бесконденсаторные);
- чиллеры водяного охлаждения (водо-водяные чиллеры);
- чиллеры воздушного охлаждения с центробежным вентилятором.
Чиллеры внутренней установки размещаются в специальных помещениях - машинных залах. Благодаря простоте монтажа, удобству эксплуатации и цене наибольшее распространение получили моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора.
Моноблочные чиллеры с воздушным охлаждением конденсатора
Моноблочные чиллеры с широко применяются в системах центрального кондиционирования с приточными установками и в системах «чиллер-фанкойл». Моноблоки имеют две модификации:
- с осевыми вентиляторами;
- с центробежными вентиляторами (для установки внутри зданий).
Чиллеры с осевыми вентиляторами (рис.2) представляют собой агрегаты, смонтированные на раме в едином корпусе и устанавливаются на кровле зданий или рядом на подготовленной площадке. Сброс тепла производится в окружающую среду.
Рис. 2
В качестве теплоносителя используется вода или водяные растворы гликоля для работы холодильной машины в холодное время года. Если требования проекта не позволяют использовать гликоли, то в систему встраивается промежуточный теплообменник (рис.3). При такой схеме температурные параметры раствора гликоля в чиллере должны быть на 2ºС ниже расчетной температуры в контуре потребителей. Например, для того чтобы обеспечить температурные параметры воды в промежуточном теплообменнике выход/вход: 7/12ºC, необходимо получить гликолевый раствор на выходе из чиллера температурой 5ºC.
Рис. 3
Кроме этого, при использовании промежуточного теплообменника возможна эксплуатация холодильной машины при отрицательных температурах окружающего воздуха. Основными преимуществами моноблочных чиллеров с воздушным охлаждением являются простота монтажа, удобство обслуживания, полная готовность агрегатов к работе (заправлен хладагентом и маслом), сравнительно низкая цена. К числу дополнительных преимуществ моноблоков можно отнести широкие возможности при размещении в связи с неограниченной длиной трасс теплоносителя и перепадом высот между чиллером и потребителями. Чиллеры модульной конструкции также обладают неоспоримыми преимуществами:
- минимальный срок поставки благодаря наличию на складе;
- экономия средств – система вводиться в эксплуатацию частями по мере необходимости;
- вариативность – объединяя модули разной производительности получаем холодильную машину требуемой мощности (схема рис.4);
- экономия электроэнергии – система работает на том уровне мощности, который в данный момент необходим потребителям, путем включения/отключения отдельных модулей.
Рис. 4
Чиллеры с центробежными вентиляторами (рис.5) предназначены для установки в помещениях: подвалах, чердаках, служебных специальных помещениях. Основное отличие от чиллеров с осевыми вентиляторами это наличие центробежного вентилятора/ов с высоким напором. Через сеть воздуховодов вентилятор нагнетает воздух, который охлаждает конденсатор и затем удаляется наружу, а тепло сбрасывается в окружающую среду.
Преимущество чиллеров с центробежными вентиляторами:
- длительный срок службы благодаря расположению в отапливаемом помещении.
Рис. 5
Забор воздуха производится из помещения, выдув может быть организован по воздуховодам в одном из трех направлений (рис.6)
Гидромодуль. Циркуляция хладоносителя (вода, раствора гликоля) между чиллером и потребителями (фанкойлами) обеспечивается гидромодулем (насосной станцией) (рис.7,a), Гидромодуль включает в себя циркуляционный насос, расширительный бак, запорную арматуру, бак-аккумулятор (буферный бак), систему управления и защиты.
Бак-аккумулятор (рис.4, b) необходим для увеличения емкости теплоносителя в системе. Буферный бак позволяет сократить количество запусков компрессоров и насосного оборудования, увеличивая тем самым срок службы холодильных машин. Буферный бак может не входить в состав гидромодуля и поставляться отдельно.
Чиллеры с выносным конденсатором (бесконденсаторные) (рис.8)
Чиллер с выносным конденсатором представляет собой агрегат, в котором все основные элементы: компрессор, испаритель, дросселирующее устройство установлены на одной раме в едином корпусе. При этом сам чиллер предназначен для установки внутри помещений, а конденсатор воздушного охлаждения предназначен для уличного использования и устанавливается снаружи.
Рис. 8
Основные преимущества чиллеров с выносным конденсатором:
- возможность круглогодичной эксплуатации с использованием воды;
- удобство обслуживание в любое время года;
- высокая эффективность, благодаря отсутствию контура с гликолем и промежуточных теплообменников;
- длительный срок службы благодаря расположению в отапливаемом помещении;
- возможность использования конденсатора в низкошумном или взрывозащищенном исполнении.
Российского производства компании ЦентрПром-Холод изготавливаются различных мощностей от 1 до 1000 кВт. Сборка водяных чиллеров с выносным конденсатором занимает от 7 до 15 дней под заказ, в зависимости от мощности и комплектации чиллера, по предоплате.Купить чилер с выносным конденсатором можно через онлайн-заявку .
Цена чиллеров с выносным конденсатором
Электронная защита — реле времени, предусматривает задержку срабатывания низкого давления при понижении давления в конденсаторе, которое вызвано низкой температурой наружного воздуха, а не недостатком фреона. В таком случае, система автоматики, не идентифицирует временное понижение давления, как аварию. По истечении времени авария пропадет, компрессор , посредством нагнетания, поднимет давление в системе чиллера в выносным конденсатором , а если реле сработало по недостатку фреона в системе, то сигнал об аварии зафиксируется и чиллер автоматически прекратит работу.
с выносным конденсатором от чиллера со встроенным конденсатором (моноблочного) является отсутствие в его корпусе конечного теплообменника - конденсатора. По этой причине его ещё называют «бесконденсаторным» чиллером. Сам же конденсатор в конструкции присутствует, но выполняется в виде агрегата, монтируемого отдельно от холодильной машины.
Принципиально работа бесконденсаторных чиллеров не отличается от таковой у моноблочных конструкций, но схематически выглядит по-другому (см. рис.): Промежуточный теплоноситель (как правило, вода) движется по закольцованному контуру, проходя через теплообменник (испаритель) холодильной установки. Там происходит передача тепла от теплоносителя к хладагенту (фреону). Испарение фреона обеспечивается системой клапанов, датчиков температуры и давления, а его циркуляция — компрессором. Эта часть схемы является общей для всех типов чиллеров.
В бесконденсаторных чиллерах внутренний (фреоновый) контур лишь частично располагается в корпусе холодильного агрегата и имеет выводы для подключения его внешней части, в которой и находится конденсатор.
Принцип расположения конечного теплообменника отдельно от основного холодильного оборудования помогает значительно повысить холодопроизводительность всей системы, без существенного увеличения энергозатрат. Подобный эффект достигается путём установки конденсаторов в местах свободного взаимодействия с наружным атмосферным воздухом — на крышах зданий или на открытых площадках возле них. Таким способом монтируются конденсаторы воздушного охлаждения. Конденсаторы с жидкостным охлаждением можно (и предпочтительнее) устанавливать внутри помещений, вынося наружу теплообменник дополнительного водяного контура.
Преимущества и недостатки чиллера с выносным конденсатором
В сравнении с чиллером со встроенным конденсатором «бесконденсаторный» чиллер имеет немало положительных качеств, а именно:
- — более выгодное соотношение показателей холодопроизводительности и энергопотребления;
- — отсутствие необходимости в дополнительном отводе тепла из помещения, в котором расположен чиллер;
- — возможность изначальной компоновки чиллера с конденсаторами различной конструкции, габаритов и мощности или переделка подобным образом уже установленной системы. В последнем случае отсутствует необходимость в замене холодильной машины;
- — низкий уровень шума за счёт размещения охлаждающих вентиляторов вне помещения. Данная особенность также позволяет использовать наиболее экономный вариант оснащения конденсатора осевыми вентиляторами;
- — эффективное охлаждение посредством «фрикулинга» (свободного охлаждения без применения принудительного обдува) в холодный период года;
- — всесезонное использование с конденсаторами жидкостного охлаждения (с этиленгликолем в качестве теплоносителя в дополнительном контуре). В случае охлаждения проточной водой возможно постоянное получение горячей воды (при наличии её потребителя).
Недостатки чиллера с выносным конденсатором чаще проявляются в следующем:
- — более сложный, а потому — и более дорогой монтаж в сравнении с моноблочными агрегатами;
- — применение конденсаторов жидкостного охлаждения существенно повышает стоимость всей системы;
- — ограниченная протяжённость соединительных трасс между чиллером и выносным конденсатором.
- Впрочем, последний из недостатков весьма сомнителен, так как опытные наладчики знают немало способов его устранения.
Чиллер с выносным конденсатором по конструкции напоминает холодильные машины на основе водяного конденсатора. Сам чиллер устанавливается в помещении, а конденсатор снаружи. Между собой они соединяются системой фреонопроводов. Подобные чиллеры выпускаются в нескольких вариантах. Они могут различаться по мощности и могут комплектоваться системами автоматического контроля. Компактный внутренний блок не требует много места внутри помещения, а выносной конденсатор надежно защищен от погодных условий.
Главное отличие такого чиллера от аналогов с водяным конденсатором в том, что в его контуре:
- Необязательно использовать промежуточный теплоноситель и мощные циркуляционные насосы.Вероятность замерзания теплоносителя минимальна, так что отсутствует необходимость использования двухконтурной системы холодоснабжения.
- Располагать внутри помещения только сам чиллер, в то время как самая шумная часть оборудования - конденсатор устанавливается на наружной стене здания или его крыше.Благодаря этому снижается уровень шума в помещении и экономится внутреннее пространство. Оба блока соединяются между собой трубами с хладагентом.
5 причин приобрести чиллеры от АквилонСтройМонтаж
- Привлекательные цены и гибкая система скидок
- Все необходимые сопровождающие документы
- Гарантийное обслуживание приобретенного оборудования
- Огромный выбор продукции
- Высокое качество и самые кратчайшие сроки выполнения заказа
ОСТАВИТЬ ЗАЯВКУ
Достоинства чиллера с выносным конденсатором Подобные чиллеры имеют целый ряд преимуществ:- Легкость обслуживания установки.Система автоматики надежно защищена от неблагоприятных погодных условий.Так как вся система трубопроводов располагается внутри помещения, нет необходимости использовать незамерзающие жидкости. В качестве теплоносителя можно применять обычную воду. Поэтому этот тип чиллеров обычно производится на базе холодильного агрегата с водяным конденсатором.Чиллеры этого типа можно эксплуатировать круглогодично для кондиционирования производственных помещений.
С воздушным конденсатором охлаждения представляют собой холодильные машины, которые используются для нагрева или охлаждения жидкого теплоносителя. В качестве теплоносителя используют воду или антифриз (пропилен или этиленгликоль). В зависимости от принципа работы и отвода тепла чиллеры можно разделить на модели с воздушным и водяным охлаждением . Чаще всего используются установки с воздушным типом охлаждения. В современных системах воздушные чиллеры выполняют роль переносчика тепла. Тепло от холодоносителя берет на себя испаритель, а отвечает за сброс этого тепла наружу. Наиболее простым способом передачи тепла наружу является передача его наружному воздуху. Именно этим и занимается конденсатор в воздушных чиллерах.
Конденсатор воздушного охлаждения
Современный конденсатор воздушного охлаждения представлен в виде трубчато-ребристого теплообменника. Принцип работы заключается в том, что рабочее вещество протекает по трубкам холодильного контура. В качестве этого вещества часто называют .Трубки и ламели обдуваются воздухом снаружи. В процессе обдува горячие трубки с хладагентом охлаждаются. Также необходимо добиться высокой эффективности работы самого чиллера для быстрого охлаждения хладагента. Достичь этой цели можно несколькими путями.
Во-первых, для охлаждения на трубки насаживаются специальные ребра. Для этого чаще всего используют медные трубки в сочетании с алюминиевыми ребрами. Толщину ребер и их частоту необходимо проектировать исходя из соображений эффективности работы системы и максимального теплоотвода. Это позволит добиться наибольшей эффективности работы всей системы.
Во-вторых, важно правильно спроектировать конструктивные особенности теплообменников.
Конструктивные особенности современных конденсаторов воздушного охлаждения
Необходимо позаботиться о том, чтобы с конструктивной точки зрения через конденсатор проходило максимальное количество воздуха. При этом будет обеспечиваться высокий уровень теплосъёма. Достичь таких результатов можно несколькими способами.Изначально все конденсаторы делали прямоугольной формы, а устанавливали их вертикально. Они крепились по бокам самой холодильной машины. С развитием технологий и изменением подходов, эта конструкция была изменена и усовершенствована. Для этого стали использовать новые конденсаторы с W-образной формой, что позволило значительно улучшить эффективность работы.
Такое решение помогло максимально оптимизировать воздушный поток и обеспечить эффективное и быстрое охлаждение. Чиллеры стали работать более продуктивно, при этом снизилось потребление электроэнергии для вентиляторов конденсатора. Также удалось улучшить теплоотвод и снизить в целом температуру конденсации.
Необходимо понимать, что снижение даже на 1°С температуры конденсации улучшает эффективность (холодопроизводительность) работы холодильной машины. Такое решение приводит к повышению энергоэффективности на 3%, при этом сохраняется та же генерируемая холодильная мощность.
Разновидности чиллеров с воздушным конденсатором
Вентиляторы для конденсаторов воздушного охлаждения
Для прогона наружного воздуха посредством конденсатора применяется вентилятор. Зачастую, он подлежит установке сверху холодильного агрегата: воздух втягивается с боковых сторон чиллера, далее проходит сквозь конденсатор, тем самым, охлаждая его, после чего выбрасывается назад на улицу строго вертикально вверх.К тому же, немалое внимание уделяется именно вентиляторам, поскольку они представлены вторыми по показателю величины энерго потребителями только после компрессора и возможно, насоса.
Чиллеры с осевыми вентиляторами
Процесс охлаждения конденсаторов происходит посредством притока воздуха из окружающей среды. Главное преимущество использования такого оборудования – это уникальная возможность применения для внедрения систем кондиционирования включительно незадействованных площадей. Основным его минусом является шум, неизбежно являющийся сопутствующей составляющей при работе механизмов. Для минимизации либо устранения такого недостатка производители используют специальные вентиляторы, которые снабжены пониженным уровнем шума и обладающие лопастями особой формы. Стоит заметить, что довольно часто это приводит к увеличению определенных габаритов конструкции, именно поэтому потребителю может быть предложена такая альтернатива, как пониженный уровень шума либо малые размеры. Довольно часто производят чиллер с выносным конденсатором, когда он располагается на улице, а сам холодильный модуль в помещении.
Чиллеры с центробежными вентиляторами
Чиллер, который наделен центробежным вентилятором подлежит установке внутри зданий. Как приток охлаждающего воздуха, так и отвод тепла происходит благодаря системе воздуховодов. В свою очередь, вентиляторы центробежные, которые характерны внушительным статическим набором, дающим возможность преодолеть воздуховодное сопротивление, способны перемещать воздух. Немаловажным достоинством оборудования такого типа есть все сезонность производимой работы, его можно использовать при разнообразных погодных условиях, а также температуре окружающей среды. Для того, чтобы не возникало недостатка установок под агрегаты неукоснительно должна быть выделена специальная площадка габаритного размера внутри сооружения. Кроме того, на создание обязательной сети воздуховодов потребуются вспомогательные затраты.
Принцип работы чиллера - холодильный цикл
является разновидностью холодильной машины, которую используют для охлаждения всех типов . Это устройство функционирует за счет холодильного цикла парокомпрессионного типа. Аналогичный цикл применяют также и в обычных кондиционерах. В целом, искусственный холод получают с помощью простых физических процессов - расширения, сжатия и конденсации рабочих веществ или холодильных агентов.Понятие и особенности холодильного цикла
Принцип работы поможет быстро определиться с моделью холодильной машины при покупке. И тут не обойтись без определения холодильного цикла. Речь идет о круговом процессе, который задействуют при охлаждении в чиллерах. Цикл хладагента включает в себя 4 базовых этапа:- Компрессор. Этот агрегат является ключевой составляющей каждой холодильной установки. Он поддерживает нормальный ход хладагента в системе. В компрессор поступает охлажденный хладагент низкого давления в форме пара, который проходит сжатие для повышения давления и температуры. В силу малого количества движущихся компонентов компрессор характеризуется высокой надежностью, малыми вибрациями и минимальным уровнем шума во время работы.
- воздушный конденсатор. Сюда поступает пар, который под давлением трансформируется в жидкое состояние. Этот процесс называют конденсацией. Он необходим для сброса отводимого хладагентом тепла в окружающую среду.
- Регулятор потока. На данном этапе жидкий хладагент проходит сквозь регулятор потока, охлаждаясь и снижая давление.
- Испаритель. Здесь хладагент низкого давления закипает, забирая тепло из воздуха внутри помещения и трансформируясь в газообразное состояние. После хладагент в форме газа вновь попадает в компрессор и холодильный цикл повторяется.
