Что такое чиллер: особенности устройства, правила выбора и монтажа


Чиллер и фанкойлы

Принцип работы чиллера во многом сходится с механизмом стандартного кондиционера. В двух агрегатах задействован парокомпрессионный холодильный цикл, который и обеспечивает охлаждение жидких веществ. Все холодильные машины схожи по своему строению, отличается только модель и способ охлаждения.

Устройство чиллера

Агрегаты, вырабатывающие холод, имеют в своем строении следующие элементы:

  • конденсатор;
  • компрессорная установка;
  • Специальный теплообменник фреон-вода;
  • испаритель.

В отличие от кондиционера или холодильника, чиллер охлаждает не воздух, а вещества, которые предназначены для перенесения холода, например, вода или гликолевый раствор. А уже охлажденные жидкости переносятся по трубам к тому месту, где требуется холод.

Принцип работы чиллера для чайников


Например, в кондиционере циркулирует фреон. Охлажденный газ проходит через радиатор внутреннего блока. Радиатор внутреннего блока обдувается воздухом. В результате воздух охлаждается, а фреон нагревается и уносится в компрессор.
В чиллере вместо фреона — вода. Холодная вода проходит через радиатор внутреннего блока. Радиатор внутреннего блока обдувается теплым воздухом из комнаты. Воздух охлаждается, а вода нагревается и уносится обратно в чиллер.

Теплообменник чиллера фреон-вода

Чиллер с выносным конденсатором

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.

Чиллер с выносным конденсатором

Существуют виды охлаждающих приборов, которые можно использовать удаленно от места нахождения конденсатора. Принцип работы чиллера с выносным конденсатором основан на высокой мобильности и универсальности. Такие приборы имеют элементарное строение и простую схему эксплуатации.

Чиллер с выносным конденсатором

Выносной конденсатор чиллера может работать на двух типах вентиляторов:

  • центробежные;
  • осевые.

Благодаря универсальности, удобству и высокой эффективности такие аппараты используются повсеместно для производственных нужд.

Единственное ограничение — чиллер с выносным конденсатором может быть использован только для охлаждения. Задействовать обратный холодильный цикл для нагрева жидкости не получится.

Абсорбционный чиллер фанкойл

Чиллер абсорбционный

Абсорбционные приборы отличаются от стандартных чиллеров строением и схемой эксплуатации.


инцип работы абсорбционного чиллера основывается на использовании раствора бромида лития (LiBr), который поглощает испарения внутри агрегата, переходя в состояние разбавленного вещества. Полученный раствор отправляется в генератор, где нагревается и выпаривается под воздействием пара или выхлопных газов. Раствор бромида лития (LiBr) возвращается в свое прежнее состояние, и направляется к своим истокам – в абсорбер. Тем временем полученный пар из воды подходит к конденсатору, чтобы замкнуть цикличный процесс и повторить процедуру вновь. Аппараты на абсорбционной системе охлаждения используются в производственных сферах для выполнения масштабных работ.

Сферы применения

Основное назначение холодильного чиллера заключается в охлаждении и контроле температуры производственных линий, технологических процессов, конечного продукта и различного оборудования. Также промышленные чиллеры применяются в централизованных системах промышленного и бытового кондиционирования воздуха на производственных объектах, общественных зданиях, в жилых апартаментах, офисных помещениях и т.д. Кроме этого, промышленные охладители используются по следующим направлениям:

  • Пищевое производство. Технология изготовления молочной и мясной продукции, кондитерских и хлебобулочных изделий, а также фасовки соков, сиропов, вина и ряда других алкогольных напитков требует подачи на линию промышленного холода.
  • Литье пластмасс, резины, изготовление полиэтилена. Охлаждение пресс-форм, экструдеров, ТПА.

  • Полиграфия. Установки применяют для охлаждения воды, задействованной в изготовлении печатной продукции.
  • Химическая промышленность. Конкретно, технологии, в которых холодная вода выступает важным условием штатного протекания химических реакций.
  • Машиностроение. Холодильные чиллеры необходимы для индукционных печей.
  • Обслуживание оборудования для бассейнов, аквапарков.
  • Создание ледовых арен для спортивных комплексов и развлекательных площадок.
  • Фармацевтика. Холодильный чиллер участвует в изготовлении лекарств и некоторых видов медицинской техники.
  • Содержание торгового оборудования для хранения и демонстрации скоропортящихся продуктов.
  • Лазерные технологии.
  • И множество других сфер применения…

При обширном охвате сфер применения разные модели холодильных чиллеров имеют значительные конструкторские отличия, но действуют по, более или менее, идентичному алгоритму.

Преимущества использования чиллеров с фанкойлами в системах промышленного кондиционирования воздуха

В сравнении с климатической техникой, функционирующей за счет газовых хладагентов, комплекс чиллер-фанкойл обладает рядом преимуществ:

  • Эффективное распределение холода по обслуживаемому объекту.
  • Компактное размещение модулей.
  • Отсутствие ограничений на длину подключаемых в систему трубопроводов и воздуховодов.
  • Возможность монтажа новых фанкойлов.
  • Высокая энергоэффективность комплекса при низких теплопотерях.
  • Надежность автоматики.
  • Дешевизна балансировки трубопровода.
  • Возможность круглогодичного использования.

Кроме того, система чиллер-фанкойл допускает установку на чердаке, тех. этаже или в подвале, поэтому не портит экстерьер здания.

Как правильно выбрать чиллер?

Для нужд большого коттеджа специалисты рекомендуют использовать чиллер с водяным охлаждением конденсатора. Такие устройства имеют более простую конструкцию, чем аналоги с воздушным охлаждением, соответственно, и стоят они дешевле.

Конструкция чиллера с воздушным охлаждением включает вентилятор (осевой или центробежный) для забора воздуха из помещения, в котором установлено устройство.

Для охлаждения конденсатора с помощью воды можно использовать местные водные ресурсы: реки, озера, атезиансткие скважины и т.п. Если по каким-то причинам доступа к таким источникам не имеется, применяется альтернативный вариант: охладитель из этилена или пропиленгликоля.

Охладители этого типа идеальны для применения в холодное время года, когда обычная вода просто замерзает.

Выбор между чиллером в виде моноблока, когда и компрессор, и испаритель, и конденсатор заключены в общий корпус и вариантом, когда конденсатор устанавливают отдельно, не так однозначен. Моноблок проще в монтаже, кроме того, производительность агрегатов этого типа может быть довольно высокой.


Выносные системы монтируют в разных местах: собственно чиллер – в подсобном помещении внутри здания (можно даже в подвале), а конденсатор – снаружи. Для соединения этих двух блоков обычно используют трубы, по которым циркулирует фреон. Этим объясняется повышенная сложность монтажа системы, а также дополнительные материальные затраты на установку.

Но для установки чиллера с выносным конденсатором используется меньше места внутри помещения, а такая экономия может оказаться необходимой. Выбирая подходящее устройство, следует учесть также дополнительные функции, которыми оснащен прибор.

Среди популярных и полезных дополнений можно отметить:

  • контроль и регулировку водного баланса в системе;
  • очистку воды от нежелательных примесей;
  • автоматизированное заполнение емкостей;
  • котроль и коррекцию внутреннего давления в системе и т.п.

Наконец, обязательно следует оценить холодопроизводительность чиллера, т.е. его способность отбирать тепловую энергию из рабочей жидкости. Конкретные количественные показатели обычно указаны в техническом паспорте изделия. Холодопроизводительность каждой конкретной системы чиллер-фанкойл рассчитывается отдельно.

При этом учитываются максимальные и минимальные температурные показатели, мощность чиллера, производительность насоса, протяженность труб и т.д. Это только общие рекомендации по выбору чиллеров. В каждом конкретном случае следует проконсультироваться с опытным специалистом, который сможет учесть различные нюансы и поможет сделать верный выбор.

Особенности монтажа таких устройств


Сэкономить на установке чиллера сможет только опытный специалист. Всем прочим владельцам этого устройства придется оплатить услуги профессиональных монтажников, поскольку в этом вопросе любая ошибка может стать фатальной. Начинают установку с тщательного изучения всей технической документации и рекомендаций производителя.

После этого приступают непосредственно к установке. Для чиллера следует выбрать опорную площадку, способную выдержать вес этого устройства.

На площадке монтируют раму, положение которой тщательно выверяют с помощью уровня. Если нет площадки с необходимыми характеристиками, следует забетонировать подходящий для монтажа участок, и установить на нем раму.

При этом следует учитывать вибрационное воздействие, которое возникает при работе чиллера. Площадка и рама должны быть установлены таким образом, чтобы вибрация не передавалась прочим конструкциям здания. Воздействие могут также оказывать и другие элементы системы: трубы, воздуховоды, гидромодуль и т.п.

Если установка чиллера запланирована в подсобном помещении внутри здания, для нее необходимо соорудить фундамент, который будет возвышаться над уровнем пола. Это позволит уменьшить общую инерционность системы, снизить вибрационное воздействие, улучшить распределение массы агрегата.

Собственно чиллер монтируют на специальные пружинные или резиновые опоры с целью погасить вибрационное воздействие. Под эти опоры кладут еще один слой резины, затем закрепляют конструкцию с помощью анкерных болтов. Определяясь с местом для установки чиллера, следует помнить, что вокруг агрегата должно оставаться свободное пространство.


Оно обеспечит доступ к механизмам для выполнения технического обслуживания. Кроме того, вокруг устройства должен свободно циркулировать воздух, чтобы улучшить охлаждение конденсаторов. Если чиллер установлен снаружи здания, его необходимо защитить от загрязнений, например, опавшей листвой.

Если мусор проникнет в теплообменник, это приведет к некорректной работе системы и серьезным поломкам оборудования. Недопустимо чтобы корпуса чиллера касались посторонние предметы или коммуникации, поскольку им может передаться вибрационное воздействие. Еще один важный момент при монтаже чиллера снаружи – направление ветра.

При установке внутри помещения следует учитывать шумовое воздействие, возникающее во время работы агрегата. Имеет смысл позаботиться о дополнительной шумоизоляции и продумать, как избыточный шум скажется на соседних помещениях. Не рекомендуется ставить чиллер по соседству с жилыми комнатами.

Если рядом с чиллером планируется установить еще какие-то агрегаты, нужно позаботиться, чтобы механизм не подвергался избыточному тепловому воздействию, а также чтобы не было препятствий свободному перемещению потоков воздуха.

При наружном монтаже чиллера используют специальный кожух, который защищает устройство от воздействия погодных факторов. Внутри кожуха ставят испаритель, для монтажа компрессоров предусмотрено место сбоку, а конденсатор устанавливают сверху.


Подобным же образом агрегат устанавливают на крыше здания. При внутренней установке, кожух, разумеется, не нужен, но если в этом случае используется модель с выносным конденсатором, то часть монтажных работ выполняют снаружи.

При изучении технической документации следует обратить внимание на порядок монтажа рамы под чиллер. Для некоторых моделей с высокой производительностью используют специальные виброопоры, которые не нужно дополнительно крепить анкерными болтами.

Для отдельных агрегатов не требуется заливать отдельный фундамент, достаточно правильно установить раму и закрепить устройство болтами.

Для присоединения труб к патрубкам чиллера обычно используют муфты, поскольку диаметр этих коммуникаций невелик. Подключение чиллера к трубопроводам осуществляется только после того, как агрегат установлен на фундамент и виброопоры. Не стоит выполнять этот этап заранее, чтобы не повредить коммуникации.

Типы хладоносителей

Для чиллеров используется несколько видов хладоносителей.

  • Вода — это самый доступный и естественный хладоноситель, характеризующийся оптимальными теплофизическими показателями.
  • Антифризы на гликолевой основе (этилен — и пропиленгликоль) — характеризуются низкой температурой закипания и хорошей гигроскопичностью.
  • Солевые, кислотные или спиртовые растворы – химические соединения, обладающие высокими антикоррозийными характеристиками.

Выбор конкретного вещества определяется свойствами материала, из которого изготовлен теплообменник — медь, нержавеющая или углеродистая сталь, титан, сплавы с никелем. Оно должно быть нейтральным по отношению к металлу — не провоцировать коррозию и не менять его характеристик.

Свойства самых популярных хладоносителей

Наиболее распространенными жидкостями, используемыми для холодопередачи и отвода тепла в чиллерах, являются вода и этиленгликоль, физические характеристики которых представлены ниже.

Вода

Температура замерзания (0°C) и кипения (100°C) ограничивает использование воды в чиллере. Она обладает малой летучестью, низкими показателями динамической вязкости и коррозийной активности, а также высокой теплоемкостью. В установках, работающих на воде, расход электроэнергии существенно ниже. Помимо экономии этот хладоноситель отличается не токсичностью и пожаробезопасностью. Но есть и недостаток – при размещении чиллера на улице воду на зиму необходимо сливать и заполнять трубопроводы антифризом.

Этиленгликоль

Представляет собой вязкую, бесцветную жидкость, закипающую при (+200)°C и замерзающую при (- 20)°C. Это обусловило его широкое применение в холодильных и морозильных установках. В качестве хладоносителя используется в виде водного раствора, в который добавляются антикоррозийные присадки.

Применение воды и этиленгликоля

Различие физических и химических параметров воды и этиленгликоля обусловило специфику их применения в чиллерах.

Вода используется преимущественно в холодильных установках построенных по схеме чиллер-фанкоил, предназначенных для кондиционирования . Поддержание оптимальной температуры воздуха в помещении не требует от хладоносителей экстремальных свойств по закипанию и замерзанию.

Этиленгликоль применяется главным образом в системах охлаждения промышленного назначения – для организации и поддержания нормального режима работы оборудования и производственных процессов. Ввиду токсичности не предназначен для пищевой промышленности.

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.

Чиллер
Чиллер

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.


Использованные источники

  1. crio.pro/xolodilnoe-oborudovanie/princip-raboty-chillera/
  2. echiller.ru/chto-takoe-holodilnyj-chiller-i-sfery-ego-primeneniya.html
  3. sovet-ingenera.com/vent/cond/chto-takoe-chiller.html
  4. remont-chillera.ru/obzoryi/khladonositeli-dlya-chillerov/
  5. zen.yandex.ru/media/id/5e4e83a0b38ee002b5fc11f6/princip-raboty-chillera-5e4e8770f2b93d016c1185d5

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.